Влажность

Абсолютной влажностью воздуха называют величину, численно равную массе водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха (плотность реального пара в г/см³). Если пар можно считать идеальным газом (когда он вдали от состояния насыщения), то его давление описывается уравнением Менделеева–Клапейрона:

(6.10.1)

Отсюда видно, что плотность реального пара – это и есть абсолютная влажность.

Относительной влажностью называют величину, равную отношению абсолютной влажности ρ к плотности ρ_н насыщенного пара при данной температуре:

×100%. (6.10.2)

Относительную влажность можно вычислить и как отношение давлений реального и насыщенного паров:

(6.10.3)

Температура, при которой водяной пар становится насыщенным, называется точкой росы. В этом случае водяной пар конденсируется в виде росы. Прокомментируем рассмотренный выше пример 6.3 с точки зрения определения относительной влажности. В жаркий день в воздухе концентрируется много водяного пара при данной температуре. Ночью температура понижается и, следовательно, снижается плотность насыщенного пара. Когда плотности насыщенного и реально содержащегося пара в воздухе окажутся равны, относительная влажность достигнет 100%, и выпадет роса.

Пример.6.5. Если из холодильника вынуть емкость с жидкостью, то она запотевает. Это связано с тем, что воздух вблизи поверхности бутылки охлаждается до ее температуры. Следовательно, и плотность насыщенного пара становится ниже. Однако в нем содержится тоже количество пара, как и в остальном воздухе в комнате. Если плотность реально содержащегося в воздухе пара станет не ниже плотности насыщенного пара при температуре поверхности бутылки, то на ее поверхности выпадет роса.

Пример.6.6. Вы входите с мороза в теплое помещение в очках. Они также запотеют. Причина запотевания в обоих случаях заключается в том, что при более высокой температуре в воздухе содержится больше паров воды. Когда теплый воздух оказывается вблизи холодной поверхности, он охлаждается. При более низкой температуре воздух содержит тоже количество паров. Если его плотность превышает плотность насыщенного пара при низкой температуре, то лишний пар осаждается на стеклах очков или поверхности бутылки в виде капелек воды, то есть поверхность запотевает.

Влажность воздуха измеряют с помощью приборов – гигрометров и психрометров. Для примера, принцип действия гигрометра основан на изменении длины волоса при изменении влажности, принципиальная схема которого представлена на рис.6.21.

Рис.6.21. принципиальная схема гигрометра: 1 - пружина, 2- материал, изгибающийся при изменении влажности, 3 - стрелка.

В физике действуют приборы, в основе которых лежит идея использования пересыщенных паров. Таким способом регистрируют элементарные частицы. Вдоль пути движения элементарной частицы (ее трека) пересыщенный пар конденсируется. Трек фотографируется с трех проекций и по нему определяются характеристики частицы. Обычно камера с пересыщенным паром помещается в постоянное магнитное поле, что позволяет различить положительно и отрицательно заряженные частицы, а также частицы разной массы.

Дата добавления: 2014-01-06