Фазовые превращения воды в атмосфере

План

Лекция № 3 Вода в атмосфере

Показатели экономической эффективности системы растениеводства

Основные показатели экономической эффективности системы растениеводства включают:

1) Урожайность с/х культур, ц/га

2) Произведено валовой продукции растениеводства по видам продукции, ц

3) Стоимость валовой продукции растениеводства, всего, тыс. руб.

4) Стоимость валовой продукции растениеводства на 100 га пашни, на 100 га с/х угодий, тыс. руб.

5) Стоимость товарной продукции растениеводства на 100 га пашни, на 100 га с/х угодий, тыс. руб.

6) Произведено всех видов кормов, всего, ц к.ед.

7) Произведено всех видов кормов на 100 га пашни, ц к.ед.

8) Произведено всех видов кормов на 1 га с/х угодий, к.ед.

9) Произведено на 100 га зерновых:

- мяса КРС, ц;

- мяса птицы, ц;

- яиц, тыс. шт.

10) Произведено на 100 га зерновых:

- птицы, гол.;

- КРС, гол.

11) Произведено на 100 га пашни:

- свиней, гол.

12) Приходится на 100 га с/х угодий:

- КРС, голов;

- овец, гол.;

- затрат живого труда, чел.-ч

13) Получено на 100 га пашни, на 100 га севооборотной площади:

- зерна, ц

- картофеля, ц

- … (по видам с/х культур)

14) Получено на 1 работника:

- валовой продукции растениеводства, руб.

- прибыли от продажи продукции растениеводства, тыс. руб.

15) Прямые затраты труда - всего, на 100 га пашни, на 100 га севооборотной площади, чел.-ч.

16) Затраты труда на производство растениеводческой продукции, чел.-ч./ц (по видам продукции)

17) Произведено продукции на 1 чел.-ч.:

- руб.;

- к.ед.

18) Затраты на производство продукции растениеводства, тыс. руб.

19) Затраты на производство продукции растениеводства на 100 га пашни, на 100 га с/х угодий, тыс. руб.

20) Себестоимость 1 ц к.ед., руб.

21) Прибыль от продажи растениеводческой продукции - всего, на 100 га пашни, на 100 га с/х угодий, тыс. руб.

22) Рентабельность производства растениеводческой продукции, %

23) Рентабельность продаж растениеводческой продукции, %

УДК 551.46+551.5 (0,753) Кузнецов Ю.М к.т.н., доцент

кафедры «судовождение»

1. Испарение воды, влажность воздуха и приборы для измерения влажности.

2. Фазовые превращения воды в атмосфере.

1. Испарение воды, влажность воздуха и приборы для измерения влажности воздуха.

Вода в атмосфере может находиться в трех состояниях (фазах):

- газовом – в виде невидимого водяного пара, содержание которого характеризует влажность воздуха;

- жидком – в виде дождя и мелких капелек облаков и туманов;

- твердом – в виде снега, града, кристаллов, ледяных облаков и туманов.

Вода в атмосферу поступает в газообразном состоянии в результате испарения с водных поверхностей влажной почвы и снега, а также с растений. При определенных условиях вода из газообразного состояния переходит в жидкое или твердое состояние.

Интенсивность испарения достигает наибольшего значения днем и летом, наименьшего - ночью и зимой. В тропиках интенсивность испарения выше чем в умеренных широтах в 2 – 3 раза.

Одним из основных факторов, влияющих на интенсивность испарения является содержание водяного пара над испаряющей поверхностью (степень насыщения).

Атмосферный воздух представляет собой смесь газов, в которую входит и водяной пар. Каждая составная часть газовой смеси обладает определенным парциальным давлением в воздухе. Парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе, называется упругостью водяного пара “е”. Она выражается в миллибарах или миллиметрах ртутного столба с точностей до десятых долей, а также в паскалях (1 Па = 0,01 мбар.)

Предельное содержание водяного пара в воздухе при данной температуре воздуха называется упругостью насыщения «Е». Упругость насыщения для разных температур различна.

Например, при t = +25⁰С, Е = 32 мбар., а при t = 0⁰С, Е = 6 мбар. Чем больше разность Е – е, тем суше воздух.

Содержание водяного пара выраженное в абсолютных или относительных величинах называется влажностью воздуха.

К величинам, характеризующим влажность воздуха относятся: упругость, абсолютная и относительная влажность, дефицит влажности и точка росы.

Абсолютной влажностью а называется масса водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха.

Соотношение между абсолютной и влажностью и упругостью имеет

вид: а = 2,17 · 10^-3 ,

где е – упругость водяного пара (Па);

Т – температура ⁰К.

или а = 0,8 е / (1 + α t)

где Т – температура, ⁰С.

α – объемный коэффициент теплового расширения газов равный 1/ 273 =0,0036.

Ощущение сухости или сырости воздуха характеризуется дефицитом влажности и относительной влажностью.

Дефицитом влажности называется разность между упругостью насыщения при данной температуре и упругостью водяного пара, содержащегося е воздухе.

d = E – e

Относительной влажностью называется отношение массы водяного пара содержащегося в воздухе к массе водяного пара необходимого для насыщения воздуха при данной температуре, выражается в (%).

f = %,

или f = ·100%

Каждому значению температуры воздуха соответствует вполне определенное количество водяного пара, который будет насыщять воздух. Чем ниже температура тем меньше количество пара требуется для насыщения.

