Despre ce este acest articol?

Definiție

Pe lângă umiditatea relativă a aerului, există și o valoare precum umiditatea absolută. Se numește cantitatea de vapori de apă pe unitatea de volum de aer umiditate absolută aer. Deoarece masa este luată ca unitate de măsură a cantității, iar valorile sale pentru abur într-un metru cub de aer sunt mici, se obișnuia să se măsoare umiditatea absolută în g/m³. Acești indicatori variază de la părți ale unei unități de măsură la mai mult de 30 g/m³, în funcție de perioada anului și locație geografică suprafața deasupra căreia se măsoară umiditatea.

Umiditatea absolută este principalul indicator care caracterizează starea aerului și mare importanță Pentru a determina proprietățile sale, este necesar să se compare umiditatea cu temperatura ambiantă, deoarece acești parametri sunt interrelaționați. De exemplu, atunci când temperatura scade, vaporii de apă ajung într-o stare de saturație, după care începe procesul de condensare. Temperatura la care se întâmplă acest lucru se numește punct de rouă.

Instrumente pentru determinarea umidității absolute

Determinarea valorii umidității absolute se bazează pe calculele sale bazate pe citirile termometrului. În special, conform citirilor psihometrului Augustus, constând din două termometre cu mercur - dintre care unul uscat și celălalt umed (poza A din imagine). Evaporarea apei de la suprafață în contact indirect cu vârful termometrului duce la o scădere a citirilor acestuia. Diferența dintre citirile ambelor termometre stă la baza formulei lui august, care determină umiditatea absolută. Fluxurile de aer și radiațiile termice pot influența eroarea în astfel de măsurători.

Psihrometrul de aspirație propus de Assmann este mai precis (poza B). Este proiectat cu un tub de protecție care limitează efectele radiațiilor termice și un ventilator de aspirație care creează un flux de aer stabil. Umiditatea absolută este determinată de o formulă care reflectă dependența sa de citirile termometrului și presiunea barometrică în această perioadă de timp.

Valoarea de măsurare a umidității absolute

Monitorizarea valorilor absolute de umiditate este necesară în meteorologie, deoarece aceste citiri joacă un rol important în prezicerea posibilelor precipitații. Psicrometrele sunt folosite și în mine. Necesitatea monitorizării constante a umidității absolute în multe sisteme de automatizare este o condiție prealabilă pentru dezvoltarea contoarelor mai moderne. Aceștia sunt senzori electronici care fac măsurătorile necesare, analizează citirile și afișează valoarea deja calculată a umidității absolute.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Dacă sunteți interesat acest lucru, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

• oferi asimilare concepte de umiditate a aerului ;
• dezvolta independența elevului; gândire; capacitatea de a trage concluzii;dezvoltarea abilităților practice atunci când se lucrează cu echipamente fizice;
• spectacol aplicarea practică şi importanţa acestei mărimi fizice.

Tip de lecție: lecție despre învățarea de material nou .

Echipament:

• pentru lucru frontal: un pahar cu apă, un termometru, o bucată de tifon; fire, tabel psicrometric.
• pentru demonstratii: psihrometru, higrometre de par si condensare, para, alcool.

În timpul orelor

I. Revizuiți și verificați temele

1. Formulați o definiție a proceselor de vaporizare și condensare.

2. Ce tipuri de vaporizare cunoașteți? Cum sunt ele diferite unele de altele?

3. În ce condiții are loc evaporarea lichidului?

4. De ce factori depinde viteza de evaporare?

5.Care este căldura specifică de vaporizare?

6. Care este cantitatea de căldură furnizată în timpul vaporizării?

7. De ce este mai ușor de tolerat mâncarea hi-fi?

8. Energia internă a 1 kg de apă și abur la temperatura de 100 o C este aceeași?

9. De ce apa dintr-o sticlă închisă ermetic cu dop nu se evaporă?

II. Învățând lucruri noi material

Vaporii de apă din aer, în ciuda suprafețelor uriașe ale râurilor, lacurilor și oceanelor, nu sunt saturati; atmosfera este un vas deschis. Mișcarea maselor de aer duce la faptul că în unele locuri în acest moment evaporarea apei prevalează asupra condensului, iar în altele este invers.

Aerul atmosferic este un amestec de diverse gaze și vapori de apă.

Se numește presiunea pe care ar produce vaporii de apă dacă toate celelalte gaze ar fi absente presiune parțială (sau elasticitate) vapor de apă.

Densitatea vaporilor de apa continuti in aer poate fi luata ca o caracteristica a umiditatii aerului. Această cantitate se numește umiditate absolută [g/m3].

Cunoașterea presiunii parțiale a vaporilor de apă sau a umidității absolute nu vă spune cât de departe sunt vaporii de apă de saturație.

Pentru a face acest lucru, introduceți o valoare care arată cât de aproape sunt vaporii de apă la o anumită temperatură de saturație - umiditate relativă.

Umiditatea relativă a aerului se numește raportul umidității absolute a aerului la densitatea 0 a vaporilor de apă saturați la aceeași temperatură, exprimată în procente.

P este presiunea parțială la o temperatură dată;

P 0 - presiunea vaporilor saturați la aceeași temperatură;

Umiditate absolută;

0 este densitatea vaporilor de apă saturați la o temperatură dată.

Presiunea și densitatea aburului saturat la diferite temperaturi pot fi găsite folosind tabele speciale.

La răcire aer umed la presiune constantă, umiditatea sa relativă crește; cu cât temperatura este mai mică, cu atât presiunea parțială a vaporilor din aer este mai aproape de presiunea vaporilor saturați.

Temperatura t, la care aerul trebuie să fie răcit astfel încât aburul din el să ajungă într-o stare de saturație (la o anumită umiditate, aer și presiune constantă) se numește punct de condensare.

