Umiditatea aerului, care este determinată de raportul dintre cantitate. Determinarea umidității aerului

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 vorbim despre cantitatea pură procentuală 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;
• Disponibilitate Particule fine(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 târziu.

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 stabilesc procent moleculele de apă din atmosferă. De regulă, fluctuațiile zilnice sunt neglijabile - acest indicator poate fi considerat static și nu reflectă important condiții climatice. 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, presiunea atmosferică și alte condiții. Astfel, cea mai mare umiditate absolută se observă în zonele tropicale și de coastă și atinge 5%. Umiditatea relativă este în continuare afectată de fluctuațiile unui număr de factori discutați mai devreme. În sezonul ploios, cu condiții de presiune atmosferică scăzută, umiditatea 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 umiditatea atmosferică. În mega-orase, există o evaporare crescută a umidității de pe suprafețele de asfalt, concomitent cu eliberarea unor cantități mari de 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 piele;
• scăderea imunității;

Printre efectele negative umiditate crescută Se poate observa riscul de a dezvolta ciuperci și răceli.

Cantitatea de umiditate conținută într-unul metru cub aer. Datorită valorii sale mici, se măsoară de obicei în g/m³. Dar datorită faptului că la o anumită temperatură a aerului poate conține doar o cantitate maximă maximă de umiditate (cu creșterea temperaturii această cantitate maximă posibilă de umiditate crește, cu scăderea temperaturii aerului cantitatea maximă posibilă de umiditate scade), conceptul de relativă a fost introdusă umiditatea.

Umiditate relativă

O definiție echivalentă este raportul dintre fracția molară de vapori de apă din aer și maximul posibil la o anumită temperatură. Măsurat ca procent și determinat prin formula:

unde: - umiditatea relativă a amestecului (aerului) în cauză; - presiunea parțială a vaporilor de apă din amestec; - presiunea vaporilor saturați de echilibru.

Presiunea vaporilor saturați a apei crește foarte mult odată cu creșterea temperaturii. Prin urmare, cu răcirea izobară (adică la presiune constantă) a aerului cu o concentrație constantă de vapori, vine un moment (punctul de rouă) când vaporii sunt saturati. În acest caz, aburul „extra” se condensează sub formă de ceață sau cristale de gheață. Procesele de saturare și condensare a vaporilor de apă joacă un rol imens în fizica atmosferică: procesele de formare și formare a norilor fronturi atmosferice sunt determinate în mare măsură de procesele de saturație și condensare, căldura degajată în timpul condensării vaporilor de apă atmosferici asigură mecanismul energetic pentru apariția și dezvoltarea ciclonilor tropicali (uragane).

Estimarea umidității relative

Umiditatea relativă a unui amestec apă-aer poate fi estimată dacă temperatura acestuia este cunoscută ( T) și temperatura punctului de rouă ( Td). Când TȘi Td exprimată în grade Celsius, atunci expresia este adevărată:

unde se estimează presiunea parțială a vaporilor de apă din amestec:

iar presiunea vaporilor umezi a apei din amestec la temperatura este estimata:

Vapori de apă suprasaturați

În absența centrelor de condensare, când temperatura scade, se poate forma o stare suprasaturată, adică umiditatea relativă devine mai mare de 100%. Ionii sau particulele de aerosoli pot acționa ca centre de condensare este pe condensarea vaporilor suprasaturați pe ionii formați în timpul trecerii unei particule încărcate într-un astfel de vapor, încât principiul de funcționare al camerei Wilson și al camerelor de difuzie se bazează: picături de apă; condensarea pe ionii formați formează o urmă vizibilă (urmă) a particulelor încărcate.

Un alt exemplu de condensare a vaporilor de apă suprasaturați îl reprezintă contraile aeronavelor, care apar atunci când vaporii de apă suprasaturați se condensează pe particulele de funingine de la evacuarea motorului.

Mijloace și metode de control

Pentru determinarea umidității aerului se folosesc instrumente numite psihrometre și higrometre. Psihrometrul lui august este format din două termometre - uscat și umed. Un termometru umed arată o temperatură mai scăzută decât un termometru uscat, deoarece rezervorul său este învelit într-o cârpă înmuiată în apă, care îl răcește pe măsură ce se evaporă. Intensitatea evaporării depinde de umiditatea relativă a aerului. Pe baza citirilor termometrelor uscate și umede, umiditatea relativă a aerului este găsită cu ajutorul tabelelor psicrometrice. ÎN În ultima vreme Senzorii de umiditate integrați (de obicei cu ieșire de tensiune) au devenit folosiți pe scară largă, pe baza proprietății unor polimeri de a-și schimba caracteristici electrice(cum ar fi constanta dielectrică a mediului) sub influența vaporilor de apă conținuti în aer.

Pentru a crește umiditatea relativă în zonele rezidențiale, se folosesc umidificatoare electrice, tăvi umplute cu argilă expandată umedă și pulverizare regulată.

Note

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Umiditatea relativă” în alte dicționare:

Raportul dintre fracția molară de umiditate dintr-un gaz și fracția molară de vapori de apă saturati deasupra apei [gheață] în acel gaz la aceeași presiune și temperatură. Unitate de măsură % [RMG 75 2004] Subiecte de măsurare a conținutului de umiditate al substanțelor Termeni generalizați pentru cantități ... ... Ghidul tehnic al traducătorului

umiditate relativă- Raportul procentual dintre elasticitatea vaporilor de apa continuti intr-o unitate de volum de aer si elasticitatea vaporilor saturanti la aceeasi temperatura... Dicţionar de Geografie

Umiditate relativă- 16. Umiditatea relativă D. Feuchtigkeit relativă E. Umiditatea relativă F. Umiditatea relativă Raportul dintre presiunea parțială a vaporilor de apă și presiunea vaporilor saturați la aceeași presiune și temperatură Sursa... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

Raportul dintre elasticitatea vaporilor de apă conținuti în aer și elasticitatea vaporilor saturați la aceeași temperatură; exprimat ca procent. * * * UMIDITATEA RELATIVA UMIDITATEA RELATIVA, raportul dintre elasticitatea vaporilor de apa (vezi ELASTICITATE ... ... Dicţionar enciclopedic

umiditate relativă- drėgnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Drėgmės ir ją sugėrusios medžiagos masių arba tūrių dalmuo, dažniausiai išreikštas procentais. atitikmenys: engl. umiditate relativă vok. relativă Feuchte, f; ruda…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

umiditate relativă- santykinis drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Drėgmės ir drėgnos medžiagos, kurioje ji yra, masių arba tūrių santykis (%). atitikmenys: engl. umiditatea relativă rus. umiditate relativă... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

umiditate relativă- drėgnis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. umiditate relativă vok. relativă Feuchte, f; relativ Feuchtigkeit, f rus. umiditate relativă, f pranc. humidité relative, f … Fizikos terminų žodynas

Există multe corpuri de apă deschise pe Pământ, de pe suprafața cărora apa se evaporă: oceanele și mările ocupă aproximativ 80% din suprafața Pământului. Prin urmare, în aer există întotdeauna vapori de apă.

Este mai ușor decât aerul, deoarece masa molară a apei (18 * 10-3 kg mol-1) este mai mică decât masa molară a azotului și oxigenului, din care este compus în principal aerul. Prin urmare, vaporii de apă se ridică. În același timp, se extinde, deoarece în straturile superioare ale atmosferei presiunea este mai mică decât la suprafața Pământului. Acest proces poate fi considerat aproximativ adiabatic, deoarece în timpul în care are loc, schimbul de căldură a aburului cu aerul din jur nu are timp să aibă loc.

