Вологість повітря

Вологість повітря та способи її вимірювання

   

Водяна пара - паливо для циклонів

   
 На Землі безупинно відбувається кругообіг води. Вона випаровується з поверхні світових океанів, вологих грунтів, листків рослин,  легенів і шкіри тварин та людини,  а вітри розносять її по всій планеті. Наявність водяної пари в атмосфері Землі зумовлює вологість повітря.

Вологість повітря постійно впливає на самопочуття людини. Для нормальної життєдіяльності за добу з поверхні шкіри і легенів людини випаровується в середньому від 800 до 2000 г води. У жаркому вологому повітрі процес випаровування води з поверхні шкіри людини послаблюється, водночас порушується і нормальний тепловий обмін в організмі. Тому за великої вологості та високої температури в людини з’являється кволість, зменшується її працездатність.

Вологість, тобто ступінь насичення повітря водяною парою, характеризують наступними величинами.

1. Абсолютна вологість.

Абсолютна вологість – це кількість водяної (в кілограмах) пари, яка міститься в 1 м³  повітря, тобто її густина.

За низьких температур, коли пара далека від насичення, її описують рівнянням Клапейрона – Менделєєва. У такому разі до уваги беруть парціальний тиск (пружність) водяної пари в повітрі й абсолютну вологість визначають через парціальний тиск Р. Абсолютна вологість не визначає ступінь вологості повітря.

2. Відносна вологість.

Відносна вологість повітря φ – це відношення абсолютної вологості до тої маси або парціального тиску водяної пари Рmax, яка насичує повітря за такої ж температури. Як правило, відносну вологість виражають у відсотках.

     φ = (Р/Рmax)∙100% = (ρ/ρmax)∙100%

де Р, ρ – пружність пари або абсолютна вологість.

3. Точка роси.

Одним із способів визначення вологості повітря є метод точки роси.

Точкою роси називають температуру, за якої наявна в повітрі водяна пара стає насиченою, що сприяє її конденсації на охолодженій поверхні.

Конденсаційний гігрометр

Визначити точку роси можна за допомогою гігрометра - пристрою, що має дзеркальну поверхню. Цю поверхню охолоджують під час випаровування леткої рідини типу ефіру і це зумовлює  конденсацію пари в шарах повітря, що прилягають до дзеркальної поверхні. За виміряним термометром значенням точки роси знаходять густину пари, що відповідає абсолютній вологості ρ. Густину насиченої пари при температурі досліду ρ(нас)  знаходять за психрометричними таблицями.

Абсолютна вологість переважно збільшується із підвищенням температури повітря. Максимальна абсолютна вологість простежується в Індійському океані, і сягає 3,7 кПа.

Відносна вологість з підвищенням температури зменшується; вона менша влітку та більша взимку. У межах України відносна вологість у середньому коливається в межах  65-75%.

Психрометр

Вологість повітря вимірюють спеціальними приладами - психрометром, та вже розглядуваним вище гігрометром. Психрометр складається з двох термометрів: резервуар одного з них, який показує температуру повітря, залишається сухим, резервуар другого оточений шматком тканини, опущеної у воду. Вода випаровується і завдяки цьому термометр охолоджується. Чим більша відносна вологість φ, тим менш інтенсивне випаровування і тим вищу температуру показує термометр, оточений вологою тканиною. За різницею температур термометрів і спеціальною таблицею можна визначити φ повітря. 

Вимірюють вологість також за допомогою волосяного гігрометра, дія якого ґрунтується на властивості волосини людини змінювати свою довжину у вологому повітрі. Унаслідок збільшення вологості довжина волосини зростає, а зі зменшенням вологості волосина коротшає.

Волосяний гігрометр

Доцільно прочитати:

• 1. Молекулярно-кінетична теорія.
• 2. Насичена пара.
• 3. Температура - повторюємо поняття.
• 4. Начала термодинаміки.