Absolute und relative Luftfeuchtigkeit. Taupunkt

Nachdem wir die Probleme der Verdampfung und Kondensation sowie die Existenz von gesättigtem Dampf betrachtet haben, werden wir das Konzept von Luftfeuchtigkeit und das Gerät von Geräten zu seiner Messung.

Für eine gute Gesundheit und menschlichen normalen Verlauf der technologischen Prozesse (Bäckerei und Textilherstellung, Elektronik, etc.). Indifferent Luftfeuchtigkeit. Wenn es wenig Wasserdampf enthält, ist es ein Gefühl von Trockenheit im Mund erzeugt, unsere „elektrifizierte“ Kleidung und halten Sie sich an den Körper, verwelken die Blüten schnell, schnell trockenes Brot, Gemälde und Objekte aus Holz „knacken“ und knacken bekommen. Im Gegenteil, wenn der in der Luft enthaltene Dampf sehr nahe der Sättigung ist (siehe § 7-k), dann tritt bei dem geringsten Temperaturabfall seine Kondensation auf, und alle Objekte werden mit Feuchtigkeitströpfchen bedeckt sein.

Folglich besteht die Notwendigkeit, eine neue physikalische Größe einzuführen, die die Feuchtigkeit der Luft kennzeichnet. Es wird zeigen, wie viel Dampf in der Luft in der Nähe der Sättigung ist:

$ varphi $ - relative Luftfeuchtigkeit,%
$ rho $ - Dampfdichte zu einem bestimmten Zeitpunkt, kg / m 3
$< ho>_<нас>$ Ist die gesättigte Dampfdichte, kg / m 3

Relative Luftfeuchtigkeit zeigt den prozentualen Prozentsatz der Dichte des in der Luft vorhandenen Wasserdampfs in der Dichte des gesättigten Wasserdampfes bei gleicher Temperatur.

Das einfachste Instrument zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit ist Haarhygrometer. Als ein Detail, das empfindlich auf Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit reagiert, sollte ein fettfreies menschliches Haar (1) verwendet werden. Sie wird an der Oberseite des Geräts (2) befestigt, um die Rolle (3) gewickelt und durch speziell ausgewählte Gewichte (4) gezogen. Ein Pfeil (5) ist an der Walze angebracht. Es ist bemerkenswert, dass sich das gestreckte Haar proportional zur Zunahme der relativen Feuchtigkeit und während des Drehens der Walze entlang des Pfeils erstreckt. Auf der Skala wird sofort der numerische Wert der relativen Luftfeuchtigkeit in Prozent angezeigt.

Betrachten Sie nun das Gerät und das Funktionsprinzip Psychrometer - genaueres Instrument zur Messung der Luftfeuchtigkeit. Psychrometer hat zwei Thermometer: trocken und nass. Sie werden so genannt, weil das Ende eines der Thermometer in der Luft ist, und das Ende des zweiten ist mit einem Stück Gaze gebunden, in Wasser eingetaucht (siehe Abbildung). Die Verdampfung von Wasser von der Oberfläche der Gaze führt zu einer Abnahme der Temperatur. Das zweite, "trockene" Thermometer zeigt die übliche Lufttemperatur an. Die vom Psychrometer gemessenen Werte der Psychrometer können gemäß Tabelle in die relative Luftfeuchtigkeit umgerechnet werden (siehe unten).

Betrachten wir ein Beispiel. Nehmen wir an, die Raumtemperatur beträgt 20 ° C und ein feuchtes Thermometer 15 ° C. Das heißt, der Unterschied in den Ablesungen der Thermometer beträgt 5 ° C. In der Tabelle in der Zeile "20" gehen wir zur Spalte "5". Wir lesen dort die Nummer: 59. Folglich ist die relative Luftfeuchtigkeit in dem Raum, in dem das Psychrometer hängt, genau 59%.

Wenn in der Luft, wo es ein Psychrometer ist, gibt es wenig Wasserdampf ist, geht intensiv mit der Verdampfung von der Oberfläche der Gaze. Nach der Formel Q = rm (siehe. § 6 g), es verbraucht Wärme "genommen" durch das Wasser auf der Gaze, und es wird durch die Formel $ Q abgekühlt = C cdot m cdot Delta t ^ o $ (vgl. § 6-c). Daher Ein feuchtes Thermometer zeigt eine niedrigere Temperatur als ein trockenes. Wenn die Luft so feucht ist, dass der darin enthaltene Wasserdampf gesättigt ist, wird die Wasseroberfläche nicht verdampft. Folglich zeigen beide Thermometer gleiche Temperaturen und dies bedeutet, dass die relative Luftfeuchtigkeit 100% beträgt.