1. Explicați de ce se răcește aburul.

Ele nu cad pentru că se înalță în curenții de aer în creștere, așa cum planează deltaplanul (Fig. 45.1). Dar când picăturile din nori devin prea mari, încep să cadă: plouă(Fig. 45.2).

Ne simțim confortabil atunci când presiunea vaporilor de apă la temperatura camerei (20 ºC) este de aproximativ 1,2 kPa.

2. Ce parte (în procente) este presiunea indicată a presiunii vaporilor saturați la aceeași temperatură?
Cheie. Utilizați tabelul cu valorile presiunii vaporilor de apă saturați la sensuri diferite temperatura. A fost dat în paragraful anterior. Vă oferim un tabel mai detaliat aici.

Ați găsit acum umiditatea relativă. Să o definim.

Umiditatea relativă a aerului φ este raportul dintre presiunea parțială p a vaporilor de apă și presiunea pn a vaporilor saturați la aceeași temperatură, exprimat ca procent:

φ = (p/pн) * 100%. (1)

Condițiile confortabile pentru oameni corespund unei umidități relative de 50-60%. Dacă umiditatea relativă este semnificativ mai mică, aerul ni se pare uscat, iar dacă este mai mare, pare umed. Când umiditatea relativă se apropie de 100%, aerul este perceput ca umed. În acest caz, bălțile nu se usucă, deoarece procesele de evaporare a apei și de condensare a aburului se compensează reciproc.

Deci, umiditatea relativă a aerului este judecată după cât de aproape sunt vaporii de apă din aer de saturație.

Dacă aerul cu vapori de apă nesaturați este comprimat izotermic, atât presiunea, cât și presiunea aerului vor crește. abur nesaturat. Dar presiunea vaporilor de apă va crește doar până când devine saturată!

Pe măsură ce volumul scade în continuare, presiunea aerului va continua să crească, dar presiunea vaporilor de apă va rămâne constantă - va rămâne egală cu presiunea vaporilor saturați la o anumită temperatură. Aburul în exces se va condensa, adică se va transforma în apă.

3. Vasul de sub piston conține aer a cărui umiditate relativă este de 50%. Volumul inițial de sub piston este de 6 litri, temperatura aerului este de 20 ºС. Aerul începe să fie comprimat izotermic. Să presupunem că volumul de apă format din abur poate fi neglijat în comparație cu volumul de aer și abur.
a) Care va fi umiditatea relativă când volumul de sub piston devine 4 litri?
b) La ce volum sub piston se va saturat aburul?
c) Care este masa inițială a aburului?
d) De câte ori va scădea masa aburului când volumul de sub piston devine egal cu 1 litru?
e) Ce masă de apă va condensa?

2. Cum depinde umiditatea relativă de temperatură?

Să luăm în considerare modul în care numărătorul și numitorul din formula (1), care determină umiditatea relativă a aerului, se modifică odată cu creșterea temperaturii.
Numărătorul este presiunea vaporilor de apă nesaturați. Este direct proporțională cu temperatura absolută (amintim că vaporii de apă sunt bine descriși de ecuația de stare gaz ideal).

4. Cu ce ​​procent crește presiunea vaporilor nesaturați când temperatura crește de la 0 ºС la 40 ºС?

Acum să vedem cum se modifică presiunea vaporilor saturați din numitor.

5. De câte ori crește presiunea vaporilor saturați când temperatura crește de la 0 ºС la 40 ºС?

Rezultatele acestor sarcini arată că, pe măsură ce temperatura crește, presiunea vaporilor saturați crește mult mai repede decât presiunea vaporilor nesaturați. Prin urmare, umiditatea relativă a aerului determinată de formula (1) scade rapid odată cu creșterea temperaturii. În consecință, pe măsură ce temperatura scade, umiditatea relativă crește. Ne vom uita la asta mai detaliat mai jos.

Ecuația de stare a unui gaz ideal și tabelul de mai sus vă vor ajuta să îndepliniți următoarea sarcină.

6. La 20 ºС, umiditatea relativă a fost de 100%. Temperatura aerului a crescut la 40 ºС, dar masa vaporilor de apă a rămas neschimbată.
a) Care a fost presiunea inițială a vaporilor de apă?
b) Care a fost presiunea finală a vaporilor de apă?
c) Care este presiunea vaporilor saturați la 40 ºС?
d) Care este umiditatea relativă în stare finală?
e) Cum va fi perceput acest aer de către o persoană: la fel de uscat sau la fel de umed?

7. Într-o zi umedă de toamnă, temperatura de afară este de 0 ºС. Temperatura camerei este de 20 ºС, umiditatea relativă este de 50%.
a) Unde este presiunea parțială a vaporilor de apă mai mare: în cameră sau în exterior?
b) În ce direcție vor curge vaporii de apă dacă deschideți fereastra - în cameră sau în afara acesteia?
c) Care ar fi umiditatea relativă din încăpere dacă presiunea parțială a vaporilor de apă din încăpere ar fi egală cu presiunea parțială a vaporilor de apă din exterior?

8. Obiectele umede sunt de obicei mai grele decât cele uscate: de exemplu, o rochie umedă este mai grea decât una uscată, iar lemnele de foc umed sunt mai grele decât cele uscate. Acest lucru se explică prin faptul că greutatea umidității conținute în ea se adaugă și la greutatea proprie a corpului. Dar cu aerul este opusul: aerul umed este mai ușor decât aerul uscat! Cum să explic asta?

3. Punct de rouă

Pe măsură ce temperatura scade, umiditatea relativă a aerului crește (deși masa vaporilor de apă din aer nu se modifică).
Când umiditatea relativă atinge 100%, vaporii de apă devin saturați. (La conditii speciale poți obține abur suprasaturat. Este folosit în camerele cu nori pentru a detecta urme (urme) de particule elementare în acceleratoare.) Odată cu o scădere suplimentară a temperaturii, începe condensarea vaporilor de apă: cade rouă. Prin urmare, temperatura la care un anumit vapor de apă devine saturat se numește punctul de rouă pentru vaporii respectivi.

9. Explicați de ce roua (Fig. 45.3) cade de obicei la primele ore ale dimineții.

Să luăm în considerare un exemplu de găsire a punctului de rouă pentru aerul de o anumită temperatură cu o anumită umiditate. Pentru aceasta avem nevoie de următorul tabel.

10. Un bărbat cu ochelari a intrat din stradă în magazin și a descoperit că ochelarii îi erau aburiți. Vom presupune că temperatura sticlei și a stratului de aer adiacent acestuia este egală cu temperatura aerului din exterior. Temperatura aerului din magazin este de 20 ºС, umiditatea relativă 60%.
a) Vaporii de apă din stratul de aer adiacent paharelor sunt saturati?
b) Care este presiunea parțială a vaporilor de apă din depozit?
c) La ce temperatură presiunea vaporilor de apă este egală cu presiunea vaporilor saturați?
d) Care ar putea fi temperatura aerului afară?

11. Un cilindru transparent sub piston conține aer cu o umiditate relativă de 21%. Temperatura inițială a aerului este de 60 ° C.
a) La ce temperatură trebuie răcit aerul la un volum constant pentru a se forma roua în cilindru?
b) De câte ori trebuie redus volumul de aer la o temperatură constantă pentru ca roua să se formeze în cilindru?
c) Aerul este mai întâi comprimat izotermic și apoi răcit la volum constant. Roua a început să scadă când temperatura aerului a scăzut la 20 ºC. De câte ori a fost redus volumul de aer față de volumul inițial?