Presiunea vaporilor de apă saturați la temperatura aerului egală cu punct de condensare, este presiunea parțială a vaporilor de apă din atmosferă. Când aerul se răcește până la punctul de rouă, începe condensarea vaporilor : apare ceața, cade rouă. Punctul de rouă caracterizează și umiditatea aerului.

Umiditatea aerului poate fi determinată cu instrumente speciale.

1. Higrometru de condens

Este folosit pentru a determina punctul de rouă. Acesta este cel mai precis mod de a schimba umiditatea relativă.

2. Higrometru pentru păr

Acțiunea sa se bazează pe proprietățile părului uman fără grăsimi Cuși se prelungesc odată cu creșterea umidității relative.

Este utilizat în cazurile în care nu este necesară o mare precizie în determinarea umidității aerului.

3. Psicrometru

Utilizat de obicei în cazurile în care este necesară determinarea destul de precisă și rapidă a umidității aerului.

Valoarea umidității aerului pentru organismele vii

La o temperatură de 20-25°C, aerul cu o umiditate relativă de 40% până la 60% este considerat cel mai favorabil vieții umane. Atunci când mediul înconjurător are o temperatură mai mare decât temperatura corpului uman, apare transpirație crescută. Transpirația excesivă duce la răcirea corpului. Cu toate acestea, o astfel de transpirație este o povară semnificativă pentru o persoană.

Umiditatea relativă sub 40% la temperaturi normale ale aerului este, de asemenea, dăunătoare, deoarece duce la o pierdere crescută de umiditate în organisme, ceea ce duce la deshidratare. Umiditatea aerului interior deosebit de scăzută timp de iarna; este de 10-20%. La umiditate scăzută a aerului apare evaporare rapidă umiditatea de la suprafață și uscarea membranei mucoase a nasului, laringelui și plămânilor, ceea ce poate duce la deteriorarea bunăstării. De asemenea, la umiditate scăzută a aerului în Mediul extern Microorganismele patogene persistă mai mult timp, iar pe suprafața obiectelor se acumulează mai multă sarcină statică. Prin urmare, iarna, zonele rezidențiale sunt umidificate folosind umidificatoare poroase. Plantele sunt bune umidificatoare.

Dacă umiditatea relativă este mare, atunci spunem că aerul umedă și sufocantă. Umiditatea ridicată a aerului este deprimantă deoarece evaporarea are loc foarte lent. Concentrația de vapori de apă în aer în acest caz este mare, drept urmare moleculele din aer se întorc în lichid aproape la fel de repede pe cât se evaporă. Dacă transpirația se evaporă lent din corp, atunci corpul se răcește foarte puțin și nu ne simțim foarte confortabil. La 100% umiditate relativă, evaporarea nu poate avea loc deloc - în astfel de condiții, hainele umede sau pielea umedă nu se vor usca niciodată.

Din cursul tău de biologie știi despre diferitele adaptări ale plantelor din zonele aride. Dar plantele sunt adaptate și la umiditatea ridicată a aerului. Deci, locul de naștere al Monsterei este umed pădure ecuatorială Monstera „plânge” la o umiditate relativă apropiată de 100%; elimină excesul de umiditate prin găurile din frunze - hidatode. În clădirile moderne, aerul condiționat este folosit pentru a crea și menține un mediu de aer în spații închise, cel mai favorabil pentru bunăstarea oamenilor. În același timp, temperatura, umiditatea și compoziția aerului sunt reglate automat.

Umiditatea aerului este de o importanță excepțională pentru formarea înghețului. Dacă umiditatea este ridicată și aerul este aproape de saturat cu vapori, atunci când temperatura scade, aerul poate deveni saturat și roua va începe să cadă. Dar când vaporii de apă se condensează, se eliberează energie ( căldura specifică vaporizarea la o temperatură apropiată de 0 °C este de 2490 kJ/kg), astfel încât aerul de la suprafața solului când se formează roua nu se va răci sub punctul de rouă și probabilitatea de îngheț va scădea. Probabilitatea de îngheț depinde, în primul rând, de viteza de scădere a temperaturii și,

În al doilea rând, de la umiditatea aerului. Este suficient să cunoașteți una dintre aceste date pentru a prezice mai mult sau mai puțin precis probabilitatea de îngheț.

Întrebări de revizuire:

1. Ce se înțelege prin umiditatea aerului?
2. Cum se numește umiditatea absolută a aerului? Ce formulă exprimă sensul acestui concept? În ce unități se exprimă?
3. Ce este presiunea vaporilor de apă?
4. Ce este umiditatea relativă? Ce formule exprimă semnificația acestui concept în fizică și meteorologie? În ce unități se exprimă?
5. Umiditate relativă 70%, ce înseamnă asta?
6. Cum se numeste punctul de roua?

Ce instrumente sunt folosite pentru a determina umiditatea aerului? Care este senzația subiectivă a unei persoane de umiditate a aerului? După ce a desenat o imagine, explicați structura și principiul de funcționare a higrometrelor și psicrometrelor de păr și de condensare.

Lucrare de laborator nr. 4 „Măsurarea umidității relative a aerului”

Scop: învățați să determinați umiditatea relativă a aerului, dezvolta abilități practice atunci când lucrează cu echipamente fizice.

Aparatură: termometru, pansament de tifon, apă, masă psihometrică

În timpul orelor

Înainte de finalizarea lucrării, este necesar să atrageți atenția elevilor nu numai asupra conținutului și progresului lucrării, ci și asupra regulilor de manipulare a termometrelor și a vaselor de sticlă. Trebuie reamintit că tot timpul în care termometrul nu este folosit pentru măsurători, acesta trebuie să fie în cazul lui. Când măsurați temperatura, termometrul trebuie ținut de marginea superioară. Acest lucru vă va permite să determinați temperatura cu cea mai mare precizie.

