Теоретичні відомості. Визначення параметрів оточуючого середовища

Визначення параметрів оточуючого середовища

Лабораторна робота № 5

Мета роботи: визначити параметри повітря та вивчити прилади для їх вимірювання.

Обладнання: психрометр Августа або Асмана, барометр, склянка з дистильованою водою, піпетка, психрометричні таблиці.

Такі параметри оточуючого середовища, як вологість, температура, тиск мають велике значення для життєдіяльності організму — від них залежить швидкість випаровування вологи з його поверхні. Швидкість випаровування води (поту) з поверхні шкіри, наприклад, залежить від відносної вологості повітря. Випаровування води з поверхні альвеол в легенях залежить від абсолютної вологості повітря, так як з легенів видихається повітря, майже повністю насичене паром при температурі»30°С. Кількість пари, якою повітря насичується в легенях, очевидно, залежить від абсолютної вологості повітря, яке вдихається. Нормальним для життя людини вважається атмосферне повітря з відносною вологістю від 40 до 60%.

Вивченню впливу метеорологічних і кліматичних факторів на людський організм відводиться велике місце у практичній медицині. Вологість повітря характеризується такими величинами:

1. Парціальний тиск водяного пару в повітрі — Р_П.

При випаровуванні вологи температура поверхневого шару завжди менша від температури повітря. Це пояснюється тим, що випаровування пов'язано із втратами тепла, які компенсуються притоком тепла з оточуючого середовища. Чим більша різниця між температурою повітря і температурою поверхні випаровуваної рідини, тим більший приток тепла з оточуючого середовища.

Температура поверхневого шару, при якій приток тепла з оточуючого середовища дорівнює втратам тепла при випаровуванні, називається температурою межі охолодження або температурою мокрого термометра. Позначимо її t_m. Очевидно, різниця t – t_m пропорційна швидкості випаровування.

З іншого боку, швидкість випаровування прямо пропорційна різниці між пружністю насиченої пари при температурі поверхні випаровування і парціальним тиском (пружністю) водяної пари в оточуючому просторі — Р_П і обернено пропорційна величині атмосферного тиску В, тобто:

, (2.5.1)

де 1/К — коефіцієнт пропорційності. Якщо , Р_П і В виміряні в мм. рт. ст., то в умовах експерименту для психрометра Асмана К = 0,3×10^-3 град^-1, для психрометра Августа К = 1,28×10^-3 град^-1. Знаючи t, t_m, В, , можна визначити парціальний тиск (пружність) водяної пари — Р_П за формулою:

Р_П = – К × (t – t_m) × В. (2.5.2)

2. Абсолютна вологість — g_П.

Абсолютна вологість — маса водяної пари в 1 м³ повітря, виражена в грамах. Абсолютна вологість визначається з рівняння Клапейрона:

g_П (г/м³), (2.5.3)

де Р_П — парціальний тиск (пружність) водяної пари в кГ/м²; Т — абсолютна температура вологого термометра; R_П — 47,06кГ×м/кг×град — газова стала для водяної пари.

При малих значеннях g_П числове значення абсолютної вологості мало відрізняється від величини пружності (парціального тиску) водяної пари Р_П, тому абсолютну вологість прийнято називати пружністю водяної пари і виражати в мм. рт. ст.

3. Відносна вологість — j_р.

Відносна вологість характеризує ступінь насичення повітря водяними парами:

, (2.5.4)

де Р_Н — пружність насиченої водяної пари при температурі повітря t (знаходиться з таблиць).

4. Точка роси — t_р.

Точкою роси називається температура, при якій вологе повітря стає насиченим. Знаючи Р_П, точку роси можна визначити за таблицею пружності насиченої водяної пари.

5. Питома вага вологого повітря — g.

Питома вага визначається як сума g_П + g_і, де g_і — вага сухого повітря, що припадає на 1 м³ вологого повітря:

. (2.5.5)

Тут В — Р_П — парціальний тиск (пружність) сухого повітря в кГ/м³; Т — абсолютна температура сухого термометра, R_В = 29,27 кГм/кг×град — газова стала для сухого повітря:

g = g_П + g_і. (2.5.6)

6. Вологовміст — X.

Кількість (г) водяних парів в 1 кг сухого повітря називаєтеся вологовмістом:

Х = g_П/g_і (г/кг). (2.5.7)

Дата добавления: 2014-12-07