12. De ce căldura extremă este mai greu de tolerat când umiditatea este ridicată?

4. Măsurarea umidității

Umiditatea aerului este adesea măsurată cu un psicrometru (Fig. 45.4). (Din grecescul „psychros” – rece. Acest nume se datorează faptului că citirile unui termometru umed sunt mai mici decât cele ale unui termometru uscat.) Este format dintr-un termometru uscat și umed.

Citirile cu bulb umed sunt mai mici decât citirile cu bulb uscat deoarece lichidul se răcește pe măsură ce se evaporă. Cu cât umiditatea relativă este mai mică, cu atât evaporarea este mai intensă.

13. Care termometru din figura 45.4 este situat în stânga?

Deci, în funcție de citirile termometrelor, puteți determina umiditatea relativă a aerului. Pentru a face acest lucru, utilizați o masă psicrometrică, care este adesea plasată pe psicrometrul însuși.

Pentru a determina umiditatea relativă a aerului, trebuie să:
– luați citirile termometrului (în acest caz 33 ºС și 23 ºС);
– găsiți în tabel un rând corespunzător citirilor termometrului uscat și o coloană corespunzătoare diferenței citirilor termometrului (Fig. 45.5);
– la intersecția rândului și coloanei, citiți valoarea umidității relative a aerului.

14. Folosind tabelul psicrometric (Fig. 45.5), determinați la ce citiri ale termometrului umiditatea relativă a aerului este de 50%.

Întrebări și sarcini suplimentare

15. Într-o seră cu un volum de 100 mc, umiditatea relativă trebuie menținută la cel puțin 60%. Dimineața devreme, la o temperatură de 15 ºС, roua a căzut în seră. Temperatura în seră în timpul zilei a crescut la 30 ºС.
a) Care este presiunea parțială a vaporilor de apă într-o seră la 15 ºС?
b) Care este masa vaporilor de apă din seră la această temperatură?
c) Care este presiunea parțială minimă admisă a vaporilor de apă într-o seră la 30 ºC?
d) Care este masa vaporilor de apă din seră?
e) Ce masă de apă trebuie evaporată în seră pentru a menține în ea umiditatea relativă necesară?

16. Pe un psicrometru, ambele termometre arată aceeași temperatură. Care este umiditatea relativă? Explică-ți răspunsul.

Cuvântul Umiditate

Cuvântul umiditate în dicționarul lui Dahl

și. lichid în general: | flegmă, umezeală; apă. Vologa, lichid uleios, grăsime, ulei. Fără umiditate și căldură, fără vegetație, fără viață.

De ce depinde umiditatea aerului?

Acum există o umiditate cețoasă în aer. Umed, plin de umiditate, umed, umed, umed, apos. Vara umeda. Pajiști umede, degete, aer. Loc umed. umiditate g. umiditate, mokrel, flegmă, stare umedă. A umezi ceva, a umezi, a umezi, a uda sau a satura cu apă. Contor de umiditate m.

higrometru, un dispozitiv care arată gradul de umiditate a aerului.

Cuvântul umiditate din dicționarul lui Ozhegov

Umiditate, -i, f. Umiditate, apă conținută în ceva. Aer saturat cu umiditate.

Cuvântul umiditate în dicționarul lui Efremova

Accent: umiditate

1. Lichid, apă sau vapori conținute în ceva

Cuvântul umiditate în dicționarul Vasmer Max

umiditate
împrumutat

din Tslav., mier. glorie veche umiditate (Sup.). Vezi vologa.

Cuvântul umiditate din dicționarul lui D.N. Ushakova

MOISTURE, umezeală, plural. nu, femeie (carte). Umiditate, apă, fum. Plantele necesită multă umiditate. Aerul este saturat cu umiditate.

Cuvântul umiditate în dicționarul de sinonime

alcool, apă, flegmă, umiditate, lichid, umiditate, materie primă

Cuvântul umiditate în dicționar Sinonime 4

apă, flegmă, umezeală

Cuvântul Umiditate în dicționar Paradigma completă accentuată conform A.

A. Zaliznya

umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate,
umiditate

Psihrometrul lui August este format din două termometre cu mercur montate pe un suport sau amplasate într-o carcasă comună.

Bila unui termometru este înfășurată într-o cârpă subțire cambrică, coborâtă într-un pahar cu apă distilată.

Când se utilizează psicrometrul din august, umiditatea absolută este calculată folosind formula Rainier:
A = f-a(t-t1)H,
unde A este umiditatea absolută; f este tensiunea maximă a vaporilor de apă la temperatura bulbului umed (vezi.

masa 2); a - coeficientul psicrometric, t - temperatura termometrului uscat; t1 - temperatura termometrului umed; H - presiunea barometrică la momentul determinării.

Dacă aerul este complet nemișcat, atunci a = 0,00128. În prezența unei mișcări slabe a aerului (0,4 m/s) a = 0,00110. Umiditatea maximă și relativă sunt calculate așa cum este indicat la p.

Ce este umiditatea aerului? De ce depinde?

Temperatura aerului (°C)		Temperatura aerului (°C)	Tensiunea vaporilor de apă (mmHg)	Temperatura aerului (°C)	Tensiunea vaporilor de apă (mmHg)
-20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0	0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518	+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0	11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663	+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0	42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0

Tabelul 3.

Determinarea umidității relative prin citiri
psicrometru de aspirație (procent)

Tabel 4. Determinarea umidității relative a aerului în funcție de citirile termometrelor uscate și umede din psihrometrul august în condiții normale de mișcare calmă și uniformă a aerului în încăpere cu o viteză de 0,2 m/s

Există tabele speciale pentru determinarea umidității relative (tabelele 3, 4).

Citiri mai precise sunt furnizate de psicrometrul Assmann (Fig. 3). Este format din două termometre închise în tuburi metalice, prin care aerul este aspirat uniform folosind un ventilator situat în partea de sus a dispozitivului.

Rezervorul de mercur al unuia dintre termometre este învelit într-o bucată de cambric, care este umezită cu apă distilată folosind o pipetă specială înainte de fiecare determinare. După ce termometrul a fost umezit, porniți ventilatorul cu cheia și agățați dispozitivul pe un trepied.

După 4-5 minute, înregistrați citirile termometrelor uscate și umede. Deoarece umiditatea se evaporă și căldura este absorbită de pe suprafața unei mingi de mercur, un termometru umed, va arăta mai multe temperatura scazuta. Umiditatea absolută se calculează folosind formula Sprung:

unde A este umiditatea absolută; f este tensiunea maximă a vaporilor de apă la temperatura bulbului umed; 0,5 - coeficient psicrometric constant (corecție pentru viteza aerului); t - temperatura bulbului uscat; t1 - temperatura termometrului umed; H - presiunea barometrică; 755 - presiunea barometrică medie (determinată conform tabelului 2).

Umiditatea maximă (F) este determinată folosind Tabelul 2 pe baza temperaturii bulbului uscat.

Umiditatea relativă (R) se calculează folosind formula:

unde R este umiditatea relativă; A - umiditate absolută; F este umiditatea maximă la temperatura bulbului uscat.

Pentru a determina fluctuațiile umidității relative în timp, se folosește un dispozitiv higrograf.

Dispozitivul este proiectat similar unui termograf, dar partea de primire a higrografului este un smoc de păr fără grăsime.