Primele măsurători de temperatură trebuie făcute cu un termometru cu bulb uscat.Această temperatură în sala de clasă nu se va modifica în timpul funcționării.

Pentru a măsura temperatura cu un termometru umed, este mai bine să folosiți o bucată de tifon ca o cârpă. Tifonul absoarbe foarte bine si misca apa de la marginea umeda in cea uscata.

Folosind un tabel psicrometric, este ușor să determinați valoarea umidității relative.

Lăsa t c = h= 22 °C, t m = t 2= 19 °C. Apoi t = tc- 1 Ш = 3 °C.

Folosind tabelul găsim umiditatea relativă. În acest caz, este de 76%.

Pentru comparație, puteți măsura umiditatea relativă în exterior. Pentru a face acest lucru, unui grup de doi sau trei elevi care au finalizat cu succes partea principală a lucrării poate fi rugat să efectueze măsurători similare pe stradă. Acest lucru nu ar trebui să dureze mai mult de 5 minute. Valoarea umidității rezultată poate fi comparată cu umiditatea din sala de clasă.

Rezultatele lucrării sunt rezumate în concluzii. Ei ar trebui să noteze nu numai semnificațiile formale ale rezultatelor finale, ci și să indice motivele care duc la erori.

III. Rezolvarea problemelor

De la aceasta munca de laborator Destul de simplu ca conținut și mic ca volum, restul lecției poate fi dedicat rezolvării problemelor pe tema studiată. Pentru a rezolva probleme, nu este necesar ca toți elevii să înceapă să le rezolve în același timp. Pe măsură ce munca progresează, ei pot primi sarcini individual.

Următoarele sarcini simple pot fi sugerate:

Afară e ploaie rece de toamnă. În ce caz rufele agățate în bucătărie se vor usca mai repede: când fereastra este deschisă sau când este închisă? De ce?

Umiditatea aerului este de 78%, iar citirea becului uscat este de 12 °C. Ce temperatură arată termometrul cu bulb umed? (Răspuns: 10 °C.)

Diferența dintre citirile termometrelor uscate și umede este de 4 °C. Umiditate relativă 60%. Care sunt citirile bulbului uscat și umed? (Răspuns: t c -l9°С, t m= 10 °C.)

Teme pentru acasă

• Repetați paragraful 17 din manual.
• Sarcina nr. 3. p. 43.

Elevii raportează despre rolul evaporării în viața plantelor și animalelor.

Evaporarea în viața plantelor

Pentru existența normală a unei celule vegetale, aceasta trebuie să fie saturată cu apă. Pentru alge este o consecință naturală a condițiilor de existență a acestora; pentru plantele terestre se realizează ca urmare a două procese opuse: absorbția apei de către rădăcini și evaporarea. Pentru o fotosinteză reușită, celulele purtătoare de clorofilă ale plantelor terestre trebuie să mențină cel mai apropiat contact cu atmosfera înconjurătoare, care le furnizează dioxidul de carbon de care au nevoie; totuși, acest contact apropiat duce inevitabil la faptul că apa care saturează celulele se evaporă continuu în spațiul înconjurător, iar aceeași energie solară care furnizează plantei cu energia necesară fotosintezei, absorbită de clorofilă, contribuie la încălzirea frunzei. , și astfel intensifică procesul de evaporare.

Foarte puține și, în plus, plante prost organizate, precum mușchii și lichenii, pot rezista la întreruperi lungi în alimentarea cu apă și pot rezista de această dată într-o stare de uscare completă. Dintre plantele superioare, doar unii reprezentanți ai florei stâncoase și deșertice sunt capabili de acest lucru, de exemplu, rogozul, comun în nisipurile deșertului Karakum. Pentru marea majoritate a plantelor moarte, o astfel de uscare ar fi fatală și, prin urmare, ieșirea lor de apă este aproximativ egală cu aportul său.

Pentru a ne imagina amploarea evaporării apei de către plante, să dăm următorul exemplu: într-un sezon de creștere, o înflorire de floarea soarelui sau de porumb se evaporă până la 200 kg sau mai mult de apă, adică un butoi mare! Cu un astfel de consum energetic, nu este necesară o extracție mai puțin energetică a apei. În acest scop (sistemul de rădăcină, a cărui dimensiune este enormă, numără numărul de rădăcini și fire de păr de rădăcină pentru secară de iarnă a dat următoarele cifre uimitoare: au existat aproape paisprezece milioane de rădăcini, lungimea totală a tuturor rădăcinilor a fost de 600 km și suprafața lor totală era de aproximativ 225 m 2. Pe acestea rădăcinile aveau aproximativ 15 miliarde de fire de păr radiculare cu o suprafață totală de 400 m2.

Cantitatea de apă consumată de o plantă în timpul vieții depinde în mare măsură de climă. Într-un climat cald și uscat, plantele consumă nu mai puțin, și uneori chiar mai mult, apă decât într-un climat mai umed; aceste plante au un sistem radicular mai dezvoltat și suprafețele frunzelor mai puțin dezvoltate. Plantele din pădurile tropicale umede și umbroase și pe malurile corpurilor de apă folosesc cea mai mică cantitate de apă: au frunze subțiri, largi și sisteme rădăcinoase și vasculare slabe. Plantele din zonele aride, unde este foarte puțină apă în sol și aerul este cald și uscat, au diverse metode de adaptare la aceste condiții dure. Plantele din deșert sunt interesante. Acestea sunt, de exemplu, cactusi, plante cu trunchiuri groase cărnoase, ale căror frunze s-au transformat în țepi. Au o suprafață mică cu volum mare, învelișuri groase, puțin permeabile la apă și vapori de apă, cu câteva stomii, aproape întotdeauna închise. Prin urmare, chiar și la căldură extremă, cactusii evaporă puțină apă.