Überprüfe, wie du das Material gelernt hast:

  1. Der Zweck dieses Abschnitts ist zu prüfen.
  2. Feuchtigkeit ist nicht nur für die menschliche Gesundheit wichtig, sondern auch für.
  3. Warum ist es wichtig, dass der in der Luft enthaltene Wasserdampf nicht (fast) gesättigt ist?
  4. Die von uns eingeführte neue physikalische Größe soll zeigen,.
  5. Die relative Feuchte wird berechnet durch das Verhältnis der Dichte von Wasserdampf in der Luft zu.
  6. Der Haarhygrometer ist.
  7. Die Änderung der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft im Hygrometer reagiert.
  8. Das Hygrometer erlaubt (kann) die relative Luftfeuchtigkeit zu messen, da.
  9. Die Bequemlichkeit der Verwendung eines Hygrometers zum Messen der Feuchtigkeit ist, dass es ein Pfeil ist.
  10. Anstelle eines Hygrometers wird oft ein Psychrometer in Qualität verwendet.
  11. Warum zeigt das richtige Thermometer eines Psychrometers normalerweise eine niedrigere Temperatur?
  12. Eine speziell gestaltete sogenannte psychrometrische Tabelle wird verwendet.
  13. Wenn die Lufttemperatur im Raum 30 ° C und bei einem feuchten Thermometer 25 ° C beträgt, dann.
  14. Unter welchen Bedingungen geht die Verdunstung von Wasser von der Oberfläche der Gaze schnell vonstatten?
  15. Nasse Gaze und damit das richtige Thermometer werden gekühlt, weil.
  16. Unter welchen Bedingungen zeigen beide Thermometer gleiche Temperaturen?

Archiv / Skript vom 04.04.12 - Kopie / AIR MOISTURE 10

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.

Relative Luftfeuchtigkeit

Relative Luftfeuchtigkeit - das Verhältnis des Partialdrucks von Wasserdampf im Gas (hauptsächlich in Luft) zum Gleichgewichtsdruck von gesättigtem Dampf bei einer gegebenen Temperatur.

Inhalt

Absolute Luftfeuchtigkeit

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

Relative Luftfeuchtigkeit

Äquivalente Definition ist das Verhältnis des Massenanteils 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 (siehe Grafik). 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 ep :


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

Der gesättigte 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 eine trockene. Sein Tank ist in einen mit Wasser angefeuchteten Stoff eingewickelt, der ihn verdunstet und 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. 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.

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

Referenzen

  1. ↑ Perry, R.H. und Green, D. W., Perrys Chemical Engineers 'Handbook (7. Auflage),

Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie sich die "relative Luftfeuchtigkeit" in anderen Wörterbüchern an:

Relative Luftfeuchtigkeit - das Verhältnis der Elastizität von Wasserdampf, d. h. der Partialdruck von Wasserdampf, der in der Luft enthalten ist, zu der Elastizität von gesättigtem Dampf bei der gleichen Temperatur. Es wird in Prozent ausgedrückt, gemessen von Psychrometern und Hygrometern. Bequeme Verwandte...... Seefahrtswörterbuch

Relative Luftfeuchtigkeit - 1.7. Relative Luftfeuchtigkeit% Quelle: TSN 23 338 2002: Energie... Glossar der Begriffe der normativen und technischen Dokumentation