Orez. 3. Psicrometru de aspirație Assmann:

1 - tuburi metalice;
2 - termometre cu mercur;
3 - orificii pentru evacuarea aerului aspirat;
4 - clemă pentru agățarea psicrometrului;
5 - pipeta pentru umezirea termometrului umed.

Prognoza meteo pentru maine

Față de ieri, la Moscova a devenit puțin mai frig, temperatura mediului a scăzut de la 17 °C ieri la 16 °C astăzi.

Prognoza meteo pentru maine nu promite schimbari semnificative de temperatura se va mentine la acelasi nivel de la 11 la 22 de grade Celsius.

Umiditatea relativă a crescut la 75% și continuă să crească. Presiunea atmosfericăÎn ultimele 24 de ore, acesta a scăzut ușor cu 2 mmHg și a devenit și mai mic.

Vremea reală astăzi

Conform 2018-07-04 15:00 La Moscova plouă, vântul bate slab

Norme și condiții meteorologice în Moscova

Modelele meteo din Moscova sunt determinate, în primul rând, de locația orașului.

Capitala este situată pe Câmpia Est-Europeană, iar masele de aer cald și rece se deplasează liber peste metropolă. Vremea la Moscova este influențată de ciclonii atlantici și mediteraneeni, motiv pentru care nivelurile precipitațiilor de aici sunt mai ridicate, iar iernile sunt mai calde decât în ​​orașele de la această latitudine.

Vremea de la Moscova reflectă toate fenomenele caracteristice unui climat continental temperat. Instabilitatea relativă a vremii este exprimată, de exemplu, în iarna rece, cu dezghețuri bruște, răcire bruscă vara și cantități mari de precipitații. Acestea și alte fenomene meteorologice nu sunt deloc neobișnuite. Vara și toamna, la Moscova se observă adesea ceață, cauza căreia se află parțial în activitatea umană; furtuni care au avut loc chiar si iarna.

În iunie 1998 furtun puternic a ucis opt persoane și a rănit 157 de persoane. În decembrie 2010, ploile înghețate abundente cauzate de diferențele de temperatură la altitudine și la sol au transformat străzile într-un patinoar, cu țurțuri gigantice și copaci spărgându-se sub greutatea gheții care cădeau asupra oamenilor, clădirilor și mașinilor.

Temperatura minimă la Moscova a fost înregistrată în 1940, a fost -42,2°C, maxima a fost de +38,2°C înregistrată în 2010.

Temperatura medie în iulie 2010 a fost de 26,1° - aproape de normal Emiratele Arabe Uniteși Cairo. Și, în general, 2010 a devenit deținător de record pentru numărul de maxime de temperatură: 22 de recorduri zilnice au fost stabilite în timpul verii.

Vremea în centrul Moscovei și la periferie nu este aceeași.

De ce și cum depinde umiditatea relativă a aerului?

Temperatura in regiunile centrale mai mare, iarna diferența poate fi de până la 5-10 grade. Este interesant că datele meteo oficiale din Moscova sunt furnizate de la stația meteo de la Centrul de expoziții All-Russian, situat în nord-estul orașului, iar aceasta este cu câteva grade mai mică decât valorile de temperatură ale stației meteo de la Balciug în centrul metropolei.

Vremea în alte orașe din regiunea Moscova›

Substanță uscată și umiditate

Apa este una dintre cele mai comune substanțe de pe pământ; o conditie necesara viață și face parte din toate Produse alimentare si materiale.

Apa, nefiind un nutrient în sine, este vitală ca stabilizator al temperaturii corpului, un purtător de nutrienți (nutrienți) și deșeuri digestive, un reactiv și mediu de reacție într-o serie de transformări chimice, un stabilizator al conformației biopolimerilor și, în sfârșit, ca substanță care facilitează comportamentul dinamic al macromoleculelor, inclusiv manifestarea lor a proprietăților catalitice (enzimatice).

Apa este cea mai importantă componentă a produselor alimentare.

Este prezent într-o varietate de produse vegetale și animale ca componentă celulară și extracelulară, ca mediu de dispersie și solvent, determinând consistența și structura. Apa afectează aspect, gustul și stabilitatea produsului în timpul depozitării. Prin interacțiunea fizică cu proteinele, polizaharidele, lipidele și sărurile, apa aduce o contribuție semnificativă la structura alimentelor.

Conținutul total de umiditate al unui produs indică cantitatea de umiditate din acesta, dar nu caracterizează implicarea acestuia în substanțe chimice și modificări biologiceîn produs.

Pentru a-i asigura stabilitatea în timpul depozitării rol important joacă raportul dintre umiditatea liberă și cea legată.

Umiditatea asociată- Aceasta este apă asociată, strâns legată de diverse componente - proteine, lipide și carbohidrați datorită legăturilor chimice și fizice.

Umiditate liberă– aceasta este umiditatea care nu este legată de un polimer și este disponibilă pentru a avea loc reacții biochimice, chimice și microbiologice.

Prin metode directe, se extrage umiditatea din produs și se determină cantitatea acestuia; indirect (prin uscare, refractometrie, prin densitatea și conductibilitatea electrică a soluției) - se determină conținutul de substanțe uscate (reziduu uscat). Metodele indirecte includ și metode bazate pe interacțiunea apei cu anumiți reactivi.

Determinarea conținutului de umiditate uscare la greutate constantă (metoda de arbitrare) pe baza eliberării de umiditate higroscopică din obiectul studiat la o anumită temperatură.

Uscarea se realizează la greutate constantă sau prin metode accelerate la temperatură ridicatăîntr-un timp dat.

Uscarea probelor sinterizate într-o masă densă se efectuează cu nisip calcinat, a cărui masă ar trebui să fie de 2-4 ori mai mare decât masa probei.

Nisipul conferă probei porozitate, mărește suprafața de evaporare și previne formarea unei cruste la suprafață, ceea ce face dificilă îndepărtarea umezelii. Uscarea se realizeaza in pahare de portelan, sticle de aluminiu sau sticla timp de 30 de minute, la o anumita temperatura, in functie de tipul de produs.

Fracția de masă a substanțelor uscate (X,%) se calculează folosind formula

unde m este masa sticlei cu o baghetă de sticlă și nisip, g;

m1 – masa unei sticle cu tijă de sticlă, nisip și

cântărit înainte de uscare, g;

m2 – masa unei sticle cu o baghetă de sticlă, nisip și o probă

după uscare, g.

Uscarea într-un aparat HF ​​se realizează folosind radiația infraroșie într-un aparat format din două plăci masive rotunde sau dreptunghiulare conectate între ele (Figura 3.1).

Figura 3.1 – Aparat HF ​​pentru determinarea umidității

1 – mâner; 2 – placa de sus; 3 – unitate de control; 4 - placa de jos; 5 – termometru de contact electric

În stare de funcționare, între plăci se stabilește un spațiu de 2-3 mm.

Temperatura suprafeței de încălzire este controlată de două termometre cu mercur. Pentru a menține o temperatură constantă, dispozitivul este echipat cu un termometru de contact conectat în serie cu releul. Termometrul de contact setează temperatura dorită. Dispozitivul este conectat cu 20...25 de minute înainte ca uscarea să înceapă să se încălzească la temperatura setată.

O probă de produs se usucă într-o pungă de hârtie rotativă de 20x14 cm timp de 3 minute la o anumită temperatură, se răcește într-un esicator timp de 2-3 minute și se cântărește rapid la 0,01 g.

Umiditatea (X, %) este calculată prin formula

unde m este masa pachetului, g;

m1 – masa pungii cu proba înainte de uscare, g;

m2 – masa pachetului cu proba uscată, g.