Alte plante din zona deșertică (ghimpi de cămilă, lucernă de stepă, pelin) au frunzele subțiri cu stomatele larg deschise, care se asimilează și se evaporă viguros, datorită cărora temperatura frunzelor este semnificativ redusă. Adesea frunzele sunt acoperite cu un strat gros de peri cenușii sau albi, reprezentând un fel de ecran translucid care protejează plantele de supraîncălzire și reduce intensitatea evaporării.

Multe plante de deșert (iarba cu pene, tumbleweed, erica) au frunze dure, piele. Astfel de plante pot tolera ofilirea pe termen lung. În acest moment, frunzele lor se îndoaie într-un tub, cu stomatele situate în interiorul acestuia.

Condițiile de evaporare se schimbă dramatic iarna. Rădăcinile nu pot absorbi apa din solul înghețat. Prin urmare, din cauza căderii frunzelor, evaporarea umidității de către plantă este redusă. În plus, în absența frunzelor, mai puțină zăpadă persistă pe coroană, ceea ce protejează plantele de deteriorarea mecanică.

Rolul proceselor de evaporare pentru organismele animale

Evaporarea este metoda cel mai ușor de controlat de reducere energie interna. Orice condiții care fac împerecherea dificilă perturbă reglarea transferului de căldură din corp. Deci, pielea, cauciucul, pânza uleioasă, îmbrăcămintea sintetică face dificilă reglarea temperaturii corpului.

Transpirația joacă un rol important în termoreglarea corpului; ea asigură constanta temperaturii corpului unei persoane sau unui animal. Datorită evaporării transpirației, energia internă scade, datorită căreia corpul se răcește.

Aerul cu o umiditate relativă de 40 până la 60% este considerat normal pentru viața umană. Când mediul înconjurător are o temperatură mai mare decât cea a corpului uman, atunci apare îmbunătățirea. Transpirația abundentă duce la răcirea corpului, ajută la lucrul în condiții temperatura ridicata. Cu toate acestea, o astfel de transpirație activă este o povară semnificativă pentru o persoană! Dacă în același timp umiditatea absolută este ridicată, atunci locuința și munca devin și mai grele (tropice umede, unele ateliere, de exemplu vopsirea).

Umiditatea relativă sub 40% la temperaturi normale ale aerului este, de asemenea, dăunătoare, deoarece duce la o pierdere crescută de umiditate din organism, ceea ce duce la deshidratare.

Unele viețuitoare sunt foarte interesante din punctul de vedere al termoreglării și al rolului proceselor de evaporare. Se știe, de exemplu, că o cămilă poate rămâne fără să bea două săptămâni. Acest lucru se explică prin faptul că folosește apa foarte economic. O cămilă cu greu transpiră chiar și la o căldură de patruzeci de grade. Corpul său este acoperit cu păr gros și dens - lâna salvează de la supraîncălzire (pe spatele unei cămile într-o după-amiază înfățișată este încălzită la optzeci de grade, iar pielea de sub ea este doar până la patruzeci!). Lâna previne, de asemenea, evaporarea umezelii din corp (la o cămilă tunsă, transpirația crește cu 50%). O cămilă niciodată, chiar și la cea mai intensă căldură, nu deschide gura: până la urmă, din mucoasa cavității bucale, dacă deschizi larg gura, evaporezi multă apă! Ritmul de respirație al cămilei este foarte scăzut - de 8 ori pe minut. Astfel mai putina apa lasă corpul cu aer. Pe vreme caldă, totuși, rata lui de respirație crește de 16 ori pe minut. (Compară: în aceleași condiții, un taur respiră de 250 de ori, iar un câine - de 300-400 de ori pe minut.) În plus, temperatura corpului cămilei scade noaptea la 34°, iar în timpul zilei, la căldură, aceasta se ridică la 40-41°. Acest lucru este foarte important pentru economisirea apei. Cămila are și un dispozitiv foarte interesant pentru stocarea apei pentru utilizare ulterioară.Se știe că grăsimea, atunci când „arde” în organism, produce multă apă - 107 g din 100 g grăsime. Astfel, dacă este necesar, o cămilă poate extrage până la o jumătate de sută de apă din cocoașe.

Din punct de vedere al economiei în consumul de apă, jerboa jumpers americani (șobolani cangur) sunt și mai uimitoare. Ei nu beau niciodată deloc. Sobolanii cangur traiesc in desertul Arizona si mesteca seminte si iarba uscata. Aproape toată apa care se află în corpul lor este endogenă, adică. produse în celule în timpul digestiei alimentelor. Experimentele au arătat că din 100 g de orz perlat, care a fost hrănit șobolanilor cangur, aceștia au primit, după ce l-au digerat și oxidat, 54 g de apă!

Sacii de aer joacă un rol important în termoreglarea păsărilor. Pe vreme caldă, umezeala se evaporă de pe suprafața interioară a sacilor de aer, ceea ce ajută la răcirea corpului. II legătura cu această pasăre în vreme caldăîși deschide ciocul. (Katz //./> Biofizica în lecţiile de fizică. - M.: Educaţie, 1974).

n. Munca independentă

Care cantitatea de căldură degajată arderea completă a 20 kg de cărbune? (Răspuns: 418 MJ)

Câtă căldură va fi eliberată în timpul arderii complete a 50 de litri de metan? Se consideră că densitatea metanului este de 0,7 kg/m3. (Răspuns: -1.7 MJ)

Pe o cană de iaurt scrie: valoare energetică 72 kcal. Exprimați valoarea energetică a produsului în J.