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relative Luftfeuchtigkeit - santykinis oro drėgnis statusas T sritis CHEMIJA apibrėžtis Ore esančių vandens garu ir sočiųjų vandens garu slėgių toje pačioje temperatūroje santykis (%). atitikmenys: angl. relative Luftfeuchtigkeit rus. Relative Luftfeuchtigkeit... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

relative Luftfeuchtigkeit - oro drėgnis (visos oro masės atžvilgiu) Status als T sritis fizika atitikmenys: angl. relative Luftfeuchtigkeit; relative Luftfeuchtigkeit vok. relative Luftfeuchte, f; relative Luftfeuchtigkeit, f rus. relative Luftfeuchtigkeit, f pranc....... Fizikos terminų žodynas

relative Luftfeuchtigkeit - santykinė oro drėgmė (sočiųjų garų atžvilgiu) Status als T sritis fizika atitikmenys: angl. relative Luftfeuchtigkeit vok. relative Luftfeuchtigkeit, f rus. relative Luftfeuchtigkeit, F pranc. humidité relative de l'air,... Fizikos terminų žodynas

relative Luftfeuchtigkeit - santykinis oro drėgnis statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Ore esančių vandens garu ir sočiųjų vandens garu slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. atitikmenys: angl. relative Luftfeuchtigkeit vok. relativ...... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

relative Luftfeuchtigkeit - santykinis oro drėgnis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Ore esančių vandens garu ir sočiųjų vandens garu slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. atitikmenys: angl. relative Luftfeuchtigkeit vok. relativ...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminu žodynas

RELATIVE LUFTFEUCHTIGKEIT - siehe "Luftfeuchtigkeit in der Luft"... Wörterbuch "Agricultural Encyclopedic"

Luftfeuchtigkeit

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Denken Sie daran, was Dampf ist und was seine Haupteigenschaften sind.
Kann man Luft als Gas betrachten?
Sind die Gesetze des idealen Gases auf Luft anwendbar?

Wasser nimmt etwa 70,8% der Erdoberfläche ein. Lebende Organismen enthalten 50 bis 99,7% Wasser. Bildlich gesprochen sind lebende Organismen belebtes Wasser. In der Atmosphäre gibt es etwa 13-15 Tausend km3 Wasser in Form von Tropfen, Schneekristallen und Wasserdampf. Atmosphärischer Wasserdampf beeinflusst das Wetter und das Klima der Erde.

Wasserdampf in der Atmosphäre.

Der Wasserdampf in der Luft ist trotz der riesigen Oberfläche der Ozeane, Meere, Seen und Flüsse noch lange nicht gesättigt. Die Bewegung der Luftmassen führt dazu, dass an einigen Stellen unseres Planeten in diesem Moment die Verdunstung von Wasser über Kondensation herrscht, während in anderen, im Gegenteil Kondensation herrscht. Aber in der Luft gibt es fast immer eine gewisse Menge Wasserdampf.

Der Gehalt an Wasserdampf in der Luft, d.h. sein Feuchtigkeitsgehalt, kann durch verschiedene Mengen charakterisiert werden.

Die Dichte von Wasserdampf in der Luft wird genannt absolute Feuchtigkeit.

Die absolute Feuchtigkeit wird daher in Kilogramm pro Kubikmeter (kg / m 3) ausgedrückt.

Der Partialdruck von Wasserdampf.

Atmosphärische Luft ist eine Mischung aus verschiedenen Gasen und Wasserdampf. Jedes der Gase trägt zum Gesamtdruck bei, der von der Luft auf den darin befindlichen Körpern erzeugt wird.

Der Druck, der Wasserdampf erzeugen würde, wenn alle anderen Gase nicht vorhanden wären, wird genannt der Partialdruck von Wasserdampf.

Der Partialdruck von Wasserdampf wird als einer der Indikatoren für die Luftfeuchtigkeit genommen. Es wird in Druckeinheiten ausgedrückt - Pascal oder Millimeter Quecksilbersäule.

Da Luft eine Mischung von Gasen ist, wird der atmosphärische Druck durch die Summe der Partialdrücke aller Komponenten von trockener Luft (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid usw.) und Wasserdampf bestimmt.

Relative Luftfeuchtigkeit.

Der Partialdruck von Wasserdampf und absoluter Feuchte kann noch nicht beurteilt werden, wie nahe der Wasserdampf unter diesen Bedingungen der Sättigung ist. Die Intensität der Verdampfung von Wasser und der Verlust von Feuchtigkeit durch lebende Organismen hängen davon ab. Deshalb wird ein Wert eingeführt, der angibt, wie viel Wasserdampf bei einer bestimmten Temperatur nahe der Sättigung ist. relative Luftfeuchtigkeit.

