Absolute und relative Luftfeuchtigkeit. Taupunkt

LUFTFEUCHTIGKEIT. Punkt des Taus.

VORRICHTUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER LUFTFEUCHTIGKEIT

Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle der Erde, die hauptsächlich aus Stickstoff (mehr als 75%), Sauerstoff (etwas weniger als 15%) und anderen Gasen besteht. Etwa 1% der Atmosphäre ist Wasserdampf. Woher kommt er in der Atmosphäre?

Ein großer Teil der Erdoberfläche ist von Meeren und Ozeanen besetzt, von deren Oberfläche bei jeder Temperatur ständig Wasser verdampft. Die Freisetzung von Wasser erfolgt auch beim Atmen von lebenden Organismen.

Luft, die Wasserdampf enthält, wird genannt feucht.

Die Menge des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes hängt von dem Wetter, dem Gesundheitszustand einer Person, der Durchführung der technologischen Prozesse in der Produktion, der Sicherheit der Exponate im Museum, der Sicherheit des in der Lagerung befindlichen Getreides ab. Daher ist es sehr wichtig, den Feuchtigkeitsgrad und die Fähigkeit, ihn gegebenenfalls im Raum zu verändern, zu kontrollieren.

Absolute Luftfeuchtigkeit Luft ist die Menge an Wasserdampf, die in 1 m 3 Luft enthalten ist (die Dichte von Wasserdampf).

m ist die Masse von Wasserdampf, V ist das Luftvolumen, in dem Wasserdampf enthalten ist. P ist der Partialdruck von Wasserdampf, μ ist die Molmasse von Wasserdampf und T ist seine Temperatur.

Da die Dichte proportional zum Druck ist, kann die absolute Feuchte auch durch den Partialdruck des Wasserdampfes charakterisiert werden.

Der Grad der Feuchtigkeit oder Trockenheit der Luft beeinflusst nicht nur die Menge an darin enthaltenem Wasserdampf, sondern auch die Lufttemperatur. Selbst wenn die Menge an Wasserdampf gleich ist, erscheint die Luft bei einer niedrigeren Temperatur feuchter. Deshalb entsteht in einem kalten Raum ein feuchtes Gefühl.

Dies erklärt sich dadurch, dass bei einer höheren Temperatur in Luft eine größere maximale Menge an Wasserdampf vorhanden sein kann, und maximale Menge an Wasserdampf Die Luft ist in dem Fall enthalten, wenn der Dampf ist reich. Daher maximale Menge an Wasserdampf, welche kann enthalten sein in 1 m 3 Luft bei einer bestimmten Temperatur, heißt Dichte von gesättigtem Dampf bei einer gegebenen Temperatur.

Die Abhängigkeit der Dichte und des Partialdrucks des gesättigten Dampfes von der Temperatur kann in physikalischen Tabellen gefunden werden.

Angesichts dieser Abhängigkeit kamen wir zu dem Schluss, dass die objektivere Eigenschaft der Luftfeuchtigkeit ist relative Luftfeuchtigkeit.

Relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis der absoluten Luftfeuchtigkeit zur Dampfmenge, die notwendig ist, um 1 m 3 Luft bei einer gegebenen Temperatur zu sättigen.

ρ ist die Dampfdichte, ρ0 - die Dichte von gesättigtem Dampf bei einer gegebenen Temperatur und φ ist die relative Feuchtigkeit von Luft bei einer gegebenen Temperatur.

Die relative Feuchte kann auch durch den Partialdampfdruck bestimmt werden

P ist der Partialdruck des Dampfes, P0 - der Partialdruck von gesättigtem Dampf bei einer gegebenen Temperatur und φ ist die relative Feuchtigkeit von Luft bei einer gegebenen Temperatur.

Wenn Luft Wasserdampf enthält, die isobare Kühlung, dann bei einer bestimmten Temperatur Wasserdampf gesättigt wird, wenn sich die Temperatur bei einer gegebenen Temperatur in der Luft, die maximal mögliche Dichte des Wasserdampfes verringert sich verringert, d.h. die Dichte von gesättigtem Dampf nimmt ab. Bei weiterer Temperaturabsenkung beginnt überschüssiger Wasserdampf zu kondensieren.

Temperatur, bei dem der in der Luft enthaltene Wasserdampf gesättigt wird, heißt Taupunkt.

Dieser Name ist mit dem in der Natur beobachteten Phänomen verbunden - mit Tau. Der Taufall wird wie folgt erklärt. Tagsüber wärmen sich Luft, Land und Wasser in verschiedenen Reservoirs auf. Folglich gibt es eine intensive Verdampfung von Wasser von der Oberfläche von Reservoirs und Boden. Wasserdampf, der in der Luft bei Tagestemperaturen enthalten ist, ist ungesättigt. In der Nacht, und besonders am Morgen, sinkt die Temperatur der Luft und der Erdoberfläche, Wasserdampf wird gesättigt und Wasserdampfkondensate kondensieren auf verschiedenen Oberflächen.

Δρ ist die überschüssige Feuchtigkeit, die freigesetzt wird, wenn die Temperatur unter den Taupunkt fällt.

Die gleiche Natur hat einen Nebel. Nebel - das sind die kleinsten Wassertröpfchen, die durch die Kondensation von Dampf gebildet werden, aber nicht auf der Erdoberfläche, sondern in der Luft. Die Tröpfchen sind so klein und leicht, dass sie in einem suspendierten Zustand in der Luft gehalten werden können. Auf diesen Tröpfchen tritt eine Streuung von Lichtstrahlen auf und die Luft wird opak, d.h. Sichtbarkeit ist schwierig.

Bei schneller Abkühlung der Luft kann der gesättigte Dampf die flüssige Phase umgehen und sofort in eine feste Phase übergehen. Dies erklärt das Auftreten von Rauhreif auf den Bäumen. Einige interessante optische Phänomene am Himmel (zum Beispiel Halo) sind auf den Durchgang von Sonnen- oder Mondstrahlen durch Zirruswolken zurückzuführen, die aus den kleinsten Eiskristallen bestehen.

5. Feuchtigkeitsmessgeräte.

Die einfachsten Instrumente zur Bestimmung der Feuchtigkeit sind Hygrometer verschiedener Art (Kondensation, Film, Haare) und ein Psychrometer.

Funktionsprinzip Kondensationshygrometer basierend auf der Messung des Taupunktes und der Bestimmung der absoluten Luftfeuchtigkeit im Raum. Wenn wir die Temperatur im Raum und die Dichte gesättigter Dämpfe kennen, die einer gegebenen Temperatur entsprechen, finden wir die relative Luftfeuchtigkeit.

Aktion Film- und Haarhygrometer ist mit einer Veränderung der elastischen Eigenschaften von biologischen Materialien verbunden. Mit zunehmender Feuchtigkeit nimmt ihre Elastizität ab und der Film oder das Haar dehnt sich länger.

Psychrometer besteht aus zwei Thermometern, in denen der Tank mit Alkohol mit einem feuchten Tuch umwickelt ist. Da das Gewebe ständig Feuchtigkeit verdampft und somit Wärme abführt, wird die Temperatur dieses Thermometers immer geringer sein. Je weniger feuchte Luft im Raum ist, desto stärker ist die Verdunstung, das Thermometer mit dem feuchten Tank kühlt mehr und zeigt eine niedrigere Temperatur. Anhand der Temperaturdifferenz von Trocken- und Nassthermometern unter Verwendung der entsprechenden psychrometrischen Tabelle die relative Luftfeuchtigkeit in diesem Raum bestimmen.

Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

Die Menge an Feuchtigkeitskapazität der Luft nimmt mit steigender Temperatur stark zu. Das Verhältnis von absolute Luftfeuchtigkeit bei einer gegebenen Temperatur wird der Wert seiner Feuchtigkeitskapazität bei der gleichen Temperatur genannt relative Luftfeuchtigkeit.

Um die Temperatur zu bestimmen und relative Luftfeuchtigkeit Verwenden Sie ein spezielles Gerät - Psychrometer. Das Psychrometer besteht aus zwei Thermometern. Ein Ball von einem von ihnen wird mit einem Gazetuch befeuchtet, dessen Ende in ein Gefäß mit Wasser gesenkt wird. Ein anderes Thermometer bleibt trocken und zeigt die Temperatur der Umgebungsluft an. Ein befeuchtetes Thermometer zeigt eine niedrigere Temperatur als eine trockene, da die Verdampfung von Feuchtigkeit aus der Gaze eine bestimmte Menge an Wärme benötigt. Die Temperatur des befeuchteten Thermometers wird aufgerufen Kühlgrenze. Der Unterschied zwischen den Ablesungen von trockenen und befeuchteten Thermometern wird genannt psychrometrische Differenz.