Valoarea calorică a dietei zilnice pentru școlari de vârsta ta este de aproximativ 1,2 MJ.

1) Vă sunt suficiente 100 g brânză de vaci grasă, 50 g pâine de grâu, 50 g carne de vită și 200 g cartofi? Date suplimentare necesare:

• brânză de vaci grasă 9755;
• pâine de grâu 9261;
• carne de vită 7524;
• cartofi 3776.

2) Consumă 100 g biban pe zi suficient pentru tine, 50 g castraveți proaspeți, 200 g struguri, 100 g pâine de secara, 20 g ulei de floarea soarelui si 150 g de inghetata cremoasa.

Căldura specifică de ardere q x 10 3, J/kg:

• biban 3520;
• castraveți proaspeți 572;
• struguri 2400;
• pâine de secară 8884;
• ulei de floarea soarelui 38900;
• inghetata cremoasa 7498. ,

(Răspuns: 1) Aproximativ 2,2 MJ consumați - suficient; 2) Consumat La 3,7 MJ este suficient.)

Când te pregătești pentru lecții, cheltuiești aproximativ 800 kJ de energie în două ore. Îți vei recăpăta energia dacă bei 200 ml de lapte degresat și mănânci 50 g pâine de grâu? Densitatea laptelui degresat este de 1036 kg/m3. (Răspuns: Aproximativ 1 MJ consumat este suficient.)

Apa din pahar a fost turnată într-un vas încălzit de flacăra unei lămpi cu alcool și evaporată. Calculați masa alcoolului ars. Încălzirea vasului și pierderile datorate încălzirii aerului pot fi neglijate. (Răspuns: 1,26 g.)

• Ce cantitate de căldură va fi eliberată în timpul arderii complete a 1 tonă de antracit? (Răspuns: 26.8. 109 J.)
• Ce masă de biogaz trebuie arsă pentru a elibera 50 MJ de căldură? (Raspuns: 2 kg.)
• Câtă căldură va fi eliberată în timpul arderii a 5 litri de păcură? Plută ness luați păcură egală cu 890 kg/m 3. (Răspuns: aproximativ 173 MJ.)

Pe cutia de ciocolate scrie: continut caloric 100 g 580 kcal. Exprimați conținutul mic al produsului în J.

Studiați etichetele diferitelor produse alimentare. Notează energia Eu cu care este valoarea (conținutul caloric) al produselor, exprimându-l în jouli sau k-Yuries (kilocalorii).

Când mergi cu bicicleta într-o oră, cheltuiești aproximativ 2.260.000 J de energie. Îți vei restabili nivelul de energie dacă mănânci 200 g de cireșe?

Conceptul de umiditate a aerului este definit ca prezența reală a particulelor de apă într-un anumit mediu fizic, inclusiv atmosfera. În acest caz, este necesar să se facă distincția între umiditatea absolută și umiditatea relativă: în primul caz despre care vorbim despre procentul net de umiditate. Conform legii termodinamicii, conținutul maxim de molecule de apă din aer este limitat. Nivelul maxim admis determină umiditatea relativă și depinde de o serie de factori:

• Presiunea atmosferică;
• temperatura aerului;
• prezența particulelor mici (praf);
• nivelul de poluare chimică;

Măsura de măsurare general acceptată este procentul, iar calculul se efectuează folosind o formulă specială, care va fi discutată mai jos.

Umiditatea absolută se măsoară în grame pe centimetru cub, care pentru comoditate sunt, de asemenea, convertite în procente. Pe măsură ce altitudinea crește, cantitatea de umiditate poate crește în funcție de regiune, dar odată ce este atins un anumit plafon (aproximativ 6-7 kilometri deasupra nivelului mării), umiditatea scade la valori în jur de zero. Umiditatea absolută este considerată unul dintre principalii macroparametri: diagramele planetare sunt întocmite pe baza ei. hărți climaticeși zone.

Detectarea nivelului de umiditate

(Un dispozitiv psihometru - este folosit pentru a determina umiditatea prin diferența de temperatură dintre un termometru uscat și umed)

Umiditatea prin raport absolut se determină cu ajutorul instrumentelor speciale care determină procentul de molecule de apă din atmosferă. De regulă, fluctuațiile zilnice sunt neglijabile - acest indicator poate fi considerat static și nu reflectă condiții climatice importante. În schimb, umiditatea relativă este supusă unor fluctuații diurne puternice și reflectă distribuția precisă a umidității condensate, presiunea acesteia și saturația de echilibru. Acest indicator este considerat principalul și se calculează cel puțin o dată pe zi.

Determinarea umidității relative a aerului se realizează folosind o formulă complexă care ia în considerare:

• punctul de rouă curent;
• temperatura;
• presiunea aburului saturat;
• diverse modele matematice;

În practica prognozelor sinoptice, se utilizează o abordare simplificată atunci când umiditatea este calculată aproximativ, ținând cont de diferența de temperatură și de punctul de rouă (marca când excesul de umiditate cade sub formă de precipitații). Această abordare vă permite să determinați indicatorii necesari cu o precizie de 90-95%, ceea ce este mai mult decât suficient pentru nevoile de zi cu zi.

Dependența de factori naturali

Conținutul de molecule de apă din aer depinde de caracteristici climatice regiune specifică, conditiile meteo, presiune atmosferică si alte conditii. Astfel, cea mai mare umiditate absolută se observă în zonele tropicale și de coastă. Umiditatea relativă este în continuare afectată de fluctuațiile unui număr de factori discutați mai devreme. În sezonul ploios, cu condiții de presiune atmosferică scăzută, nivelul de umiditate relativă poate ajunge la 85-95%. Presiune ridicata reduce saturația vaporilor de apă din atmosferă, scăzând în mod corespunzător nivelul acesteia.