Relative Luftfeuchtigkeit das Verhältnis des Partialdrucks p von in Luft enthaltenem Wasserdampf bei einer gegebenen Temperatur zu dem Druck pn. n Sattdampf bei gleicher Temperatur, ausgedrückt in Prozent:

Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt normalerweise weniger als 100%.

Wenn die Temperatur gesenkt wird, kann der Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft gleich dem Sättigungsdampfdruck werden. Der Dampf beginnt zu kondensieren und der Tau fällt ab.

Die Temperatur, bei der Wasserdampf gesättigt wird, wird genannt Taupunkt.

Durch den Taupunkt kann die relative Feuchtigkeit der Luft bestimmt werden.

Psychrometer.

Die Luftfeuchtigkeit wird mit Hilfe spezieller Geräte gemessen. Wir werden von einem von ihnen erzählen - Psychrometer.

Das Psychrometer besteht aus zwei Thermometern (Abbildung 11.4). Das Reservoir von einem von ihnen bleibt trocken, und es zeigt die Temperatur der Luft an. Das Reservoir des anderen ist von einem Stoffstreifen umgeben, dessen Ende in das Wasser gesenkt ist. Das Wasser verdunstet und dadurch kühlt das Thermometer ab. Je höher die relative Luftfeuchtigkeit ist, desto geringer ist die Verdunstung und die Temperatur des von einem feuchten Tuch umgebenen Thermometers liegt näher an der Temperatur eines Trockenthermometers.

Bei einer relativen Feuchtigkeit von 100% verdunstet das Wasser überhaupt nicht und die Messwerte beider Thermometer sind gleich. Durch die Temperaturdifferenz dieser Thermometer mit Hilfe von speziellen Tabellen ist es möglich, die Luftfeuchtigkeit zu bestimmen.

Der Wert der Feuchtigkeit.

Von der Feuchtigkeit hängt die Intensität der Verdampfung der Feuchtigkeit von der Oberfläche der menschlichen Haut ab. Und die Verdampfung von Feuchtigkeit ist von großer Wichtigkeit, um die Körpertemperatur konstant zu halten. In Weltraumfahrzeugen ist die relative Luftfeuchtigkeit (40-60%) für Menschen am günstigsten.

Was denkst du, unter welchen Bedingungen fällt der Tau aus? Warum ist vor einem regnerischen Tag am Abend kein Tau auf dem Rasen?

Es ist sehr wichtig, die Luftfeuchtigkeit in der Meteorologie zu kennen - in Verbindung mit der Vorhersage des Wetters. Obwohl die relative Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre relativ gering ist (etwa 1%), ist ihre Rolle bei atmosphärischen Phänomenen signifikant. Die Kondensation von Wasserdampf führt zur Bildung von Wolken und dem anschließenden Niederschlag. In diesem Fall wird eine große Menge Wärme freigesetzt. Umgekehrt wird bei der Wasserverdampfung Wärme absorbiert.

In der Weberei, Konditorei und anderen Industrien für den normalen Ablauf des Prozesses wird eine gewisse Menge an Feuchtigkeit benötigt.

Es ist sehr wichtig, das Regime der Feuchtigkeit in der Produktion von elektronischen Schaltungen und Geräten in der Nanotechnologie zu beobachten.

Bei der Aufbewahrung von Kunstwerken und Büchern muss die Feuchtigkeit auf dem erforderlichen Niveau gehalten werden. Bei einer hohen Luftfeuchtigkeit kann die Leinwand an den Wänden durchhängen, was zu einer Beschädigung der Lackschicht führen kann. Deshalb können Sie in Museen an den Wänden Psychrometer sehen.

Quelle: "Physik - Klasse 10", 2014, Lehrbuch Myakishev, Bukhovtsev, Sozki

Grundlagen der Thermodynamik. Thermische Phänomene - Physik, Lehrbuch für die 10. Klasse - Klassische Physik

Luftfeuchtigkeit

1. Relative Luftfeuchtigkeit

Auf der Erde gibt es viele offene Gewässer, von deren Oberfläche Wasser verdunstet: Ozeane und Meere nehmen etwa 80% der Erdoberfläche ein. Daher ist immer Wasserdampf in der Luft.