Zwischen der Größe der psychrometrischen Differenz und der relativen Luftfeuchtigkeit besteht eine eindeutige Beziehung. Je größer die psychrometrische Differenz bei einer gegebenen Lufttemperatur ist, desto niedriger ist die relative Feuchtigkeit der Luft und desto mehr Feuchtigkeit kann Luft absorbieren. Bei einer Differenz von Null ist die Luft mit Wasserdampf und weiterer Verdampfung von Feuchtigkeit in dieser Luft gesättigt tritt nicht auf.

Absolute Feuchtigkeit und relative Luftfeuchtigkeit

Relative Feuchtigkeit der Luftübertragung in absoluter Luftfeuchtigkeit und im Gegenteil bei der eingestellten Temperatur und dem atmosphärischen Druck.

Dieser Rechner übersetzt die relative Luftfeuchtigkeit in eine absolute Luftfeuchtigkeit bei einer gegebenen Temperatur und einem atmosphärischen Druck. Der Rechner darunter führt den umgekehrten Vorgang aus - er überträgt die absolute Luftfeuchtigkeit auf die relative Luftfeuchtigkeit. Einige Theorien und Formeln sind unter dem Rechner.

Absolute Luftfeuchtigkeit

Relative Luftfeuchtigkeit, Prozent

Lufttemperatur, Grad Celsius

Relative Luftfeuchtigkeit

Lufttemperatur, Grad Celsius

Fangen wir mit ein paar Definitionen an
Die relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis des Partialdrucks von Wasserdampf zu seinem Grenzwert (der Druck von gesättigtem Wasserdampf) über der flachen Oberfläche von reinem Wasser, bei konstantem Druck und konstanter Temperatur, ausgedrückt in Prozent. Die relative Feuchtigkeit zeigt das Verhältnis zwischen der Menge an Wasserdampf in der Luft und der Menge an Wasserdampf in der Luft im Sättigungszustand, d. H. Die maximale Menge an Wasserdampf, die in der Luft bei einer gegebenen Temperatur und Druck enthalten sein kann.

Absolute Luftfeuchtigkeit ist die Masse von Wasserdampf pro Volumeneinheit feuchter Luft. Absolute Feuchtigkeit zeigt den quantitativen Gehalt von Wasser in der Luft.

Dank der World Meteorological Organization können wir den Wert des gesättigten Wasserdampfdrucks bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck finden (für weitere Details siehe "Saturated Water Vapor Pressure").
Wenn wir den Sättigungsdruck und die relative Feuchtigkeit kennen, können wir den geeigneten Wasserdampfdruck finden.

Gehen Sie zur absoluten Luftfeuchtigkeit wird die bekannte Gleichung von Mendeleev-Clapeyron helfen.

In unserem Fall wird das sein

wobei R die universelle Gaskonstante von 8313,6 ist und Rv die Gaskonstante für Wasserdampf von 461,5 ist

Von wo können Sie das Verhältnis von Masse zu Volumen ausdrücken:

Das ist, weil - bis 25 Grad Celsius und eine relative Luftfeuchtigkeit von 60%, wir finden in dem Kubikmeter Luft enthält etwa 14 Gramm Wasser, die in der Regel entspricht die Übersetzungstabelle der relativen Luftfeuchtigkeit in den absoluten, dass ich gefunden habe.

Luftfeuchtigkeit. Methoden zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit

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In dieser Lektion wird das Konzept der absoluten und relativen Luftfeuchte vorgestellt, Begriffe und Größen, die mit diesen Konzepten verbunden sind, werden diskutiert: Sattdampf, Taupunkt, Feuchtemessgeräte. Im Laufe der Lektion werden wir uns mit den Tabellen der Dichte und des Drucks von gesättigtem Dampf und einer psychrometrischen Tabelle vertraut machen.

Sattdampf, Luftfeuchtigkeit

Heute werden wir uns mit der Diskussion eines solchen Konzepts wie der Feuchtigkeit und den Messmethoden befassen. Das Hauptphänomen, das die Feuchtigkeit der Luft beeinflusst, wird der Prozess der Verdunstung von Wasser sein, von dem wir bereits gesprochen haben, und das wichtigste Konzept, das wir verwenden werden, wird gesättigter und ungesättigter Dampf sein.

Wenn Sie verschiedene Dampfzustände wählen, werden sie durch die Wechselwirkung des Dampfes mit seiner Flüssigkeit bestimmt. Wenn wir, daß ein Teil der Flüssigkeit mich vorstellen, in einem geschlossenen Behälter ist, und der Prozess der Verdampfung, dann früher oder später, wobei dieses Verfahren zu einem Zustand kommen, wo die Verdampfung in regelmäßigen Abständen durch Kondensation kompensiert werden, und dann kommt das sogenannte dynamische Gleichgewicht des Fluids mit ihrem Dampf (Fig. 1).

Abb. 1. Gesättigter Dampf

Definition.Gesättigter Dampf Ist ein Dampf im thermodynamischen Gleichgewicht mit seiner Flüssigkeit. Wenn der Dampf nicht gesättigt ist, gibt es kein thermodynamisches Gleichgewicht (Abb. 2).

Abb. 2. Ungesättigter Dampf

Mit Hilfe dieser beiden Konzepte werden wir eine so wichtige Eigenschaft von Luft als Feuchtigkeit beschreiben.

Definition.Luftfeuchtigkeit - ein Wert, der den Gehalt von Wasserdampf in der Luft anzeigt.

Es stellt sich die Frage: Warum ist der Begriff der Feuchtigkeit wichtig und wie tritt Wasserdampf in die Luft ein? Es ist bekannt, dass die meisten der Erdoberfläche Wasser (Meere) mit einer Oberfläche ist, die kontinuierlich verdampft wird (Fig. 3). Natürlich in verschiedenen Klimazone der Intensität des Prozesses ist unterschiedlich, je nach der durchschnittlichen täglichen Temperatur, Vorhandensein von Wind usw. Diese Faktoren führen zu der Tatsache, dass intensiver als seine Kondensation an bestimmten Stellen Verdampfungsprozess Wasser, und in einigen -.. Im Gegenteil. Im Durchschnitt kann man argumentieren, dass der Dampf, der in der Luft gebildet wird, nicht gesättigt ist und die Eigenschaften notwendig, um zu beschreiben.

Abb. 3. Verdampfung der Flüssigkeit (Quelle)

Für den Menschen ist der Wert der Feuchtigkeit ein sehr wichtiger Parameter der Umwelt, denn unser Körper reagiert sehr aktiv auf seine Veränderungen. Zum Beispiel steht ein solcher Mechanismus zur Regulierung der Funktion des Körpers, wie Schwitzen, in direktem Zusammenhang mit der Temperatur und der Feuchtigkeit der Umgebung. Bei hoher Luftfeuchtigkeit werden die Prozesse der Feuchtigkeitsverdampfung von der Hautoberfläche durch die Kondensationsvorgänge praktisch kompensiert und die Wärmeabfuhr aus dem Körper wird verletzt, was zu thermoregulatorischen Störungen führt. Bei niedriger Feuchtigkeit herrscht die Verdunstung von Feuchtigkeit über die Kondensationsprozesse und der Körper verliert zu viel Flüssigkeit, was zu Dehydratation führen kann.

Der Wert der Feuchtigkeit ist nicht nur für Menschen und andere lebende Organismen wichtig, sondern auch für den Fluss von technologischen Prozessen. Zum Beispiel kann aufgrund der bekannten Eigenschaft von Wasser, einen elektrischen Strom zu leiten, sein Inhalt in der Luft den korrekten Betrieb der meisten elektrischen Geräte ernsthaft beeinträchtigen.

Darüber hinaus ist das Konzept der Feuchtigkeit das wichtigste Kriterium für die Schätzung der Wetterbedingungen, die jeder aus Wettervorhersagen kennt. Es ist erwähnenswert, dass, wenn wir die Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Jahreszeiten unter den üblichen klimatischen Bedingungen vergleichen, sie im Sommer höher und im Winter niedriger ist, was insbesondere auf die Intensität der Verdampfungsprozesse bei verschiedenen Temperaturen zurückzuführen ist.

Absolute Luftfeuchtigkeit

Die Hauptmerkmale der feuchten Luft sind:

  1. die Dichte von Wasserdampf in der Luft;
  2. relative Luftfeuchtigkeit.

Luft ist ein Verbundgas, es enthält viele verschiedene Gase, einschließlich Wasserdampf. Um seine Menge in Luft abzuschätzen, ist es notwendig zu bestimmen, welche Masse Wasserdampf in einem bestimmten zugeteilten Volumen hat - ein solcher Wert charakterisiert die Dichte. Die Dichte von Wasserdampf in der Luft wird genannt absolute Feuchtigkeit.