O caracteristică importantă a umidității relative este dependența acesteia de starea termodinamică. Umiditatea de echilibru natural este de 100%, ceea ce, desigur, este de neatins din cauza instabilității extreme a climei. Factorii tehnogeni influențează și fluctuațiile umidității atmosferice. În megaorașe, există o evaporare crescută a umidității de pe suprafețele de asfalt, concomitent cu eliberarea cantitate mare particule în suspensie și monoxid de carbon. Acest lucru determină o scădere puternică a umidității în majoritatea orașelor din întreaga lume.

Efect asupra corpului uman

Limitele umidității atmosferice care sunt confortabile pentru oameni variază de la 40 la 70%. Şederea prelungită în condiţii de abatere puternică de la această normă poate determina o deteriorare vizibilă a bunăstării, până la dezvoltarea stărilor patologice. Trebuie remarcat faptul că o persoană este deosebit de sensibilă la umiditatea excesiv de scăzută, experimentând o serie de simptome caracteristice:

• iritarea membranelor mucoase;
• dezvoltarea rinitei cronice;
• oboseală crescută;
• deteriorarea stării pielii;
• scăderea imunității;

Printre efectele negative ale umidității ridicate, se remarcă riscul de a dezvolta ciuperci și răceli.

Informații generale

Umiditatea depinde de natura substanței, iar în solide, în plus, de gradul de finețe sau porozitate. Conținutul de apă legată chimic, așa-numita apă constituțională, de exemplu, hidroxizi, care sunt eliberate numai în timpul descompunerii chimice, precum și apa cristalină hidrat nu este inclusă în conceptul de umiditate.

Unități de măsură și caracteristici ale definiției umidității

• Umiditatea este de obicei caracterizată prin cantitatea de apă dintr-o substanță, exprimată ca procent (%) din masa inițială a substanței umede ( umiditatea masei) sau volumul acestuia ( umiditatea volumetrică).

• Umiditatea poate fi caracterizată și prin conținutul de umiditate sau umiditate absolută- cantitatea de apă pe unitatea de masă a părții uscate a materialului. Această determinare a conținutului de umiditate este utilizată pe scară largă pentru a evalua calitatea lemnului.

Această valoare nu poate fi întotdeauna măsurată cu precizie, deoarece în unele cazuri nu este posibilă îndepărtarea întregii ape neconstituționale și cântărirea articolului înainte și după această operație.

• Umiditatea relativă caracterizează conținutul de umiditate relativ la cantitate maxima umiditatea care poate fi conținută într-o substanță în stare de echilibru termodinamic. Umiditatea relativă este de obicei măsurată ca procent din maxim.

Metode de determinare

titrator Karl Fischer.

Stabilirea gradului de umiditate a multor produse, materiale etc are important. Numai la o anumită umiditate multe corpuri (grane, ciment etc.) sunt potrivite scopului pentru care sunt destinate. Viața animală și organisme vegetale posibil numai în anumite limite de umiditate și umiditate relativă a aerului. Umiditatea poate introduce o eroare semnificativă în greutatea unui articol. Kilogramele de zahăr sau cereale cu conținut de umiditate de 5% și 10% vor conține cantități diferite zahăr uscat sau cereale.

Măsurarea umidității este determinată prin uscarea umidității și titrarea umidității Karl Fischer. Aceste metode sunt primare. Pe lângă acestea, au fost dezvoltate multe altele, care sunt calibrate pe baza rezultatelor măsurătorilor de umiditate folosind metode primare și probe standard de umiditate.

Umiditatea aerului

Umiditatea aerului este o valoare care caracterizează conținutul de vapori de apă în diverse părți Atmosfera Pământului.

Umiditate - conținutul de vapori de apă din aer; una dintre cele mai semnificative caracteristici ale vremii și climei.

Umiditatea aerului din atmosfera pământului variază foarte mult. Da, y suprafața pământului Conținutul de vapori de apă din aer este în medie de la 0,2% din volum în latitudini mari până la 2,5% la tropice. Presiunea vaporilor în latitudinile polare iarna este mai mică de 1 mb (uneori doar sutimi de mb) iar vara sub 5 mb; la tropice crește la 30 mb și uneori mai mult. Sâmbăta deserturi tropicale presiunea vaporilor se reduce la 5-10 mb.

Umiditatea absolută a aerului (f) este cantitatea de vapori de apă conținută efectiv în 1 m³ de aer:

f = (masa vaporilor de apă în aer)/(volumul de aer umed)

Unitatea de umiditate absolută utilizată în mod obișnuit: (f) = g/m³

Umiditatea relativă a aerului (φ) este raportul dintre umiditatea absolută curentă și umiditatea absolută maximă la o anumită temperatură (vezi tabelul)

t(°С)	-30	-20	-10	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
f max (g/m³)	0,29	0,81	2,1	4,8	9,4	17,3	30,4	51,1	83,0	130	198	293	423	598

φ = (umiditate absolută)/(umiditate maximă)

Umiditatea relativă este de obicei exprimată ca procent. Aceste cantități sunt legate între ele prin următoarea relație:

φ = (f×100)/fmax

Umiditatea relativă este foarte ridicată zona ecuatorială(media anuală până la 85% sau mai mult), precum și în latitudinile polare și iarna în interiorul continentelor de latitudini medii. Vara, umiditatea relativă ridicată este caracteristică regiunilor musonice. Valorile scăzute ale umidității relative se observă în deșerturile subtropicale și tropicale și iarna în zonele musonice(până la 50% și mai jos).