Es ist leichter als Luft, weil die Molmasse von Wasser (18 * 10 -3 kg mol -1) geringer ist als die Molmasse von Stickstoff und Sauerstoff, aus denen hauptsächlich Luft besteht. Daher steigt der Wasserdampf auf. Gleichzeitig dehnt es sich aus, weil in den oberen Schichten der Atmosphäre der Druck niedriger ist als an der Erdoberfläche. Dieser Vorgang kann näherungsweise als adiabatisch angesehen werden, da während der Zeit, in der er stattfindet, der Wärmeaustausch von Dampf mit der umgebenden Luft keine Zeit hat.

? 1. Erklären Sie, warum der Dampf abgekühlt ist.

Wie wir später sehen werden, beginnt Wasserdampf, wenn er auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt wird, die Taupunkt genannt wird, zu kondensieren und sammelt sich in winzigen Wassertröpfchen. So werden Wolken gebildet.

Sie fallen nicht, weil sie in den aufsteigenden Luftströmungen aufsteigen, wie Drachenflieger hängen (Abbildung 45.1). Wenn aber die Tröpfchen in den Wolken zu groß werden, beginnen sie zu fallen: Regen (Abbildung 45.2).

Der Gehalt an Wasserdampf in der Luft ist oft durch den Druck gekennzeichnet, den er ausüben würde, wenn keine anderen Gase vorhanden wären. Es wird der Partialdruck von Wasserdampf genannt. ("Teilweise" im Lateinischen bedeutet "teilweise".)

Wir fühlen uns wohl, wenn der Wasserdampfdruck bei Raumtemperatur (20 ° C) etwa 1,2 kPa beträgt.

? 2. Welcher Anteil (in Prozenten) ist der angezeigte Druck vom gesättigten Dampfdruck bei gleicher Temperatur?
Ein Hinweis. Verwenden Sie die Tabelle der Sättigungsdampfdruckwerte für verschiedene Temperaturwerte. Es wurde im vorherigen Abschnitt gegeben. Wir geben hier eine detailliertere Tabelle.


Sie haben nun die relative Luftfeuchtigkeit der Luft gefunden. Wir geben seine Definition.

Die relative Feuchtigkeit von Luft φ ist der Prozentsatz des Partialdrucks p von Wasserdampf, ausgedrückt als Prozentsatz des Drucks pHerr gesättigter Dampf bei gleicher Temperatur:

Komfortable Bedingungen für den Menschen entsprechen einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50-60%. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit deutlich geringer ist, scheint uns die Luft zu trocknen, und wenn mehr - nass. Wenn sich die relative Luftfeuchtigkeit 100% nähert, wird die Luft als roh wahrgenommen. Pfützen trocknen nicht aus, weil sich die Prozesse der Wasserverdampfung und der Kondensation von Dampf gegenseitig kompensieren.

So wird die relative Luftfeuchtigkeit von der Sättigung des Wasserdampfes in der Luft bestimmt.

Wenn die Luft mit einem ungesättigten Wasserdampf isothermisch komprimiert wird, werden sowohl der Luftdruck als auch der Druck des ungesättigten Dampfes zunehmen. Aber der Druck des Wasserdampfes wird nur steigen, bis er gesättigt ist!

Bei weiterer Verringerung des Volumens wird der Luftdruck weiter ansteigen, und der Wasserdampfdruck wird konstant sein - er wird gleich dem Sättigungsdampfdruck bei einer gegebenen Temperatur bleiben. Überschüssiger Dampf kondensiert, dh wird zu Wasser.

? 3. Im Gefäß unter dem Kolben befindet sich Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50%. Das Anfangsvolumen unter dem Kolben beträgt 6 Liter, die Lufttemperatur beträgt 20 ºС. Die Luft beginnt isotherm zu verdichten. Nehmen wir an, dass die Menge an Wasser, die aus Dampf gebildet wird, im Vergleich zum Volumen von Luft und Dampf vernachlässigt werden kann.
a) Wie ist die relative Luftfeuchtigkeit, wenn das Volumen unter dem Kolben 4 Liter beträgt?
(b) Bei welchem ​​Volumen unter dem Kolben wird der Dampf gesättigt?
c) Was ist die Anfangsmasse des Dampfes?
d) Wie oft wird die Dampfmasse abnehmen, wenn das Volumen unter dem Kolben gleich 1 Liter wird?
e) Wie viel Wasser wird kondensiert?