Definition.Absolute Luftfeuchtigkeit - die Menge an Feuchtigkeit, die in einem Kubikmeter Luft enthalten ist.

Notationabsolute Feuchtigkeit: (sowie die übliche Bezeichnung der Dichte).

Maßeinheitenabsolute Feuchtigkeit: (in SI) oder (zur bequemen Messung einer kleinen Menge Wasserdampf in der Luft).

Formel berechnen absolute Feuchtigkeit:

Dampfmasse (Wasser) in Luft, kg (in SI) oder g;

das Luftvolumen, in dem die Dampfmasse enthalten ist,.

Auf der einen Seite ist die absolute Luftfeuchtigkeit verständlich und bequem Wert t. K. gibt eine Vorstellung über den spezifischen Gehalt an Wasser in der Luft, auf das Gewicht, auf der anderen Seite, ist dieser Wert in Bezug auf die Feuchtigkeitsempfindlichkeit lebenden Organismen ungünstig. Es stellt sich heraus, dass zum Beispiel eine Person den Massengehalt von Wasser in der Luft nicht fühlt, nämlich ihren Inhalt relativ zu dem maximal möglichen Wert.

Relative Luftfeuchtigkeit

Um diese Wahrnehmung zu beschreiben, wird ein Wert wie z relative Luftfeuchtigkeit.

Definition.Relative Luftfeuchtigkeit - eine Menge, die anzeigt, wie weit die Paare von der Sättigung entfernt sind.

Das heißt, die relative Feuchtigkeit, in einfachen Worten, zeigt folgendes: Wenn der Dampf weit von der Sättigung entfernt ist, dann ist die Feuchtigkeit niedrig, wenn nahe - hoch.

Maßeinheitenrelative Luftfeuchtigkeit:%.

Formel berechnen relative Luftfeuchtigkeit:

Dichte von Wasserdampf (absolute Feuchtigkeit), (in SI) oder;

Dichte von gesättigtem Wasserdampf bei einer gegebenen Temperatur (in SI) oder.

Kondensationshygrometer

Wie aus der Formel hervorgeht, enthält sie die absolute Feuchtigkeit, mit der wir bereits vertraut sind, und die Dichte gesättigter Dämpfe bei gleicher Temperatur. Es stellt sich die Frage, wie der letzte Wert ermittelt werden kann. Dafür gibt es spezielle Geräte. Wir werden darüber nachdenken kondensierendHygrometer (Abbildung 4) ist ein Instrument, das zur Bestimmung des Taupunktes dient.

Definition.Taupunkt - Die Temperatur, bei der der Dampf gesättigt wird.

Abb. 4. Kondensationshygrometer (Quelle)

Eine flüchtige Flüssigkeit, z. B. Äther, wird in die Kapazität des Instruments eingeführt, ein Thermometer (6) wird eingeführt und Luft wird durch den Behälter unter Verwendung einer Birne (5) gepumpt. Als ein Ergebnis der verbesserten Luftzirkulation intensive Verdampfung des Ethers beginnt, weil diese Kapazität und die Temperatur fällt auf dem Spiegel (4) ragt Mehltau (Tröpfchen von kondensiertem Wasserdampf). Im Moment des Erscheinens des Taues auf dem Spiegel wird die Temperatur mit Hilfe des Thermometers gemessen, diese Temperatur ist der Taupunkt.

Was ist mit der erhaltenen Temperatur (Taupunkt) zu tun? Es gibt eine spezielle Tabelle, in der Daten eingegeben werden - welche Dichte von gesättigtem Wasserdampf jedem spezifischen Taupunkt entspricht. Es sollte eine nützliche Tatsache angemerkt werden, dass, wenn der Wert des Taupunkts zunimmt, der Wert der Sättigungsdampfdichte, die diesem entspricht, ansteigt. Mit anderen Worten, je wärmer die Luft ist, um so mehr Feuchtigkeit kann sie enthalten und umgekehrt, als die Luft kälter ist, ist der maximale Gehalt in ihr geringer.

Haar-Hygrometer

Betrachten wir nun das Funktionsprinzip andere Arten von Hygrometer, Instrumente zur Messung der Feuchtigkeitseigenschaften (aus dem Griechischen hygros -. «Wet» und Metreo - «Maßnahme").

Haar-Hygrometer (Fig. 5) - eine Vorrichtung zum Messen der relativen Feuchtigkeit, bei der das aktive Element ein Haar ist, beispielsweise ein Mensch.

Abb. 5. Haar-Hygrometer (Quelle)

Aktion Haarhygrometer auf dem Grundstück von Mager Haaren auf der Basis seine Länge zu ändern, wenn Feuchtigkeitsänderungen (zunehmende Luftfeuchtigkeit die Haarlänge steigt mit abnehmenden - reduziert), die der relativen Luftfeuchtigkeit messen kann. Das Haar wird an einem Metallrahmen gezogen. Die Änderung der Haarlänge wird auf den Pfeil übertragen, der sich entlang der Skala bewegt. Es sollte daran erinnert werden, dass der Haarhygrometer keine genauen Werte der relativen Feuchtigkeit angibt und hauptsächlich für Haushaltszwecke verwendet wird.

Psychrometer

Es ist bequemer, ein solches Gerät zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit zu verwenden und zu präzisieren, wie ein Psychrometer (von griechisch nach ψψχρός - "kalt") (Abb. 6).

Das Psychrometer besteht aus zwei Thermometern, die auf einer gemeinsamen Skala befestigt sind. Eines der Thermometer wird als nass bezeichnet, da es in ein Tuch eingewickelt ist, das in einen Wassertank auf der Rückseite des Geräts eingetaucht ist. Mit nassen Gewebewasser verdampft, was zu einer Abkühlung des Thermometers, setzt der Temperaturreduktionsprozess bis zur Stufe, bis der Dampf in der Nähe des Feuchttuchs erreicht nicht die Sättigung und das Thermometer beginnt die Taupunkttemperatur zu zeigen. Somit zeigt ein feuchtes Thermometer eine Temperatur, die kleiner oder gleich der tatsächlichen Umgebungstemperatur ist. Das zweite Thermometer heißt trocken und zeigt die aktuelle Temperatur an.

Auf dem Körper des Gerätes ist in der Regel auch die sogenannte psychrometrische Tabelle abgebildet (Tabelle 2). Aus dieser Tabelle auf dem Temperaturwert, der die trockenen Thermometer zeigt, und die Temperaturdifferenz zwischen dem trockenen und feuchten Thermometer kann die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft bestimmen.

Aber auch ohne einen solchen Tisch zur Hand zu haben, können Sie nach dem folgenden Prinzip grob die Feuchtigkeitsmenge bestimmen. Wenn die Ablesungen beider Thermometer nahe beieinander liegen, wird die Verdampfung von Wasser aus dem nassen fast vollständig durch Kondensation kompensiert, d. H. Die Feuchtigkeit der Luft ist hoch. Wenn im Gegensatz dazu der Unterschied in den Thermometeranzeigen groß ist, herrscht die Verdunstung aus feuchtem Gewebe gegenüber Kondensation und die Luft ist trocken und die Feuchtigkeit ist niedrig.

Feuchtigkeitsmerkmal Tabellen

Lassen Sie uns zu den Tabellen gehen, die Ihnen erlauben, die Eigenschaften der Luftfeuchtigkeit zu bestimmen.

Tabelle der Umwandlung der relativen Feuchtigkeit in absolute als eine Funktion der Lufttemperatur bei Atmosphärendruck. Taupunkte.

Tabelle der Umwandlung der relativen Feuchtigkeit in absolute als eine Funktion der Lufttemperatur bei Atmosphärendruck. Taupunkte.

In der Trockenzeit sollten Garten und Rasen nachts mit kaltem Wasser gegossen werden, denn wenn Sie einen lokalen Temperaturabfall unter den Taupunkt bekommen, bekommen Sie durch Kondenswasser viel mehr Feuchtigkeit aus der Luft. Die Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit in% kann in jeder Wettervorhersage gefunden werden.

Die Tabelle zeigt "absolute Feuchte" in g / m 3 (obere Zeile) und Lufttaupunkttemperatur in ° C (untere Zeile) für verschiedene Umgebungstemperaturen in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit an.

Beispiel: Bei einer Lufttemperatur von + 45 ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% beträgt die absolute Feuchte 39,3 g / m 3 und die Taupunkttemperatur beträgt 36 ° C.

Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

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Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

Absolute und relative Luftfeuchtigkeit. Atmosphärische Luft enthält immer etwas Feuchtigkeit in Form von Dämpfen. Luftfeuchtigkeit in Räumen mit natürlicher Belüftung wird durch die Freisetzung von Wasser durch Menschen und Pflanzen in dem Prozess der Atmung, die Verdampfung von Haushaltswasser zum Kochen, Waschen und Trocknen von Wäsche, sowie technologische Feuchtigkeit (in der Produktion) und Feuchtigkeit Walling (im ersten Betriebsjahr von Gebäuden) verursacht.

Die Menge an Feuchtigkeit in Gramm, die in 1 m3 Luft enthalten ist, wird absolute Feuchtigkeit genannt, f, g / m3. Für Berechnungen der Dampfdiffusion durch umschließende Strukturen sollte jedoch die Menge an Wasserdampf in Druckeinheiten geschätzt werden, was es möglich macht, die treibende Kraft des Feuchtigkeitsübergangs zu berechnen. Zu diesem Zweck wird der Partialdruck von Wasserdampf, e, der die Elastizität von Wasserdampf genannt wird und in Pascal ausgedrückt wird, in der Gebäude-Thermophysik verwendet.

Der Partialdruck steigt mit steigender absoluter Luftfeuchtigkeit. Es kann jedoch, wie absolute Feuchtigkeit, nicht unbegrenzt zunehmen. Bei einer bestimmten Temperatur und einem barometrischen Luftdruck entspricht der absolute Wert der absoluten Luftfeuchtigkeit F, g / m3 der vollständigen Sättigung der Luft mit Wasserdampf, über den hinaus sie nicht ansteigen kann. Diese absolute Luftfeuchtigkeit entspricht der maximalen Elastizität von Wasserdampf

E, Pa, auch als gesättigter Wasserdampfdruck bezeichnet. Wenn die Lufttemperatur ansteigt, erhöhen sich E und F. Folglich geben sowohl e als auch f keine Vorstellung vom Grad der Sättigung der Luft mit Feuchtigkeit, es sei denn, die Temperatur ist angegeben.

Um den Grad der Sättigung von Luftfeuchtigkeit auszudrücken, wurde das Konzept der relativen Luftfeuchtigkeit j,%, was das Verhältnis des Partialdrucks von Wasserdampf darstellt, ist die Berücksichtigung in der Luftumgebung auf den maximalen Dampfdruck von E entsprechend der Temperatur des Mediums, j = (E / E) 100% ergibt.

Die relative Feuchtigkeit der Luft ist von großer Bedeutung, um sie sowohl hygienisch als auch technisch zu beurteilen, j bestimmt die Intensität der Verdampfung von Feuchtigkeit von befeuchteten Oberflächen und insbesondere von der Oberfläche des menschlichen Körpers. Eine relative Luftfeuchtigkeit von 30-60% gilt für den Menschen als normal. j definiert den Sorptionsprozess, d. h. den Prozess der Feuchtigkeitsabsorption durch kapillarporöse Materialien in der Luft. Schließlich hängt der Prozess der Kondensation von Feuchtigkeit in der Luft (Bildung von Nebel) und auf der Oberfläche der umgebenden Strukturen von j ab.

Wenn die Lufttemperatur bei einem gegebenen Feuchtigkeitsgehalt erhöht wird, wird die relative Feuchtigkeit abnehmen, da der Partialdruck von Wasserdampf konstant bleibt und die maximale Elastizität E mit steigender Temperatur zunimmt.

Durch Absenken wird die Temperatur auf einen vorbestimmten Wassergehalt die relative Feuchtigkeit erhöht, da ein konstanter Partialdruck von Wasserdampf ist, verringert sich die maximale Elastizität E mit abnehmender Temperatur. Die Prozesslufttemperatur bei einem bestimmten Wert seiner maximalen Wasserdampfdruck E abgesenkt ist gleich dem Partialdruck des Wasserdampfs e. Dann ist die relative Luftfeuchtigkeit j gleich 100% sein wird, und einem Sättigungszustand wird die gekühlte Luft Volldampf kommen. Diese Temperatur wird für eine gegebene Luftfeuchtigkeit als Taupunkttemperatur bezeichnet.

Relative Luftfeuchtigkeit

Relative Luftfeuchtigkeit - das Verhältnis des Partialdrucks von Wasserdampf im Gas (hauptsächlich in Luft) zum Gleichgewichtsdruck von gesättigtem Dampf bei einer gegebenen Temperatur [1]. Mit dem griechischen Buchstaben φ bezeichnet.

Inhalt

Absolute Luftfeuchtigkeit

Absolute Feuchtigkeit ist die Menge an Feuchtigkeit, die in einem Kubikmeter Luft enthalten ist.

Relative Luftfeuchtigkeit

Äquivalente Definition ist das Verhältnis des molaren Anteils von Wasserdampf in Luft zu dem Maximum, das bei einer gegebenen Temperatur möglich ist. Gemessen in Prozent und wird bestimmt durch die Formel:

wo: - die relative Feuchtigkeit der betreffenden Mischung (Luft); - Partialdruck von Wasserdampf in der Mischung; - Gleichgewichtsdruck von gesättigtem Dampf.

Der Druck von gesättigtem Wasserdampf steigt mit steigender Temperatur stark an. Daher tritt für eine isobare (d. H. Konstante Druck) Kühlung von Luft mit einer konstanten Dampfkonzentration ein Moment (Taupunkt) auf, wenn der Dampf gesättigt ist. In diesem Fall kondensiert der "Extra" -Dampf in Form von Nebel oder Eiskristallen. Sättigung und Dampfkondensationsprozesse spielen eine wichtige Rolle in der Physik der Atmosphäre: Bildungsprozesse und die Bildung von Luftwolkenfronten im wesentlichen durch die Sättigung und Kondensationsprozesse bestimmt teilweise bei der Kondensation von atmosphärischem Wasserdampf Energiemechanismus freigesetzte Wärme liefert das Auftreten und die Entwicklung von tropischen Zyklonen (Wirbelstürme).

Bewertung der relativen Luftfeuchtigkeit

Die relative Feuchtigkeit der Wasser-Luft-Mischung kann geschätzt werden, wenn ihre Temperatur bekannt ist (T) und die Taupunkttemperatur (Td). Wann? T und Td sind in Grad Celsius ausgedrückt, dann ist der Ausdruck wahr:

wo der Partialdruck von Wasserdampf in der Mischung geschätzt wird:

und der Nassdampfdruck von Wasser in der Mischung bei einer geschätzten Temperatur:

Übersättigter Wasserdampf

In Abwesenheit von Kondensationszentren kann sich ein übersättigter Zustand bilden, wenn die Temperatur gesenkt wird, dh die relative Feuchtigkeit wird mehr als 100%. Als Kondensationskeime gebildet Ionen oder Aerosolteilchen, nämlich auf der Kondensation von übersättigten Dampf Ionen wirken kann, wenn ein geladenes Teilchen in einem solchen Paar der Wirkungsprinzip Nebelkammer und Diffusionskammern: die Wassertröpfchen auf die resultierenden Ionen Kondensieren geladenen Form eine sichtbare Markierung (Spur) Partikel.

Ein anderes Beispiel für die Kondensation von übersättigtem Wasserdampf sind die Inversionsspuren von Flugzeugen, die sich aus der Kondensation von übersättigtem Wasserdampf an den Rußpartikeln von Motorabgasen ergeben.

Mittel und Methoden der Kontrolle

Zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit werden gebrauchte Instrumente, sogenannte Psychrometer und Hygrometer, verwendet. Das Psychrometer Augustus besteht aus zwei Thermometern - trocken und nass. Ein feuchtes Thermometer zeigt eine niedrigere Temperatur als ein trockenes, da sein Reservoir in ein mit Wasser angefeuchtetes Tuch eingewickelt ist, das beim Verdampfen abkühlt. Die Intensität der Verdampfung hängt von der relativen Luftfeuchtigkeit ab. Nach den Aussagen von Trocken- und Naßthermometern wird die relative Luftfeuchtigkeit durch die psychrometrischen Tabellen bestimmt. Neuerdings ist es integral Feuchtigkeitssensoren (typischerweise ergibt Spannung) basierend auf der Eigenschaft bestimmt Polymere weithin verwendet worden, um ihre elektrische Eigenschaften (wie etwa Dielektrizitätskonstante Medium) unter der Wirkung der Luft Wasserdampfs zu ändern.

Um die Instrumente zur Messung der Feuchtigkeit zu überprüfen, werden spezielle Installationen verwendet - Hygrostaten.