Umiditatea scade rapid cu altitudinea. La o altitudine de 1,5-2 km, presiunea vaporilor este în medie jumătate din cea a suprafeței terestre. Troposfera reprezintă 99% din vaporii de apă atmosferici. În medie peste fiecare metru patrat Aerul de pe suprafața pământului conține aproximativ 28,5 kg de vapori de apă.

Literatură

Usoltsev V. A. Măsurarea umidității aerului, L., 1959.

Valori de măsurare a umidității gazului

Următoarele cantități sunt utilizate pentru a indica conținutul de umiditate din aer:

Umiditatea absolută a aerului este masa de vapori de apă conținută într-o unitate de volum de aer, adică densitatea vaporilor de apă din aer, [g/m³]; în atmosferă variază de la 0,1-1,0 g/m³ (iarna pe continente) la 30 g/m³ sau mai mult (în zona ecuatorială); umiditatea maximă a aerului (limită de saturație) cantitatea de vapori de apă care poate fi conținută în aer la o anumită temperatură în echilibru termodinamic (valoarea maximă a umidității aerului la o temperatură dată), [g/m³]. Pe măsură ce temperatura aerului crește, umiditatea maximă a acestuia crește; presiunea vaporilor presiunea exercitată de vaporii de apă din aer (presiunea vaporilor de apă ca parte a presiunii atmosferice), [Pa]; deficitul de umiditate este diferența dintre presiunea vaporilor saturați și presiunea vaporilor [Pa], adică între umiditatea maximă și absolută a aerului [g/m³]; umiditatea relativă a aerului este raportul dintre presiunea vaporilor și presiunea vaporilor saturați, adică umiditatea absolută a aerului la maxim [% umiditate relativă]; temperatura punctului de rouă la care gazul este saturat cu vapori de apă °C. Umiditatea relativă a gazului este de 100%. Cu un aflux suplimentar de vapori de apă sau când aerul (gazul) este răcit, apare condens. Astfel, deși roua nu cade la temperaturi de -10 sau -50°C, da

În această lecție se va introduce conceptul de umiditate absolută și relativă a aerului, se vor discuta termenii și cantitățile asociate acestor concepte: abur saturat, punctul de rouă, instrumente de măsurare a umidității. În timpul lecției ne vom familiariza cu tabelele de densitate și presiunea vaporilor saturați și tabelul psicrometric.

Pentru oameni, umiditatea este un parametru foarte important. mediu inconjurator, deoarece organismul nostru reactioneaza foarte activ la schimbarile sale. De exemplu, un mecanism de reglare a funcționării corpului, cum ar fi transpirația, este direct legat de temperatura și umiditatea mediului. La umiditate ridicată, procesele de evaporare a umezelii de la suprafața pielii sunt practic compensate de procesele de condensare a acesteia, iar îndepărtarea căldurii din corp este perturbată, ceea ce duce la tulburări de termoreglare. La umiditate scăzută, procesele de evaporare a umidității prevalează asupra proceselor de condensare și organismul pierde prea mult lichid, ceea ce poate duce la deshidratare.

Cantitatea de umiditate este importantă nu numai pentru oameni și alte organisme vii, ci și pentru fluxul proceselor tehnologice. De exemplu, datorită proprietății cunoscute a apei de a conduce curentul electric, conținutul acesteia în aer poate afecta grav funcționarea corectă a majorității aparatelor electrice.

În plus, conceptul de umiditate este cel mai important criteriu de evaluare a condițiilor meteorologice, pe care toată lumea îl cunoaște din prognozele meteo. Este demn de remarcat faptul că dacă comparăm umiditatea în diferite perioade ale anului în mod obișnuit condiții climatice, apoi este mai mare vara și mai scăzută iarna, ceea ce este asociat, în special, cu intensitatea proceselor de evaporare la diferite temperaturi.

Principalele caracteristici ale aerului umed sunt:

1. densitatea vaporilor de apă în aer;
2. umiditate relativă.

Aerul este un gaz compozit și conține multe gaze diferite, inclusiv vapori de apă. Pentru a estima cantitatea sa în aer, este necesar să se determine ce masă are vaporii de apă într-un anumit volum alocat - această valoare este caracterizată de densitate. Densitatea vaporilor de apă din aer se numește umiditate absolută.

Definiție.Umiditatea absolută a aerului- cantitatea de umiditate conținută într-un metru cub de aer.

Desemnareumiditate absolută: (cum este denumirea obișnuită pentru densitate).

Unitățiumiditate absolută: (în SI) sau (pentru comoditatea măsurării unor cantități mici de vapori de apă în aer).

Formulă calculele umiditate absolută:

Denumiri:

Masa aburului (apă) în aer, kg (în SI) sau g;

Volumul de aer care conține masa indicată de abur este de .

Pe de o parte, umiditatea absolută a aerului este o valoare de înțeles și convenabilă, deoarece oferă o idee despre conținutul specific de apă din aer în masă; pe de altă parte, această valoare este incomodă din punct de vedere al susceptibilității. de umiditate de către organismele vii. Se dovedește că, de exemplu, o persoană nu simte conținutul de masă al apei din aer, ci mai degrabă conținutul său relativ la valoarea maximă posibilă.

Pentru a descrie o astfel de percepție, a fost introdusă următoarea cantitate: umiditate relativă.

Definiție.Umiditate relativă– o valoare care indică cât de departe este aburul de saturație.

Adică valoarea umidității relative, în cuvinte simple, arată următoarele: dacă aburul este departe de saturație, atunci umiditatea este scăzută, dacă este aproape, este ridicată.

Desemnareumiditate relativă: .

Unitățiumiditate relativă: %.

Formulă calculele umiditate relativă:

Denumiri:

Densitatea vaporilor de apă (umiditate absolută), (în SI) sau ;

Densitatea vaporilor de apă saturați la o temperatură dată, (în SI) sau .