Metoda refractometrică utilizat pentru controlul producției la determinarea conținutului de substanțe uscate din obiectele bogate în zaharoză: preparate dulci, băuturi, sucuri, siropuri.

Metoda se bazează pe relația dintre indicele de refracție al obiectului studiat sau a unui extract apos din acesta și concentrația de zaharoză.

Umiditatea aerului

Indicele de refracție depinde de temperatură, astfel încât măsurătorile se fac după termostatarea prismelor și a soluției de testare.

Masa substanțelor uscate (X, g) pentru băuturile cu zahăr se calculează folosind formula

unde a este masa pentru substanțele uscate, determinată

metoda refractometrică, %;

P – volumul băuturii, cm3.

pentru siropuri, fructe și fructe de pădure și jeleu de lapte etc.

conform formulei

unde a este fracția de masă a substanțelor uscate din soluție, %;

m1 – masa probei dizolvate, g;

m – greutatea probei, g.

În plus față de aceste metode comune pentru determinarea substanțelor uscate, o serie de alte metode sunt utilizate pentru a determina conținutul de umiditate atât liberă, cât și legată.

Colorometrie cu scanare diferențială.

Dacă proba este răcită la o temperatură sub 0°C, umiditatea liberă va îngheța, dar umiditatea legată nu. Prin încălzirea unei probe înghețate într-un colorimetru, se poate măsura căldura consumată la topirea gheții.

Apa care nu îngheață este definită ca diferența dintre apa totală și apa înghețată.

Măsurători dielectrice. Metoda se bazează pe faptul că la 0°C valorile constantă dielectrică apa și gheața sunt aproximativ egale. Dar dacă o parte din umiditate este legată, atunci proprietățile sale dielectrice ar trebui să difere foarte mult de proprietățile dielectrice ale apei în vrac și ale gheții.

Măsurarea capacității termice.

Capacitatea termică a apei este mai mare decât capacitatea termică a gheții, deoarece Pe măsură ce temperatura crește, apa se sparge legături de hidrogen. Această proprietate este folosită pentru a studia mobilitatea moleculelor de apă.

Valoarea capacității termice, în funcție de conținutul acesteia în polimeri, oferă informații despre cantitatea de apă legată. Dacă la concentrații scăzute apa este legată în mod specific, atunci contribuția sa la capacitatea termică este mică. În zona valorilor ridicate de umiditate, aceasta este determinată în principal de umiditatea liberă, a cărei contribuție la capacitatea termică este de aproximativ 2 ori mai mare decât cea a gheții.

Rezonanța magnetică nucleară (RMN). Metoda constă în studierea mobilității apei într-o matrice staționară.

În prezența umidității libere și legate, se obțin două linii în spectrul RMN în loc de una pentru apă în vrac.

Anterior11121314151617181920212223242526Următorul

VEZI MAI MULT:

Umiditatea aerului. Unități. Impact asupra operațiunilor aviatice.

Apa este o substanță care se poate afla simultan în diferite stări de agregare la aceeași temperatură: gazoasă (vapori de apă), lichidă (apă), solidă (gheață). Aceste stări sunt uneori numite starea de fază a apei.

În anumite condiții, apa se poate schimba de la o stare (de fază) la alta. Deci, vaporii de apă pot intra în stare lichidă (proces de condensare) sau, ocolind faza lichidă, pot intra în stare solidă - gheață (proces de sublimare).

La rândul lor, apa și gheața pot intra în stare gazoasă - vapori de apă (proces de evaporare).

Umiditatea se referă la una dintre stările de fază - vaporii de apă conținuti în aer.

Intră în atmosferă prin evaporare de pe suprafețele apei, sol, zăpadă și vegetație.

Ca urmare a evaporării, o parte din apă se transformă într-o stare gazoasă, formând un strat de abur deasupra suprafeței de evaporare.

Umiditate relativă

Acest abur este transportat de curenții de aer în direcții verticale și orizontale.

Procesul de evaporare continuă până când cantitatea de vapori de apă de deasupra suprafeței de evaporare atinge saturația completă, adică cantitatea maximă posibilă într-un anumit volum la presiunea și temperatura constantă a aerului.

Cantitatea de vapori de apă din aer este caracterizată de următoarele unități:

Presiunea vaporilor de apă.

Ca orice alt gaz, vaporii de apă au propria sa elasticitate și exercită presiune, care se măsoară în mmHg sau hPa. Cantitatea de vapori de apă din aceste unități este indicată: reală – e, saturant - E. La statiile meteo, prin masurarea elasticitatii in hPa, se fac observatii ale umiditatii vaporilor de apa.

Umiditate absolută. Reprezintă cantitatea de vapori de apă în grame conținută într-un metru cub de aer (g/).

Scrisoare A– se indică prin cantitatea efectivă, prin literă A– saturarea spațiului. Umiditatea absolută este apropiată ca valoare de elasticitatea vaporilor de apă, exprimată în mm Hg, dar nu în hPa, la o temperatură de 16,5 C eȘi A sunt egali unul cu altul.

Umiditate specifică reprezintă cantitatea de vapori de apă în grame conținută într-un kilogram de aer (g/kg).

Scrisoare q — este indicat prin cantitatea reală, lit Q - saturarea spațiului. Umiditatea specifică este o valoare convenabilă pentru calculele teoretice, deoarece nu se modifică odată cu încălzirea, răcirea, compresia și expansiunea aerului (cu excepția cazului în care are loc condens). Valoarea specifică a umidității este utilizată pentru toate tipurile de calcule.

Umiditate relativă reprezintă procentul dintre cantitatea de vapori de apă conținută în aer față de cantitatea care ar satura un spațiu dat la aceeași temperatură.

Umiditatea relativă este indicată prin literă r.

Conform definiției

r=e/E*100%

Cantitatea de vapori de apă care saturează un spațiu poate varia, în funcție de câte molecule de vapori pot scăpa de pe suprafața care se evaporă.

Saturația aerului cu vapori de apă depinde de temperatura aerului;

punct de condensare– aceasta este temperatura la care trebuie racit aerul pentru ca vaporii de apa continuti in acesta sa ajunga la saturatie completa (la r = 100%).

Se numește diferența dintre temperatura aerului și temperatura punctului de rouă (T-Td). deficiență punct de rouă.

Arată cât de mult trebuie răcit aerul pentru ca vaporii de apă pe care îi conține să ajungă într-o stare de saturație.

Cu un deficit mic, saturația aerului are loc mult mai repede decât cu un deficit mare de saturație.

Cantitatea de vapori de apă depinde și de starea de agregare a suprafeței de evaporare și de curbura acesteia.

La aceeași temperatură, cantitatea de abur saturant este mai mare peste unu și mai puțin peste gheață (gheața are molecule puternice).

La aceeași temperatură, cantitatea de vapori va fi mai mare pe o suprafață convexă (suprafață cu picături) decât pe o suprafață plană de evaporare.

Toți acești factori joacă un rol important în formarea de ceață, nori și precipitații.

O scădere a temperaturii duce la saturarea vaporilor de apă din aer, iar apoi la condensarea acestor vapori.

Umiditatea aerului are un impact semnificativ asupra vremii, determinând condițiile de zbor. Prezența vaporilor de apă duce la formarea de ceață, ceață, tulburări, complicând zborul furtunilor și ploii înghețate.