Bedeutung

Die relative Luftfeuchtigkeit ist ein wichtiger Umweltindikator für die Umwelt. Bei der zu niedrigen oder zu hohen Feuchtigkeit, der schnellen Ermüdung der Person, der Verschlechterung der Wahrnehmung und des Gedächtnisses wird beobachtet. Die trockenen Schleimhäute der Person, die sich bewegenden Oberflächen reißen, bilden die Mikrorisse, wohin die Viren, die Bakterien, die Mikroben direkt eindringen. Eine niedrige relative Luftfeuchtigkeit (bis zu 5-7%) in den Räumen einer Wohnung oder eines Büros ist in Gebieten mit einer langen Dauer von negativen Außentemperaturen festzustellen. In der Regel dauert die Dauer von 1-2 Wochen bei Temperaturen unter -20 ° C, um die Räumlichkeiten zu trocknen. Ein wesentlicher Verschlechterungsfaktor beim Aufrechterhalten der relativen Feuchtigkeit ist der Luftaustausch bei niedrigen negativen Temperaturen. Je mehr Luftaustausch in den Räumen stattfindet, desto schneller entsteht in diesen Räumen eine niedrige (5-7%) relative Luftfeuchtigkeit. Die bequemste Person fühlt sich an der Luftfeuchtigkeit: im Sommer - von 60 bis 75%; im Winter von 55 bis 70%. In Räumen mit Parkett und Möbeln aus Naturholz sollte die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 50 und 60% liegen.

Es ist anzumerken, dass es bei längerem Frost in seltenen Fällen Grippe und ARI gibt, aber wenn der Frost nachlässt - Menschen, die diese Erkältungen überleben, werden krank und in der ersten langen (bis zu einer Woche) Tauwetterphase.

Lebensmittel, Baustoffe und sogar viele elektronische Bauteile können in einem streng definierten Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Viele technologische Prozesse sind nur unter strenger Kontrolle des Wasserdampfgehaltes in der Produktionsraumluft möglich.

Die Luftfeuchtigkeit im Raum kann verändert werden.

Luftbefeuchter werden verwendet, um die Luftfeuchtigkeit zu erhöhen.

Funktionen der Entfeuchtung (Entfeuchtung) von Luft werden in den meisten Klimaanlagen und in Form von separaten Luftentfeuchtern realisiert.

In der Blumenzucht

Relative Feuchte in den Gewächshäusern für die Kultur verwendet und Wohnräume von Pflanzen unterliegen Schwankungen aufgrund der Jahreszeit, die Lufttemperatur, der Grad und die Frequenz des Sprühens und Bewässerung von Pflanzen, die Anwesenheit von Feuchthaltemitteln, Tanks oder anderen Behältern mit einem offenen Wasseroberfläche, die Heizungs- und Lüftungsanlage. Kakteen und viele Sukkulenten sind leichter zu transportieren als viele tropische und subtropische Pflanzen.
In der Regel ist für Pflanzen, deren Heimatgebiet tropischer Regenwald ist, eine relative Luftfeuchtigkeit von 80-95% optimal (im Winter kann sie auf 65-75% reduziert werden). Für Pflanzen der warmen Subtropen - 75-80%, kalte Subtropen - 50-75% (Linkshänder, Cyclamen, Cineraria, etc.)
Wenn Pflanzen in Wohnquartieren gehalten werden, leiden viele Arten an Lufttrockenheit. Dies betrifft vor allem die Blätter; sie haben eine schnelle und fortschreitende Austrocknung der Spitzen. [3]

Um die relative Luftfeuchtigkeit in Wohngebieten zu erhöhen, verwenden Sie elektrische Luftbefeuchter, die mit nassen Lehmziegelpaletten gefüllt sind und regelmäßig besprüht werden.

4.2. Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

4.2. Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

Im vorherigen Abschnitt haben wir eine Reihe von physikalischen Begriffen verwendet. In Anbetracht ihrer großen Bedeutung erinnern wir uns an den Schulweg der Physik und erklären, wie die Luftfeuchtigkeit, der Taupunkt und wie sie gemessen werden.

Die primäre Ziel physikalischen Parameter sind die absolute (tatsächlich) Feuchtigkeit - Massenkonzentration (Gehalt) von gasförmigem Wasser (das verdampfte Wasser, Wasserdampf) in der Luft, beispielsweise die Anzahl von kg Wasser, die in einem Kubikmeter Luft verdampft wird (genauer gesagt, in einem Kubikmeter des Raumes). Wenn der Wasserdampf in der Luft klein ist, ist die Luft trocken, wenn viel nass ist. Aber was bedeutet es viel? Zum Beispiel, 0,1 kg Wasserdampf in einem Kubikmeter Luft - ist es viel? Und nicht viel und nicht wenig, nur so viel und nichts mehr. Aber wenn Sie fragen, ob viel - 0,1 kg Wasserdampf in einem Kubikmeter Luft bei einer Temperatur von 40 ° C, dann können wir definitiv sagen, dass viel, so viel, dass nie passiert.

Tatsache ist, dass man Wasser nicht so viel verdunsten kann, wie man möchte, denn unter normalen Badbedingungen ist Wasser immer noch eine Flüssigkeit, und nur ein sehr kleiner Teil seiner Moleküle tritt aus der flüssigen Phase durch die Grenzfläche in die Gasphase aus. Lassen Sie uns dies am Beispiel des gleichen konventionellen Modells des türkischen Bades erläutern - ein Modellgefäß ("Töpfe"), dessen Boden (Boden), dessen Wände und der Deckel (Decke) die gleiche Temperatur haben. In der Technik wird ein solches isothermes Gefäß als Thermostat (Ofen) bezeichnet.

Wir gießen Wasser auf den Boden des Modellgefäßes (auf dem Fußboden) und ändern die Temperatur, um die absolute Feuchtigkeit der Luft bei verschiedenen Temperaturen zu messen. Es scheint, dass mit steigender Temperatur die absolute Feuchtigkeit der Luft schnell ansteigt, und wenn die Temperatur abnimmt, nimmt sie rasch ab (Abb. 23). Dies ist darauf zurückzuführen, dass mit steigender Temperatur die Anzahl der Wassermoleküle mit einer zur Überwindung der Energiebarriere des Phasenübergangs ausreichenden Energie rasch (exponentiell) ansteigt. Erhöhte Anzahl vergasbare ( „Verdampfen“) Molekül führt zu einer Erhöhung der Menge (Akkumulation) des Wassermoleküls in der Luft (zu erhöhten Mengen an Wasserdampf), die wiederum führt zu einer Erhöhung der Zahl der Wassermoleküle neu „flektieren“ in Wasser (fluidisierenden). Wenn die Vergasungsrate von Wasser mit der Verflüssigungsrate von Wasserdampf verglichen wird, stellt sich ein Gleichgewicht ein, das durch die Kurve in Abb. nichts passiert, verdampft und kondensiert nichts nichts, in der Tat, tatsächlich vergast (und dann Fluidisieren) Tonnen Wasser 23. Es ist wichtig zu beachten, dass in einem Gleichgewichtszustand, wenn es, dass im Bad scheint (und Wasserdampf jeweils). In Zukunft werden wir jedoch die Verdampfung als den resultierenden Effekt ansehen - den Überschuß der Vergasungsrate gegenüber der Verflüssigungsrate, wenn die Menge an Wasser tatsächlich abnimmt und die Menge an Wasserdampf tatsächlich zunimmt. Wenn die Verflüssigungsgeschwindigkeit die Vergasungsrate übersteigt, wird ein solcher Vorgang als Kondensation bezeichnet.

Die Werte der absoluten Gleichgewichtsluftfeuchtigkeit werden Dichte von gesättigtem Wasserdampf genannt und sind die maximal mögliche absolute Feuchtigkeit von Luft bei einer gegebenen Temperatur. Wenn die Temperatur ansteigt, beginnt das Wasser zu verdampfen (um sich in ein Gas zu verwandeln), was zu einer erhöhten Dichte von gesättigtem Dampf führt. Durch die Reduzierung sinkt die Temperatur der Kondensation von Wasserdampf oder eine Kühlwand in Form von feinen Tau (dann in größere Tröpfchen verschmelzen und in der Form von Strömen fließen) oder in der Masse der Kühlluft in der Form von feinem Nebel von weniger als 1 Mikron (auch in Form von "Dampflokale").

Abb. 23. Die absolute Luftfeuchtigkeit der Luft erfolgt über Wasser unter Gleichgewichtsbedingungen (Sättigungsdampfdichte) und der entsprechende Sättigungsdampfdruck p0 bei unterschiedlichen Temperaturen. Gepunktete Pfeile - Definition des Taupunktes Tp für einen beliebigen Wert der absoluten Feuchte d.