După cum se poate vedea din formulă, include umiditatea absolută, cu care suntem deja familiarizați, și densitatea vaporilor saturati la aceeași temperatură. Apare întrebarea: cum se determină această din urmă valoare? Există dispozitive speciale pentru asta. Vom lua în considerare condensarehigrometru(Fig. 4) - un dispozitiv care este utilizat pentru a determina punctul de rouă.

Definiție.punct de condensare- temperatura la care aburul devine saturat.

Orez. 4. Higrometru de condens ()

Un lichid care se evaporă ușor, de exemplu, eter, este turnat în recipientul dispozitivului, este introdus un termometru (6) și aerul este pompat prin recipient folosind un bec (5). Ca urmare a circulației crescute a aerului, începe evaporarea intensă a eterului, temperatura recipientului scade din acest motiv, iar roua (picături de abur condensat) apare pe oglindă (4). În momentul în care roua apare pe oglindă, temperatura este măsurată cu ajutorul unui termometru; această temperatură este punctul de rouă.

Ce să faci cu valoarea temperaturii obținute (punctul de rouă)? Există un tabel special în care sunt introduse datele - ce densitate a vaporilor de apă saturati corespunde fiecărui punct de rouă specific. Este de remarcat un fapt util că, pe măsură ce punctul de rouă crește, crește și valoarea densității corespunzătoare a vaporilor saturați. Cu alte cuvinte, cu cât aerul este mai cald, cu atât este mai mare cantitatea de umiditate pe care o poate conține și invers, cu cât aerul este mai rece, cu atât conținutul maxim de vapori din acesta este mai mic.

Să luăm acum în considerare principiul de funcționare a altor tipuri de higrometre, dispozitive pentru măsurarea caracteristicilor de umiditate (din grecescul hygros - „umed” și metreo - „măsurez”).

Higrometru pentru păr(Fig. 5) - un dispozitiv pentru măsurarea umidității relative, în care părul, de exemplu părul uman, acționează ca element activ.

Acțiunea unui higrometru de păr se bazează pe proprietatea părului degresat de a-și schimba lungimea atunci când umiditatea aerului se modifică (cu creșterea umidității, lungimea părului crește, cu scăderea acesteia), ceea ce face posibilă măsurarea umidității relative. Părul este întins peste un cadru metalic. Modificarea lungimii părului este transmisă săgeții care se deplasează de-a lungul scalei. Trebuie amintit că un higrometru de păr nu dă valori exacte umiditatea relativă și este utilizat în principal în scopuri casnice.

Un dispozitiv mai convenabil și mai precis pentru măsurarea umidității relative este un psicrometru (din greaca veche ψυχρός - „rece”) (Fig. 6).

Un psicrometru este format din două termometre, care sunt fixate pe o scară comună. Unul dintre termometre se numește termometru umed deoarece este învelit în material cambric, care este scufundat într-un rezervor de apă situat pe spatele dispozitivului. Apa se evaporă din țesătura umedă, ceea ce duce la răcirea termometrului, procesul de reducere a temperaturii acestuia continuă până când se ajunge în stadiu până când aburul din apropierea țesăturii umede ajunge la saturație și termometrul începe să arate temperatura punctului de rouă. Astfel, termometrul cu bulb umed indică o temperatură mai mică sau egală cu temperatura ambiantă reală. Al doilea termometru se numește termometru uscat și arată temperatura reală.

Pe corpul dispozitivului, de regulă, există și un așa-numit tabel psicrometric (Tabelul 2). Folosind acest tabel, puteți determina umiditatea relativă a aerului înconjurător din valoarea temperaturii afișată de termometrul cu bulb uscat și din diferența de temperatură dintre bulbii uscati și cei umezi.

Cu toate acestea, chiar și fără un astfel de tabel la îndemână, puteți determina aproximativ valoarea umidității folosind următorul principiu. Dacă citirile ambelor termometre sunt apropiate unul de celălalt, atunci evaporarea apei din cel umed este aproape complet compensată de condensare, adică umiditatea aerului este ridicată. Dacă, dimpotrivă, diferența dintre citirile termometrului este mare, atunci evaporarea din materialul umed prevalează asupra condensului, iar aerul este uscat și umiditatea scăzută.

Să ne întoarcem la tabelele care ne permit să determinăm caracteristicile umidității aerului.

Temperatura,	Presiune, mm. rt. Artă.	Densitatea vaporilor

Masa 1. Densitatea și presiunea vaporilor de apă saturați

Să remarcăm încă o dată că, așa cum am menționat mai devreme, valoarea densității aburului saturat crește odată cu temperatura acestuia, același lucru se aplică și presiunii aburului saturat.

Masa 2. Tabel psihometric

Să ne amintim că umiditatea relativă este determinată de valoarea citirilor cu bulb uscat (prima coloană) și diferența dintre citirile uscate și umede (primul rând).

În lecția de astăzi am învățat despre o caracteristică importantă a aerului - umiditatea acestuia. După cum am spus deja, umiditatea scade în sezonul rece (iarna) și crește în sezonul cald (vara). Este important să puteți regla aceste fenomene, de exemplu, dacă este necesar să creșteți umiditatea, plasați mai multe rezervoare de apă în interior iarna pentru a îmbunătăți procesele de evaporare, cu toate acestea, această metodă va fi eficientă numai la temperatura adecvată, care este mai înalt decât afară.

În lecția următoare ne vom uita la ce este lucrul cu gaz și principiul de funcționare al unui motor cu ardere internă.

Bibliografie

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizica 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Gutarda, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.

1. Portalul de internet „dic.academic.ru” ()
2. Portalul de internet „baroma.ru” ()
3. Portalul de internet „femto.com.ua” ()
4. Portalul de internet „youtube.com” ()

Teme pentru acasă