Unul dintre indicatorii foarte importanți din atmosfera noastră. Poate fi absolut sau relativ. Cum se măsoară umiditatea absolută și ce formulă ar trebui utilizată pentru aceasta? Puteți afla despre acest lucru citind articolul nostru.

Umiditatea aerului - ce este?

Ce este umiditatea? Este cantitatea de apă care este conținută în orice corp fizic sau mediu. Acest indicator depinde direct de natura însăși a mediului sau a substanței, precum și de gradul de porozitate (dacă vorbim de solide). În acest articol vom vorbi despre formă specifică umiditate - despre umiditatea aerului.

Dintr-un curs de chimie, știm cu toții foarte bine că aerul atmosferic este format din azot, oxigen, dioxid de carbon și alte gaze, care nu reprezintă mai mult de 1% din masa totală. Dar, pe lângă aceste gaze, aerul conține și vapori de apă și alte impurități.

Umiditatea aerului se referă la cantitatea de vapori de apă care este în prezent (și într-un loc dat) conținut în masa de aer. În același timp, meteorologii disting două dintre valorile sale: umiditatea absolută și umiditatea relativă.

Umiditatea aerului este una dintre cele mai importante caracteristici ale atmosferei Pământului, care afectează natura vremii locale. Este de remarcat faptul că cantitatea de umiditate a aerului atmosferic nu este aceeași - atât în ​​secțiunea verticală, cât și în secțiunea orizontală (latitudinală). Deci, dacă în latitudinile polare umiditatea relativă a aerului (in stratul de jos atmosferă) sunt de aproximativ 0,2-0,5%, apoi în zonele tropicale - până la 2,5%. În continuare, vom afla ce este umiditatea absolută și relativă a aerului. Vom lua în considerare și ce diferență există între acești doi indicatori.

Umiditatea absolută: definiție și formulă

Tradus din latină, cuvântul absolutus înseamnă „plin”. Pe baza acestui fapt, esența conceptului de „umiditate absolută a aerului” devine evidentă. Aceasta este o valoare care arată câte grame de vapori de apă sunt de fapt conținute într-un metru cub dintr-o anumită masă de aer. De regulă, acest indicator este notat cu litera latină F.

G/m 3 este o unitate de măsură în care se calculează umiditatea absolută. Formula de calcul este următoarea:

În această formulă, litera m indică masa vaporilor de apă, iar litera V indică volumul unei anumite mase de aer.

Valoarea umidității absolute depinde de mai mulți factori. În primul rând, acestea sunt temperatura aerului și natura proceselor de advecție.

Umiditate relativă

Acum să ne uităm la ce este umiditatea relativă. Este o valoare relativă care arată câtă umiditate conține aerul în raport cu cantitatea maximă posibilă de vapori de apă din acea masă de aer la o anumită temperatură. Umiditatea relativă a aerului este măsurată ca procent (%). Și acesta este procentul pe care îl putem afla adesea în prognozele și rapoartele meteo.

De asemenea, merită menționat un concept atât de important ca punctul de rouă. Acesta este fenomenul de saturație maximă posibilă a masei de aer cu vapori de apă (umiditatea relativă în acest moment este de 100%). În acest caz, excesul de umiditate se condensează și se formează precipitare, ceață sau nori.

Metode de măsurare a umidității aerului

Femeile știu că pot detecta creșterea umidității din atmosferă cu ajutorul coafurii lor voluminoase. Cu toate acestea, există și alte metode și dispozitive tehnice, mai precise. Acestea sunt un higrometru și un psicrometru.

Primul higrometru a fost creat în secolul al XVII-lea. Unul dintre tipurile acestui dispozitiv se bazează tocmai pe proprietățile părului de a-și schimba lungimea odată cu modificările umidității mediului. Cu toate acestea, astăzi există și higrometre electronice. Un psicrometru este un dispozitiv special care conține un termometru umed și uscat. Pe baza diferenței dintre indicatorii lor, umiditatea aerului este determinată la un anumit moment în timp.

Umiditatea aerului ca un indicator important de mediu

Se crede că umiditatea optimă a aerului pentru corpul uman este de 40-60%. Indicatorii de umiditate influențează foarte mult percepția unei persoane asupra temperaturii aerului. Deci, cu umiditate scăzută ni se pare că aerul este mult mai rece decât în ​​realitate (și invers). De aceea, în latitudinile tropicale și ecuatoriale ale planetei noastre, călătorii experimentează căldura și căldura atât de tare.

Astăzi există umidificatoare și dezumidificatoare speciale care ajută o persoană să regleze umiditatea aerului în spații închise.

In cele din urma...

Astfel, umiditatea absolută a aerului este cel mai important indicator care ne oferă o idee despre starea și caracteristicile masele de aer. În acest caz, trebuie să puteți distinge această valoare de umiditatea relativă. Și dacă acesta din urmă arată proporția de vapori de apă (în procente) care este prezent în aer, atunci umiditatea absolută este cantitatea reală de vapori de apă în grame într-un metru cub de aer.

Perechi saturate și nesaturate

Abur saturat

În timpul evaporării, concomitent cu trecerea moleculelor de la lichid la vapor, are loc și procesul invers. Mișcându-se aleator peste suprafața lichidului, unele dintre moleculele care l-au părăsit revin din nou în lichid.

Dacă evaporarea are loc într-un vas închis, atunci la început numărul de molecule care părăsesc lichidul va fi mai mare decât numărul de molecule care se întorc înapoi în lichid. Prin urmare, densitatea vaporilor din vas va crește treptat. Pe măsură ce densitatea vaporilor crește, crește și numărul de molecule care se întorc în lichid. Destul de curând numărul de molecule care părăsesc lichidul va deveni egală cu numărul moleculele de vapori revin înapoi în lichid. Din acest moment, numărul de molecule de vapori deasupra lichidului va fi constant. Pentru apa la temperatura camerei, acest număr este aproximativ egal cu $10^(22)$ molecule per $1s$ per $1cm^2$ suprafață. Are loc așa-numitul echilibru dinamic între vapori și lichid.

Vaporii care se află în echilibru dinamic cu lichidul său se numesc vapori saturati.

Aceasta înseamnă că într-un anumit volum la o anumită temperatură nu poate exista o cantitate mai mare de abur.

În echilibru dinamic, masa lichidului dintr-un recipient închis nu se modifică, deși lichidul continuă să se evapore. În același mod, masa de vapori saturati deasupra acestui lichid nu se modifică, deși vaporii continuă să se condenseze.

Presiunea vaporilor saturati. Când vaporii saturați sunt comprimați, a căror temperatură este menținută constantă, echilibrul va începe mai întâi să fie perturbat: densitatea vaporilor va crește și, ca urmare, vor trece mai multe molecule din gaz în lichid decât din lichid în gaz; aceasta va continua până când concentrația de vapori din noul volum devine aceeași, corespunzătoare concentrației de vapori saturați la o anumită temperatură (și echilibrul este restabilit). Acest lucru se explică prin faptul că numărul de molecule care părăsesc lichidul pe unitatea de timp depinde doar de temperatură.

Deci, concentrația de molecule de abur saturat la o temperatură constantă nu depinde de volumul acestuia.

Deoarece presiunea unui gaz este proporțională cu concentrația moleculelor sale, presiunea vaporilor saturați nu depinde de volumul pe care îl ocupă. Se numește presiunea $р_0$ la care lichidul este în echilibru cu vaporii săi presiunea aburului saturat.

Când vaporii saturati sunt comprimați, majoritatea se transformă într-o stare lichidă. Lichidul ocupă un volum mai mic decât vaporii de aceeași masă. Ca urmare, volumul de abur, în timp ce densitatea acestuia rămâne neschimbată, scade.