So ist bei einer Temperatur von 40 ° C die Gleichgewichts-absolute Luftfeuchtigkeit über Wasser unter isothermen Bedingungen (gesättigte Dampfdichte) 0,05 kg / m 3. Umgekehrt wird für eine absolute Feuchte von 0,05 kg / m 3 eine Temperatur von 40 ° C als Taupunkt bezeichnet, da bei dieser absoluten Feuchte und bei dieser Temperatur Tau entsteht (bei sinkender Temperatur). Mit dem Tau wissen sie alles von den beschlagenen Gläsern und Spiegeln in den Badezimmern. Die absolute Luftfeuchtigkeit bestimmt eindeutig (gemäß dem Diagramm in 23) den Taupunkt der Luft und umgekehrt. Beachten Sie, dass der Taupunkt von 37 ° C, der der normalen Temperatur des menschlichen Körpers entspricht, einer absoluten Luftfeuchtigkeit von 0,04 kg / m 3 entspricht.

Jetzt betrachten wir den Fall, in dem die thermodynamische Gleichgewichtsbedingung verletzt wird. Zum Beispiel wurde zuerst das Modellgefäß zusammen mit dem darin enthaltenen Wasser und der Luft auf 40 ° C erwärmt und nahm dann rein hypothetisch an, dass die Temperatur der Wände, des Wassers und der Luft plötzlich stark auf 70 ° C anstieg. Erstens haben wir eine absolute Feuchtigkeit von 0,05 kg / m 3, was der gesättigten Dampfdichte bei 40 ° C entspricht. Nachdem die Lufttemperatur auf 70 ° C angestiegen ist, sollte die absolute Luftfeuchtigkeit allmählich auf eine neue gesättigte Dampfdichte von 0,20 kg / m 3 aufgrund der Verdampfung einer zusätzlichen Wassermenge ansteigen. Und während der gesamten Verdampfung wird die absolute Feuchtigkeit der Luft unter 0,20 kg / m 3 liegen, aber sie wird ansteigen und einen Wert von 0,20 kg / m 3 erreichen, was früher oder später bei 70 ° C festgestellt wird.

Solche Ungleichgewichtsregimes des Übergangs von Luft von einem Zustand zu einem anderen werden mit Hilfe des Konzepts der relativen Feuchtigkeit beschrieben, dessen Wert berechnet wird und gleich dem Verhältnis der gegenwärtigen absoluten Feuchtigkeit zur gesättigten Dampfdichte bei der gegenwärtigen Lufttemperatur ist. Somit haben wir zu Beginn eine relative Feuchte von 100% bei 40 ° C. Dann, mit einem starken Anstieg der Lufttemperatur auf bis zu 70ºC, fiel die relative Feuchtigkeit der Luft stark auf 25% ab, wonach sie aufgrund der Verdampfung wieder auf 100% anstieg. Da das Konzept der gesättigten Dampfdichte ohne Temperatur bedeutungslos ist, ist das Konzept der relativen Feuchtigkeit auch bedeutungslos, ohne die Temperatur zu spezifizieren. Somit entspricht die absolute Luftfeuchtigkeit von 0,05 kg / m 3 einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% bei einer Lufttemperatur von 40 ° C und 25% bei einer Lufttemperatur von 70 ° C. Die absolute Feuchtigkeit der Luft ist eine Menge reiner Masse und erfordert keine Bindung an irgendeine Temperatur.

Wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Luft Null ist, dann ist absolut kein Wasserdampf in der Luft (absolut trockene Luft). Wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100% beträgt, ist die Luft so feucht wie möglich, die absolute Feuchtigkeit der Luft ist gleich der Dichte des gesättigten Dampfes. Beträgt die relative Luftfeuchtigkeit zum Beispiel 30%, so bedeutet dies, dass nur 30% des Wassers in der Luft verdampfen, die bei dieser Temperatur prinzipiell in der Luft verdunstet, aber noch nicht verdampft ist (oder bis sie aus einem Grund verdampft werden kann) Mangel an flüssigem Wasser). Mit anderen Worten, der numerische Wert der relativen Feuchtigkeit der Luft zeigt an, ob das Wasser verdunsten kann und wie viel es verdampfen kann, das heißt, die relative Feuchtigkeit der Luft charakterisiert tatsächlich die potentielle Feuchtigkeitskapazität der Luft. Wir betonen, dass der Begriff "relativ" die Masse des Wassers in der Luft nicht auf die Luftmasse, sondern auf den maximal möglichen Massengehalt des Wasserdampfes in der Luft bezieht.

Was aber passiert, wenn im Schiff keine einheitliche Temperatur herrscht? Zum Beispiel wird der Boden (Boden) eine Temperatur von 70 ° C haben, und der Deckel (Decke) ist nur 40 ° C. Dann kann ein einziges Konzept der Sättigungsdampfdichte und der relativen Feuchtigkeit nicht eingeführt werden. Am Boden des Behälters steigt die absolute Feuchtigkeit der Luft auf 0,20 kg / m 3, während sie an der Decke auf 0,05 kg / m 3 sinkt. In diesem Fall verdampft das Wasser am Boden, und der Wasserdampf wird an der Decke kondensieren und dann in Form eines Kondensats nach unten abfließen, insbesondere in den Boden des Gefäßes. Solch ein Nichtgleichgewichtsprozess (aber vielleicht ziemlich stabil in der Zeit, dh stationär) wird in der Industrie durch Destillation genannt. Dieser Vorgang ist typisch für echte türkische Bäder, in denen der Tau an der kalten Decke ständig kondensiert. Daher machen türkische Bäder notwendigerweise gewölbte Decken mit Rinnen (Rillen) für die Ableitung von Kondensat.

Nichtgleichgewicht kann in vielen anderen (und praktisch allen realen) Fällen auftreten, insbesondere bei Gleichheit aller Temperaturen, jedoch bei Wasserknappheit. Wenn also während der Verdampfung das Wasser am Boden des Gefäßes verschwindet (verdampft), wird es keine weitere Verdampfung geben und die absolute Feuchtigkeit wird auf dem gleichen Niveau fixiert. Es ist klar, dass es in diesem Fall bei erhöhten Temperaturen nicht gelingt, eine relative Feuchtigkeit von 100% zu erreichen, was ein nützlicher Faktor ist, insbesondere um eine Trockensauna oder einen leichten Dampf in einem russischen Bad zu erhalten. Wenn wir aber anfangen, die Temperatur abzusenken, wird bei einer bestimmten niedrigeren Temperatur, Taupunkt genannt, wieder Wasser an den Wänden des Gefäßes als Kondensat erscheinen. Am Taupunkt ist die relative Luftfeuchtigkeit immer 100% (genau definiert durch den Taupunkt).

Grundsätzlich Kondensation bei niedriger Temperatur geschaffen, in der Industrie, eine Vorrichtung zur Bestimmung des Taupunktes in Gasen bekannt. Die Glaskammer, durch die bei einer niedrigen Geschwindigkeit Testgas geleitet wird, ist eine polierte Metalloberfläche montiert ist, die sich langsam abgekühlt wird (Abb. 24). Zum Zeitpunkt des Tauziehens (Fogging) wird die Oberflächentemperatur gemessen. Diese Temperatur wird auch als Taupunkt genommen. Eine genaue Bestimmung des Auftretens von Tau ist möglich, nur mit einem Mikroskop, da der Tau in der primären Moment fällt sehr klein ist. Die Kühlung der Oberfläche erfolgt durch die Auswahl von Wärme durch ein flüssiges Kühlmittel oder auf andere Weise. Die Temperatur der Oberfläche, auf der der Tau fällt, wird mit einem beliebigen Thermometer, vorzugsweise Thermoelement, gemessen. Das Prinzip des Betriebes der Vorrichtung wird deutlich, wenn an einem kalten Spiegel „atmen“, vor allem von einem kalten in einen warmen Raum gebracht - als Heizspiegel Beschlagen stetig zurückgegangen ist, und dann ganz aufhört.

All dies bedeutet, dass bei Temperaturen über dem Taupunkt der Oberfläche immer trocken ist, und wenn das Wasser noch speziell gießt, ist es sicher zu verdampfen, trocknet die Oberfläche. Und bei einer Temperatur unter dem Taupunkt der Oberfläche ist immer feucht, und wenn die Oberfläche noch künstlich getrocknet (wischen), das Wasser unmittelbar darauf dort „von selbst“ in dem Sinne, dass sie in Form von Luft Tau (Kondensation) landen wird.

Abb. 24. Das Prinzip der Instrumenteinrichtung, um genau die Taupunkttemperatur des Gases zu bestimmen. 1 - polierte Metalloberfläche für die Beobachtung Des Auftreten von Tautröpfchen 2 - Metallkörper, 3 - Glas, 4 - Einlass und das Gasauslass Strom, 5 - Mikroskop, 6 - Hintergrundbeleuchtung, 7 - Thermometer-Thermoelement mit einem Übergang von einem Thermoelement in der unmittelbaren Nähe installiert eine polierte Oberfläche, 8 - die Schale mit gekühltem Fluid (beispielsweise verschoben vodospirtovoy mit festem Kohlendioxid - Trockeneis), 9 - Kopplungs Glas.