2. Wie hängt die relative Luftfeuchtigkeit von der Temperatur ab?

Betrachten wir, wie sich der Zähler und der Nenner in Formel (1), der die relative Feuchtigkeit der Luft bestimmt, mit steigender Temperatur ändern.
Im Zähler steht der Druck von ungesättigtem Wasserdampf. Es ist direkt proportional zur absoluten Temperatur (daran erinnern, dass der Wasserdampf gut durch die Zustandsgleichung eines idealen Gases beschrieben wird).

? 4. Wie stark steigt der Druck des ungesättigten Dampfes mit steigender Temperatur von 0 ° C auf 40 ° C?

Jetzt sehen wir, wie sich der Sättigungsdampfdruck im Nenner gleichzeitig ändert.

? 5. Wie oft steigt der Druck von gesättigtem Dampf mit steigender Temperatur von 0 ° C bis 40 ° C?

Die Ergebnisse dieser Aufgaben zeigen, daß der Sättigungsdampfdruck bei Temperaturerhöhung wesentlich schneller ansteigt als der Druck des ungesättigten Dampfes, so daß die durch Formel (1) bestimmte relative Luftfeuchte mit steigender Temperatur rasch abnimmt. Wenn die Temperatur gesenkt wird, erhöht sich dementsprechend die relative Feuchtigkeit. Im Folgenden werden wir das genauer betrachten.

Wenn die nächste Aufgabe ausgeführt wird, helfen Ihnen die ideale Gasgleichung und die obige Tabelle.

? 6. Bei 20 ° C betrug die relative Luftfeuchtigkeit 100%. Die Lufttemperatur stieg auf 40 ° C und die Wasserdampfmenge blieb unverändert.
a) Was war der Anfangsdruck von Wasserdampf?
(b) Was ist der Enddruck von Wasserdampf?
c) Wie hoch ist der Sättigungsdampfdruck bei 40 ° C?
d) Wie ist die relative Luftfeuchtigkeit der Luft im Endzustand?
e) Wie wird diese Luft vom Menschen wahrgenommen? Wie trocken oder wie nass?

? 7. An einem nassen Herbsttag ist die Temperatur auf der Straße 0 ºС. Die Raumtemperatur beträgt 20 ºС, die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 50%.
a) Wo ist der Partialdruck von Wasserdampf: in einem Raum oder auf der Straße?
(b) Wie wird der Wasserdampf gehen, wenn Sie das Fenster öffnen, in den Raum oder aus dem Raum?
c) Wie groß wäre die relative Luftfeuchtigkeit im Raum, wenn der Partialdruck von Wasserdampf im Raum gleich dem Partialdruck von Wasserdampf von außen wird?

? 8. Nasse Gegenstände sind in der Regel schwerer als trocken: Ein getränktes Kleid ist schwerer als trocken, und rohes Holz ist schwerer als trockenes. Dies erklärt sich dadurch, dass das Gewicht der darin enthaltenen Feuchtigkeit zum Eigengewicht des Körpers addiert wird. Und mit der Luft ist die Situation umgekehrt: Die feuchte Luft ist leichter als die trockene! Wie kann ich das erklären?

3. Der Taupunkt

Wenn die Temperatur abnimmt, steigt die relative Luftfeuchtigkeit an (obwohl sich die Wasserdampfmenge in der Luft nicht gleichzeitig ändert).
Wenn die relative Feuchtigkeit der Luft 100% erreicht, wird der Wasserdampf gesättigt.. (. Unter besonderen Bedingungen ist es möglich, ein übersättigte Dampf Seine Verwendung in einer Nebelkammer zu erhalten, zum Erfassen Spuren (tracks) der Elementarteilchenbeschleuniger) Bei weiteren von der Temperatur des Dampfs Absenken beginnt Kondensation: Betauung. Daher wird die Temperatur, bei der dieser Wasserdampf gesättigt wird, der Taupunkt für diesen Dampf genannt.

? 9. Erklären Sie, warum der Tau (Abbildung 45.3) normalerweise in den Vormittagsstunden ausfällt.


Betrachten wir ein Beispiel, um den Taupunkt für Luft einer bestimmten Temperatur bei gegebener Feuchtigkeit zu finden. Dazu benötigen wir die folgende Tabelle.