Dependența presiunii vaporilor saturați de temperatură. Pentru un gaz ideal, este valabilă o dependență liniară a presiunii de temperatura la volum constant. Așa cum se aplică aburului saturat cu presiune $р_0$, această dependență este exprimată prin egalitatea:

Deoarece presiunea vaporilor saturați nu depinde de volum, ea depinde deci doar de temperatură.

Dependența determinată experimental $P_0(T)$ diferă de dependența $p_0=nkT$ pentru un gaz ideal. Odată cu creșterea temperaturii, presiunea vaporilor saturați crește mai repede decât presiunea unui gaz ideal (secțiunea curbei $AB$). Acest lucru devine deosebit de evident dacă desenați o izocoră prin punctul $A$ (linie întreruptă). Acest lucru se întâmplă deoarece atunci când un lichid este încălzit, o parte din acesta se transformă în abur, iar densitatea aburului crește.

Prin urmare, conform formulei $p_0=nkT$, presiunea vaporilor saturați crește nu numai ca urmare a creșterii temperaturii lichidului, ci și ca urmare a creșterii concentrației de molecule (densitatea) vaporilor. Principala diferență în comportamentul unui gaz ideal și al vaporilor saturați este modificarea masei vaporilor cu o modificare a temperaturii la un volum constant (într-un vas închis) sau cu o modificare a volumului la o temperatură constantă. Nimic de genul acesta nu se poate întâmpla cu un gaz ideal (MCT-ul unui gaz ideal nu asigură o tranziție de fază de la gaz la lichid).

După ce tot lichidul s-a evaporat, comportamentul vaporilor va corespunde comportamentului unui gaz ideal (secțiunea $BC$ a curbei).

Abur nesaturat

Dacă într-un spațiu care conține vapori de lichid, poate avea loc o evaporare suplimentară a acestui lichid, atunci vaporii aflați în acest spațiu sunt nesaturat.

Vaporii care nu sunt în echilibru cu lichidul său se numesc nesaturați.

Vaporii nesaturați pot fi transformați în lichid prin simpla comprimare. Odată ce această transformare a început, vaporii aflati în echilibru cu lichidul devin saturati.

Umiditatea aerului

Umiditatea aerului este conținutul de vapori de apă din aer.

Aerul atmosferic din jurul nostru, din cauza evaporării continue a apei de la suprafața oceanelor, a mărilor, a rezervoarelor, a solului umed și a plantelor, conține întotdeauna vapori de apă. Cu cât există mai mulți vapori de apă într-un anumit volum de aer, cu atât vaporii sunt mai aproape de starea de saturație. Pe de altă parte, cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de vapori de apă necesară pentru a-l satura.

În funcție de cantitatea de vapori de apă prezenți în atmosferă la o anumită temperatură, aerul are grade diferite de umiditate.

Cuantificarea umidității

Pentru a cuantifica umiditatea aerului se folosesc, în special, conceptele absolutȘi umiditate relativă.

Umiditatea absolută este numărul de grame de vapori de apă conținute în $1m^3$ de aer în condiții date, adică este densitatea vaporilor de apă $p$ exprimată în g/$m^3$.

Umiditatea relativă a aerului $φ$ este raportul dintre umiditatea absolută a aerului $p$ și densitatea $p_0$ a vaporilor saturați la aceeași temperatură.

Umiditatea relativă este exprimată în procente:

$φ=((p)/(p_0))·100%$

Concentrația vaporilor este legată de presiune ($p_0=nkT$), astfel încât umiditatea relativă poate fi definită ca procent presiune parțială$р$ abur în aer la presiunea $р_0$ aburului saturat la aceeași temperatură:

$φ=((p)/(p_0))·100%$

Sub presiune parțialăînțelegeți presiunea vaporilor de apă pe care ar produce-o dacă s-ar afla toate celelalte gaze aerul atmosferic au lipsit.

Dacă aerul umed este răcit, atunci la o anumită temperatură aburul din el poate fi adus la saturație. Odată cu răcirea suplimentară, vaporii de apă vor începe să se condenseze sub formă de rouă.

punct de condensare

Punctul de rouă este temperatura la care aerul trebuie să se răcească pentru ca vaporii de apă din acesta să ajungă la o stare de saturație la presiune constantă și o umiditate dată a aerului. Când punctul de rouă este atins în aer sau pe obiectele cu care intră în contact, vaporii de apă încep să se condenseze. Punctul de rouă poate fi calculat din valorile temperaturii și umidității aerului sau determinat direct higrometru de condensare. La umiditatea relativă a aerului$φ = 100%$ punctul de rouă coincide cu temperatura aerului. La $φ

Cantitatea de căldură. Capacitatea termică specifică a unei substanțe

Cantitatea de căldură este o măsură cantitativă a schimbării energie interna corpurile în timpul schimbului de căldură.

Cantitatea de căldură este energia pe care o degajă un corp în timpul schimbului de căldură (fără a lucra). Cantitatea de căldură, ca și energia, se măsoară în jouli (J).

Capacitatea termică specifică a unei substanțe

Capacitatea de căldură este cantitatea de căldură absorbită de un corp atunci când este încălzit cu $1$ grad.

Capacitatea termică a unui corp este notă cu litera latină majusculă C.

De ce depinde capacitatea termică a unui corp? În primul rând, din masa sa. Este clar că încălzirea, de exemplu, a 1 $ kilogram de apă va necesita mai multă căldură decât încălzirea $200$ grame.

Dar tipul de substanță? Să facem un experiment. Să luăm două vase identice și să turnăm apă cu o greutate de 400 USD g într-unul dintre ele, iar în celălalt - ulei vegetal cântărind $400$ g, să începem să le încălzim folosind arzătoare identice. Observând citirile termometrului, vom vedea că uleiul se încălzește mai repede. Pentru a încălzi apa și uleiul la aceeași temperatură, apa trebuie încălzită mai mult timp. Dar cu cât încălzim mai mult apa, cu atât primește mai multă căldură de la arzător.

Astfel, pentru a încălzi aceeași masă diferite substanțe la aceeași temperatură necesară cantități diferite căldură. Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unui corp și, prin urmare, capacitatea acestuia de căldură depind de tipul de substanță din care este compus corpul.

Deci, de exemplu, pentru a crește temperatura apei cu greutatea de $1$ kg cu $1°$C, este necesară o cantitate de căldură egală cu $4200$ J și pentru a încălzi aceeași masă de ulei de floarea soarelui cu $1°$C, o cantitate de căldură egală cu $1700$ J este necesară.

O mărime fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a încălzi $1$ kg dintr-o substanță cu $1°$C se numește capacitatea termică specifică a acestei substanțe.

Fiecare substanță are propria sa capacitate termică specifică, care este notă cu litera latină $c$ și măsurată în jouli pe kilogram-grad (J/(kg$·°$C)).

Capacitatea termică specifică a aceleiași substanțe în diferite stări de agregare (solid, lichid și gazos) este diferită. De exemplu, capacitatea termică specifică a apei este de $4200$ J/(kg$·°$С), iar capacitatea termică specifică a gheții este de $2100$ J/(kg$·°$С); aluminiul în stare solidă are o capacitate termică specifică egală cu $920$ J/(kg$·°$С), iar în stare lichidă - $1080$ J/(kg$·°$С).