Eine völlig andere Situation tritt auf, wenn die Oberfläche porös ist (Holz, Keramik, Zement, Sand, Faser und r. N.). Poröse Materialien sind dadurch gekennzeichnet, daß sie Hohlräume aufweisen, die mit Hohlräumen Form von Kanälen mit einer kleinen Querabmessung (Durchmesser) von bis zu 1 Mikrometer oder sogar weniger aufweisen. Die Flüssigkeit in diesen Kanälen (Kapillaren Poren) verhält sich anders als nicht-poröse Oberflächen oder in den Kanälen mit einer großen Querabmessung. Wenn die Kanaloberfläche mit Wasser benetzt wird, wird das Wasser von der Oberfläche tief in das Material absorbiert und dann verdampfen, wie jeder weiß, wird es schwierig sein. Und wenn die Oberfläche nicht durch Wasserkanäle benetzt wird, wird die Wassertiefe des Materials nicht absorbiert wird, und selbst wenn es speziell „injizieren“ tief in das Material (z.B. Spritze), ist es immer noch gezwungen (verdampft) nach außen. Dies geschieht, weil benetzbar Kapillaren konkave Meniskusfläche der Flüssigkeit und die Oberflächenspannungskräfte ausgebildet ist, die Flüssigkeit in die Kapillare ziehen (Fig. 25). Die feineren Kapillaren, desto stärker wird die Flüssigkeit, mit der Höhe der Flüssigkeitssäule in dem kapillaren Anstieg aufgrund der Oberflächenspannungskräfte können Dutzende von Metern sein absorbieren. Daher wird nach und nach dem Einweichen Flüssigkeit über das gesamte Volumen des porösen Materials verteilt, das verwendet wird, um Futter Bäume Lösungen von crown Wurzeln in den Blättern zu liefern.

Abb. 25. Darstellung der Eigenschaften eines porösen Materials, dargestellt als ein Satz von Kanälen (Kapillaren, Poren) unterschiedlicher Querabmessungen d (Durchmesser). 1 - Substrat ist nicht porös, 2 - verschüttetes Wasser auf dem Substrat 3 - Kapillaren poröse Material für die Absaugung infolge die Oberflächenspannung F Wasser mit dem Substrat auf die größere Höhe als dünnere Kapillare (Nennquerabmessung „Kanal» d0 Wasser außerhalb der Kapillare gleich unendlich ). Je dünner die Kapillare, desto weniger Gleichgewichtswasserdampfdruck (Gleichgewichts- absolute Feuchtigkeit, Dampfdichte), wodurch Wasserdampf auf dem Substrat an der Wasseroberfläche erzeugt wird, kondensiert auf der Oberfläche des Wassers in der Kapillare (Bewegung Dampf durch den gestrichelte Zwei Pfeil gezeigt 4 - dieses Phänomen der Befeuchtung eines porösen Materials mit Wasserdampf aus der Luft wird Hygroskopizität genannt.

Poröse Materialien haben ein weiteres wichtiges Merkmal, aufgrund der Tatsache, dass die Dichte des gesättigten Wasserdampfs oberhalb der konkaven Fläche kleiner ist als über eine flache, ebene Oberfläche des Wassers, das heißt weniger als die Werte in Fig. Dies liegt daran, 23.es Wasserdampfmolekül wird häufig fliegen zu einem kompakten (flüssig) Wasser mit einer konkaven Meniskus (als mehr „umgeben“ compact Wasseroberfläche), und der Luft in Wasserdampf abgereichert. All dies führt dazu, dass Wasser aus einer ebenen Oberfläche verdampft und in Kapillaren mit benetzbaren Wänden im porösen Material kondensiert. Diese Eigenschaft eines porösen Materials, das von feuchter Luft befeuchtet wird, wird als Hygroskopizität bezeichnet. Es ist klar, dass früher oder später die gesamte Wasser mit nicht-porösen Oberflächen „perekondensiruetsya“ Kapillaren in dem porösen Material. Dies bedeutet, dass, wenn nicht-poröse Materialien trocken sind, dies nicht bedeutet, dass die porösen Materialien unter diesen Bedingungen ebenfalls trocken sind.

Somit können poröse Materialien selbst bei niedriger Luftfeuchtigkeit (zum Beispiel bei einer relativen Feuchtigkeit von 20%) befeuchtet werden (sogar bei einer Temperatur von 100 ° C). Also, Holz ist porös, deshalb bei der Lagerung in einem Lagerhaus in irgendeiner Weise kann absolut trocken nicht werden, wie viel Zeit es nicht getrocknet hat, und kann nur "Luft-trocken" sein. Um absolut trockenes Holz zu erhalten, muss es auf möglichst hohe Temperaturen (120-150 ° C und darüber) mit möglichst niedriger Luftfeuchtigkeit (0,1% und niedriger) erhitzt werden.

Die lufttrockene Feuchtigkeit des Holzes wird nicht durch die absolute Feuchtigkeit der Luft bestimmt, sondern durch die relative Luftfeuchtigkeit der Luft bei einer bestimmten Temperatur. Diese Abhängigkeit ist nicht nur typisch für Holz, sondern auch für Ziegel, Putze, Fasern (Asbest, Wolle usw.). Die Fähigkeit von porösen Materialien, Wasser aus der Luft aufzunehmen, wird als "atmen" bezeichnet. Die Fähigkeit zu "atmen" entspricht der Hygroskopizität. Dieses Phänomen wird in Abschnitt 7.8 ausführlicher erörtert.

Einige organische poröse Materialien (Fasern) können sich in Abhängigkeit von ihrem eigenen Feuchtigkeitsgehalt erstrecken. Zum Beispiel können Sie auf einfachen Wollfaden und Platinen hängen, den Faden Befeuchten, stellen Sie sicher, dass der Faden verlängert wird, und dann das Trocknen wieder verkürzt werden. Dies ermöglicht es, durch Messen der Länge des Filaments den Feuchtigkeitsgehalt des Filaments zu bestimmen. Und da die Glühfaden durch die relative Feuchtigkeit der Luftfeuchtigkeit bestimmt wird, kann die Fäden in Längsrichtung bestimmt werden, und die relative Luftfeuchtigkeit (aber grob, mit einem gewissen Fehlern, die Erhöhung mit zunehmender Luftfeuchte). Nach diesem Prinzip arbeiten Haushaltshygrometer (Instrumente zur Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit), einschließlich des Badens (Abb. 26).

Abb. 26. Das Prinzip des Gerätehygrometers. 1 - hygroskopische Garnverstreckung (von natürlichem oder künstlichen Material) auf Benetzen fest an beiden Enden an der Einheit 2 zuzugeordnet - die Drahtstange mit einstellbarer Länge um das Instrument zu kalibrieren, 3 - die Drehachse die Vorrichtung des Pfeils 4 zeigt - Pfeile Hebel 5 - Zugfeder, 6 - Pfeil, 7 - Skala.

Beim Trocknen werden auch Holzfasern gekürzt. Dies erklärt die Auswirkungen der Veränderung der Form von Pflanzenzweigen und des Verziehens von Schnittholz während des Trocknens. Zahlreiche Entwürfe von selbstgebauten Dorfhygrometern basieren auf der Hygroskopizität von Holz (Abbildungen 27 und 28).

Somit benetzbar die konkave Oberfläche des Wassers in den Kapillaren spezifische Eigenschaften von porösen Materialien definieren (insbesondere Hygroskopizität und Änderung der mechanischen Eigenschaften). Nicht eine untergeordnete Rolle, und die konvexe Oberfläche des Wassers (Nichtbenetzung auf den flachen Oberflächen von Substraten und in die Kapillaren des nicht benetzenden) spielen, über den der Dampfdruck von Wasser als über flache und konkaven Oberflächen von Wasser. Dies bedeutet, dass das nicht-Benetzungsmaterial eine „trocken“ ist, als benetzbare Wasser aus nicht benetzbaren Material verdampft, und dann wird die Dämpfe kondensieren auf der benetzbar. Diese Aktion basiert auf der wasserabweisenden Imprägnierung von Holz nicht erlauben, nicht nur Flüssigkeit des Eindringen von Wasser in die Poren, sondern auch die Kondensation von Wasserdampf im Innern des Holzes. Konvexität von Wassertröpfchen in der Luft, erläutert eine leichte Verdampfung von Nebeln, sowie die Schwierigkeit, (wie mit dem Tau Vergleich) während seiner Bildung Unterkühlung feuchte Gase (insbesondere in den Bädern, in Wolken, in Wolken und so weiter. P.).