? 10. Ein Mann mit Brille betrat den Laden von der Straße und fand seine Brille beschlagen. Wir werden annehmen, dass die Temperatur der Gläser und der Luftschicht, die an sie grenzt, gleich der Temperatur der Luft auf der Straße ist. Die Lufttemperatur im Laden beträgt 20 ° C, die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 60%.
a) Ist der Wasserdampf in der Luftschicht neben den Gläsern gesättigt?
b) Wie hoch ist der Partialdruck von Wasserdampf im Geschäft?
c) Bei welcher Temperatur ist der Wasserdampfdruck gleich dem Sättigungsdampfdruck?
d) Wie hoch ist die Lufttemperatur auf der Straße?

? 11. Im transparenten Zylinder unter dem Kolben befindet sich Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 21%. Die anfängliche Lufttemperatur beträgt 60 ºС.
a) Zu welcher Temperatur ist es notwendig, die Luft mit einem konstanten Volumen zu kühlen, so dass der Tau im Zylinder herausfällt?
b) Wie oft sollte das Luftvolumen bei konstanter Temperatur reduziert werden, damit der Tau im Zylinder austritt?
c) Luft wird zuerst isothermisch komprimiert und dann auf ein konstantes Volumen abgekühlt. Der Taufall begann, als die Lufttemperatur auf 20 ° C fiel. Wie viel mal weniger Luftvolumen im Vergleich zu der ursprünglichen?

? 12. Warum ist die Hitze bei hoher Luftfeuchtigkeit schwieriger zu tolerieren?

4. Feuchtigkeitsmessung

Die Luftfeuchtigkeit wird oft von einem Psychrometer gemessen (Abbildung 45.4). (Von der griechischen "psihros" - kalt, dieser Name ist aufgrund der Tatsache, dass die Angabe eines nassen Thermometer ist niedriger als die eines trockenen.) Es besteht aus trockenen und nassen Thermometer.

Die Anzeige eines Naßthermometers ist niedriger als die eines Trockenthermometers, weil beim Abkühlen die Flüssigkeit abkühlt. Je niedriger die relative Feuchtigkeit der Luft ist, desto intensiver ist die Verdampfung.

? 13. Welches Thermometer in Abbildung 45.4 befindet sich links?

Entsprechend den Angaben von Thermometern können Sie die relative Luftfeuchtigkeit bestimmen. Verwenden Sie dazu eine psychrometrische Tabelle, die oft auf dem Psychrometer selbst platziert ist.

Um die relative Luftfeuchtigkeit zu bestimmen, ist es notwendig:
- Nehmen Sie die Thermometerwerte (in diesem Fall 33 ºС und 23 ºС);
- in der Tabelle eine Zeile finden, die den trockenen Thermometerwerten entspricht, und eine Spalte, die der Differenz der Thermometerwerte entspricht (Abbildung 45.5);
- Am Schnittpunkt von Zeile und Spalte den Wert der relativen Luftfeuchtigkeit ablesen.

? 14. Bestimmen Sie anhand der psychrometrischen Tabelle (Abb. 45.5), bei welchen Thermometerwerten die relative Luftfeuchte 50% beträgt.

Zusätzliche Fragen und Aufgaben

15. In einem Gewächshaus mit einem Volumen von 100 m3 muss eine relative Luftfeuchtigkeit von mindestens 60% aufrechterhalten werden. Am frühen Morgen, bei einer Temperatur von 15 ° C, fiel Tau im Gewächshaus. Die Temperatur im Tag stieg auf 30 ºС im Gewächshaus.
a) Wie hoch ist der Partialdruck von Wasserdampf im Gewächshaus bei 15 ° C?
b) Wie viel Wasserdampf hat das Gewächshaus bei dieser Temperatur?
c) Was ist der minimal zulässige Partialdruck von Wasserdampf im Gewächshaus bei 30 ° C?
d) Was ist die Masse an Wasserdampf im Gewächshaus?
e) Welche Wassermenge sollte im Gewächshaus verdunstet werden, um die notwendige relative Luftfeuchtigkeit darin zu halten?

16. Auf dem Psychrometer zeigen beide Thermometer die gleiche Temperatur an. Wie ist die relative Luftfeuchtigkeit der Luft? Erkläre deine Antwort.