Температура, при которой находящийся в воздухе водяной пар достигает насыщения, называется точкой росы (td). Точка росы определяется с помощью психометрических таблиц. По точке росы легко судить о вероятности образования тумана, т.к. при тумане фактическая упругость (е) равна упругости насыщения (Е) т.е. влажность достигает 100%.

Иногда используются понятия дефицит точки росы – это разность между температурой воздуха и точкой росы.

Δ= Т – td

Он показывает на сколько градусов нужно охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения.

Масса водяного пара содержание в единице массы воздуха называется удельной влажностью

q =622

где е – упругость водяного пара.

р – давление воздуха.

Для измерения влажности воздуха применяют психометрический метод, в котором используются стационарные или аспирационные психрометры.

Стационарный психрометр применяется на метеостанциях, в стационарных условиях. Он состоит из двух термометров, один из которых обернут батистом, смоченным дистиллированной водой, вследствии чего данный термометр имеет более низкую температуру, чем сухой. По отсчетам температуры сухого и смоченного термометров определяют ту или иную характеристику влажности, используя психометрические таблицы.

Аспирационный психрометр – переносной прибор состоящий так же из двух термометров, вставленных в металлическую никелированную трубку, сверху которой навинчен аспиратор (вентилятор). При работе аспиратора воздух всасывается снизу, обдувая сухой и смоченный термометры. Снимая показания сухого и смоченного термометра по психометрическим таблицам определяют характеристики влажности.

Для измерения влажности воздуха гигрометрическим способом применяют гигрометры и гигрографы. В качестве датчика используется обезжиренный человеческий волос (в гигрометре – один волос, а в гигрографе – пучок.). Гигрометр служит для разовых наблюдений, а гигрограф для непрерывных записей значения относительной влажности.

Для удобства и быстроты вычисления характеристик влажности составлены специальные психрометрические таблицы, позволяющие по значениям сухого и смоченного термометров определять фактическую упругость водяного пара е относительную влажность f и дефицит влажности d, а так же поправку к смоченному термометру на давление, максимальную упругость пара Е и точку росы t_d.

а) Сухоадиабатический процесс.

Вода в атмосферу поступает в результате испарения водяного пара т.е. в газообразном состоянии.

В большинстве случаев водяной пар не задерживается над поверхностью испарения. Он переносится ветром в горизонтальном и вертикальном направлении – за счет восходящих потоков.

При подъеме некоторого объема воздуха, вследствии уменьшения давления с высотой он расширяется и при этом охлаждается за счет затраты тепловой энергии на расширение. В случае опускания воздуха происходит обратный процесс – воздух сжимается и нагревается.

Пока температура поднимающегося воздуха не понизилась до точки росы (до его насыщения), он охлаждается на 1⁰ С при подъеме на каждые 100м. высоты т.е. на величину сухоадиабатического градиента Г_d. Процесс подъема или опускания ненасыщенного воздуха называется сухоадиабатическим.

Температура воздуха приведенная по сухоадиабатическому закону к давлению 1000мб называется потенциальной. На высоте z она равна

Q_z = T_z + Г_d · z,

где T_z – температура воздуха на высоте z

Г_d – сухоадиабатический градиент Г_d = .

б) Уровень конденсации

Уровень, на котором температура понимающегося воздуха достигает точки росы и выше которого начинается конденсация водяных паров, называется уровнем конденсации.

При конденсации выделяется скрытая теплота парообразования. За счет этой теплоты понижения температуры с высотой в поднимающемся воздухе замедляется, процесс становится влажноадиабатическим.

Влажноадиабатический градиент температуры при этом в среднем равен Г_В = 0,65⁰С/100м, летом Г_В = 0,4…0,5⁰С/100м,

зимой Г_В = 0,7…0,9⁰/100м.

в) Конденсация и сублимация

Конденсация – это переход атмосферной влаги из газообразного состояния (водяного пара) в жидкое, т.е. в капельки воды. При этом же процессе может наблюдаться и сублимация – переход влаги из газообразного состояния, минуя жидкую фазу, непосредственно в твердое – кристаллики льда.

Первым обязательным условием для начала конденсации или сублимации является достижение имеющимися в воздухе водяными парами состояния насыщения. А для этого нужно понижение температуры воздуха.

Понижение температуры воздуха может происходить:

- при восходящих движениях воздуха,

- при перемещении теплого влажного воздуха на холодную подстилающую поверхность – характерно летом для северных частей океанов и арктических морей.

- при смещении холодного и теплого влажного воздуха на границах теплого и холодного течений.

- при сильном радиационном выхолаживании воздуха (при ясном небе ночью).

Вторым обязательным условием для начала конденсации является наличие в воздухе ядер конденсации, а для начала сублимации – ядер сублимации.

Одним из основных поставщиков ядер конденсации в виде частичек соли является Мировой океан. Соль попадает в воздух в больших количествах при волнении в моря и разбрызгивании морской воды.

Другим видом ядер конденсации являются продукты сгорания. Особенно большое число таких ядер конденсации содержится в атмосфере промышленных центров, что способствует образованию городских туманов (смогов).

При температуре палубы и надстроек ниже точки росы в результате конденсации или сублимации на них образуется роса или иней.

При тумане в морозную погоду на проводах, такелаже, рангоуте и других тонких предметах образуется изморозь путем сублимации водяного пара – кристаллическая, а при замерзании капель переохлажденного тумана – зернистая.

Дата добавления: 2014-01-11