Abb. 27. Das einfachste hausgemachte Hygrometer aus einem getrockneten und oskurennoy Holzzweig. 1 - die Hauptflucht von beiden Seiten abgeschnitten und an die Wand (in der Ebene der Platte angeordnet ist) angebracht, 2 - Seitenspross 3-6 mm und eine Länge von 40-60 cm, 3 - Maßstab von einem lizenzierten abgestuft Hygrometer an der Wand und konstruiert hinterlegt (oder von Wetterberichten der Gegend). Bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit trocknet das Sprossholz aus, die Längsholzfaser 4 wird verkürzt und zieht den Seitentrieb von der Hauptspinne weg.

Abb. 28. Das einfachste selbstgemachte Hygrometer, basierend auf der Erhöhung der Masse von feuchtigkeitsspendendem Holz bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit. 1 - Strahl (Skalen), 2 - hinteres Gewinde 3 - Last von nicht-hygroskopischen Materialien (z.B. Metall), 4 - hygroskopische Ladung aus Holz (thin logs von Schnitt quer losen Lichtlindenholz-Typ oder Netz mit Sägemehl und Spänen). Durch die Erhöhung des timber ist befeuchteten relative Luftfeuchtigkeit und ist in Gewicht erhöht, was in der Richtung der hygroskopischen Güter auf die Neigung der Wippe führt.

Zusammenfassend stellen wir die Merkmale von Alltagskonzepten und Fachausdrücken im Zusammenhang mit feuchten Gasen fest. Zu vielen Amateure Bäder immer noch davon überzeugt sind, dass der Ofen russischen Bäder „Ausgabe“ mit „explosiven“ Opfern sind nicht dort vorhanden, Wasserdampf und Gassuspension (Staub) von kleinen Warmwasser-Teilchen, mit dem mikroskopisch kleinen Partikel von heißem Wasser und ist die gleiche «Leichter Dampf». Daher Anhänger dieser schönen Haus Theorie fallen schmerzlich eilen zwischen schierer Zweckdienlichkeit „Türkisch“ lang opfern, aber mäßig heiße Oberfläche des Bodens (dieser Theorie zu geben scheint, die meist „easy“ -Paare zu sein) und die „Brauchbarkeit“ der russischen Opfer in der relativ kleinen Fläche von erhitzten Steinen. Gemäß dieser Theorie und Clubs „weiß“ von Dampf aus dem Kessel vorgelegt Primärakt „Verdunstung“ Wasser in einem Kessel. diese groben Teilchen „weiß“ Paar „verdampfen“ (angeblich distanziert) schon wieder mit der Bildung von mikroskopisch kleinen Partikeln von unsichtbarem Wasser Auge Als nächstes. Klar, all diese Überlegungen zur Ignoranz Theorie molekularer Substanzen zurückzuführen sind, und damit die Unfähigkeit kondensiertes Wasser in Form eines Satz vzaimoprityagivayuschihsya Moleküle, aus denen zu konzipieren, die Barriere zu überwinden, in die Luft entweichen trennt energischsten Wassermoleküle (in der Lage, die „Bindung“ gegenseitige Anziehung zu brechen ), bilden nur Paare in Form von Gas.

In diesem Buch haben wir nicht die Möglichkeit, die vielen Haushalt (oft sehr klug, aber dicht) Präsentation, die so charakteristisch für die Bäder zu diskutieren. Dieses Buch bietet eine Einführung in die Physik, zumindest auf der Ebene des schulischen Lehrplans. Wir unterscheiden deutlich das kompakte, flüssige Wasser gegossen in das Gefäß aus dem dispergiert (fragmentiert) flüssigen Wasser in Form von großen Tropfen und Spritzer und / oder in Form von kleinen Tropfen - Aerosole (langsam in der Luft Versenkung) und / oder in Form von ultra-Nebeltröpfchen und Dunst (fast nicht in die Luft fallen). Das Wasser ist Dampf (Wasserdampf) - ist nicht Wasser oder Flüssigkeit (auch fein fragmentiert), und das Gas einzelne Wassermoleküle in dem Raum, und diese Wassermoleküle sind so weit voneinander entfernt, dass praktisch nicht voneinander angezogen (jedoch manchmal interagieren in Kollisionen entstehenden und aus diesem Grunde immer kombiniert werden kann - kondensiert bei niedrigeren Geschwindigkeiten molekulare Kollisionen). Moleküle Wasser (als Dampfbad) sind immer in einer Umgebung von Luftmolekülen, eine speziellen Formiergas - feuchte Luft, das heißt ein Gemisch aus Luft mit Wasserdampf (eine Mischung von Molekülen von Wasser, Stickstoff, Sauerstoff, Argon und anderen Bestandteilen, welche die Luft). Und wenn diese feuchte Luft heiß ist, wird sie in den Bädern "Dampf" genannt. Dissoziierte Wasserpaare werden dissoziierte Wassermoleküle H genannt2Über -> OH + H, gebildet bei einer Temperatur oberhalb von 2000 ° C. Bei noch höheren Temperaturen über 5000 ° C können verschiedene ionisierte Wasserdampf H2O -> OH - + H + = OH - + H3O + = OH + H + + e Ionisation kann auch bei niedrigen Dampftemperaturen auftreten, jedoch unter Elektronen- oder Ionenbestrahlung, beispielsweise bei einer Glimm- oder Koronaentladung in Luft.

Wasserdampf, sowie jedes Gas (oder jeder Dampf, beispielsweise Benzin Verdampfungs-), unsichtbar, und die Trübung nicht Gas ist, und die kleinen Wassertröpfchen streuen Licht und sehen in einem weißen „Rauch“. Jeden Tag können wir sehen, wie aus dem Kessel oder unter dem Deckel der Pfanne des Wasserdampf kommt in der Luft abgekühlt. Nach dem Kessel verlass er ersten unsichtbaren (als ein Gas), wird er nach und nach in dem Ausguss abgekühlt der Wasserkocher Nebelstrahl zu kondensieren und werden beginnt ( „clubs Paar“). Dann Nebeltröpfchen mit Luft gemischt und, wenn sie ausreichend trocken sind (das heißt, in der Lage, Feuchtigkeit zu nehmen) wieder eingedampft und „verschwinden“. Im Badstandzeiten Brach verstehen es in der Regel richtig unsichtbar Wasserdampf in der Luft, Dampf einschließlich sich die heiße feuchte Luft in einem Bad „in dem überhitzten Dampfbad“ oder wird als „kalte Dampfbad.“ Nebel in der Badewanne in Form von "Dampfschlägern" ist ein unerwünschtes Phänomen. Der Nebel durch Volley Eindringen von Kaltluft durch die Falltür im nassen Bad gebildet wird, sowie Opfer in ausreichend gewärmt Gesteinen bei niedrigeren Temperaturen in einem Luftbad (die gleiche Weise wie ein Nebel am Austritt von Dampf aus dem Kessel gebildet ist). In jedem Fall kann die Bildung von Nebel aus der Erhöhung der Dampftemperatur verhindert werden, und die Temperaturerhöhung und Abnahme der Luftfeuchtigkeit, die paarweise erhält (vgl. Abschnitt 7.5). Wenn das Bad Nebel zu sehen ist, dann sagen wir, dass Paare in einem „rohen“ Bad (siehe. Abschnitt 7.6). Wenn am Eingang zu den Bädern fühlt Person Feuchtigkeit (Schweiß) und Gläser beschlagen, dann sagen wir, dass das Paar „nass“, und wenn die Person fühlt sich nicht die Feuchtigkeit -. Ein Paar „trocken“ zu sagen, trocken, feucht oder feuchte Luft Natürlich kann der Dampf selbst (als Gas), trocken, feucht oder feucht nicht richtig sein. In dem oft verwendeten Jargon technische Begriffe „wet“ oder „nasse“ steam Klempner, wenn es, dass in der Hauptdampfleitung zu klären gewünscht wird (beispielsweise wird Dampf direkt in den Dampfraum Ort Bad geliefert) dort kondensiertes Wasser ist (einschließlich in Form eines Nebels). „Trockene“ Die Begriffe „überhitzt“ oder „sharp“ paarweise verwendet werden, wenn das Hauptdampfleitungsrohr in trockenen, und der Dampf im Innern des Rohres nicht Nebel enthält. Daher ist die Terminologie völlig anders, so dass manchmal zusätzliche Erklärungen erforderlich sind. Die Terminologie von Wissenschaft, Beruf und Haushalt fällt in der Regel nicht zusammen.