Rețineți că apa are o capacitate termică specifică foarte mare. Prin urmare, apa din mări și oceane, care se încălzește vara, se absoarbe din aer un numar mare de căldură. Datorită acestui fapt, în acele locuri care sunt situate lângă corpuri mari de apă, vara nu este la fel de caldă ca în locurile departe de apă.

Calculul cantității de căldură necesară pentru încălzirea unui corp sau eliberată de acesta în timpul răcirii

Din cele de mai sus reiese clar că cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp depinde de tipul de substanță din care constă corpul (adică, capacitatea de căldură specifică) și de masa corpului. De asemenea, este clar că cantitatea de căldură depinde de câte grade vom crește temperatura corpului.

Deci, pentru a determina cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp sau eliberată de acesta în timpul răcirii, trebuie să înmulțiți capacitatea termică specifică a corpului cu masa sa și cu diferența dintre temperaturile sale finale și inițiale:

unde $Q$ este cantitatea de căldură, $c$ este capacitatea termică specifică, $m$ este masa corpului, $t_1$ este temperatura inițială, $t_2$ este temperatura finală.

Când corpul este încălzit, $t_2 > t_1$ și, prin urmare, $Q > 0$. Când corpul se răcește $t_2

Dacă se cunoaşte capacitatea termică a întregului corp $C, Q$ este determinată de formula

Căldura specifică de vaporizare, topire, ardere

Căldura de vaporizare (căldura de evaporare) - cantitatea de căldură care trebuie transmisă unei substanțe (la presiune constantă și la temperatură constantă) pentru transformarea completă substanță lichidăîn alin.

Căldura de vaporizare este egală cu cantitatea de căldură eliberată atunci când aburul se condensează în lichid.

Transformarea unui lichid în vapori la o temperatură constantă nu duce la o creștere a energiei cinetice a moleculelor, ci este însoțită de o creștere a energiei potențiale a acestora, deoarece distanța dintre molecule crește semnificativ.

Căldura specifică de vaporizare și condensare. Experimentele au stabilit că pentru a converti complet $1 $ kg de apă în abur (la punctul de fierbere), este necesar să cheltuiți $2,3$ MJ de energie. Pentru a transforma alte lichide în vapori, este necesară o cantitate diferită de căldură. De exemplu, pentru alcool este de 0,9 USD MJ.

O mărime fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a transforma un lichid care cântărește $1$ kg în vapori fără a schimba temperatura se numește căldură specifică de vaporizare.

Căldura specifică de vaporizare se notează cu litera $r$ și se măsoară în jouli pe kilogram (J/kg).

Cantitatea de căldură necesară pentru vaporizare (sau eliberată în timpul condensului). Pentru a calcula cantitatea de căldură $Q$ necesară pentru a transforma un lichid de orice masă luată la punctul de fierbere în vapori, căldura specifică de vaporizare $r$ trebuie înmulțită cu masa $m$:

Când aburul se condensează, se eliberează aceeași cantitate de căldură:

Căldura specifică de fuziune

Căldura de fuziune este cantitatea de căldură care trebuie transmisă unei substanțe la presiune constantă și temperatură constantă egală cu punctul de topire pentru a o transforma complet dintr-o stare solidă cristalină într-un lichid.

Căldura de fuziune este egală cu cantitatea de căldură care este eliberată în timpul cristalizării unei substanțe din stare lichidă.

În timpul topirii, toată căldura furnizată unei substanțe duce la creșterea energiei potențiale a moleculelor sale. Energia cinetică nu se modifică deoarece topirea are loc la o temperatură constantă.

Studiind experimental topirea diferitelor substanțe de aceeași masă, se poate observa că sunt necesare cantități diferite de căldură pentru a le transforma în lichid. De exemplu, pentru a topi un kilogram de gheață, trebuie să cheltuiți $332$ J de energie, iar pentru a topi $1$ kg de plumb, trebuie să cheltuiți $25$ kJ.

O mărime fizică care arată cât de multă căldură trebuie transmisă unui corp cristalin care cântărește $1$ kg pentru a-l transforma complet într-o stare lichidă la temperatura de topire se numește căldură specifică de fuziune.

Căldura specifică de fuziune este măsurată în jouli pe kilogram (J/kg) și este notă cu litera greacă $λ$ (lambda).

Căldura specifică de cristalizare este egală cu căldura specifică de fuziune, deoarece în timpul cristalizării este eliberată aceeași cantitate de căldură care este absorbită în timpul topirii. De exemplu, atunci când apa care cântărește $1$ kg îngheață, se eliberează aceeași energie de $332$ J care este necesară pentru a transforma aceeași masă de gheață în apă.

Pentru a afla cantitatea de căldură necesară pentru a topi un corp cristalin de masă arbitrară, sau căldură de fuziune, este necesar să se înmulțească căldura specifică de fuziune a acestui corp cu masa sa:

Cantitatea de căldură eliberată de organism este considerată negativă. Prin urmare, atunci când se calculează cantitatea de căldură eliberată în timpul cristalizării unei substanțe de masă $m$, ar trebui să se folosească aceeași formulă, dar cu semnul minus:

Căldura specifică de ardere

Căldura de ardere (sau puterea calorică, puterea calorică) este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a combustibilului.

Pentru a încălzi corpurile, este adesea folosită energia eliberată în timpul arderii combustibilului. Combustibilii convenționali (cărbune, petrol, benzină) conțin carbon. În timpul arderii, atomii de carbon se combină cu atomii de oxigen din aer, rezultând formarea de molecule de dioxid de carbon. Energia cinetică a acestor molecule se dovedește a fi mai mare decât cea a particulelor originale. Creșterea energiei cinetice a moleculelor în timpul arderii se numește eliberare de energie. Energia eliberată în timpul arderii complete a combustibilului este căldura de ardere a acestui combustibil.

Căldura de ardere a combustibilului depinde de tipul de combustibil și de masa acestuia. Cu cât masa combustibilului este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii sale complete.

O cantitate fizică care arată cât de multă căldură este eliberată în timpul arderii complete a combustibilului cu greutatea de $1$ kg se numește căldură specifică de ardere a combustibilului.

Căldura specifică de ardere este notată cu litera $q$ și măsurată în jouli pe kilogram (J/kg).

Cantitatea de căldură $Q$ eliberată în timpul arderii a $m$ kg de combustibil este determinată de formula:

Pentru a afla cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unui combustibil de o masă arbitrară, căldura specifică de ardere a acestui combustibil trebuie înmulțită cu masa acestuia.

Ecuația echilibrului termic

Într-un sistem termodinamic închis (izolat de corpurile externe), o modificare a energiei interne a oricărui corp al sistemului $∆U_i$ nu poate duce la o modificare a energiei interne a întregului sistem. Prin urmare,

$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$

Dacă niciun corp nu lucrează în interiorul sistemului, atunci, conform primei legi a termodinamicii, o modificare a energiei interne a oricărui corp are loc numai datorită schimbului de căldură cu alte corpuri ale acestui sistem: $∆U_i= Q_i$. Ținând cont de ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$), obținem:

$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$

Această ecuație se numește ecuația de echilibru termic. Aici $Q_i$ este cantitatea de căldură primită sau eliberată de corpul $i$. Oricare dintre cantitățile de căldură $Q_i$ poate însemna căldura degajată sau absorbită în timpul topirii oricărui corp, arderii combustibilului, evaporării sau condensării aburului, dacă astfel de procese au loc cu diferite corpuri ale sistemului și vor fi determinate de corespunzătoare. relatii.

Ecuația de echilibru termic este o expresie matematică a legii conservării energiei în timpul transferului de căldură.