отношение абсолютной влажности к максимальной выраженное в процентах это

Молекулярная физика. Влажность воздуха.

Влажность воздуха — это содержание в воздухе водяного пара.

Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

В зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

Количественная оценка влажности.

Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, поняти­ями абсолю­тной и относительной влажности.

Относительная влажность воздуха φ — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ₀ насыщенного пара при той же температуре. Относительную влажность выражают в процентах:

.

Концентрация пара связана с давлением (p₀ = nkT), поэтому относительную влажность можно определить как процентное отношение парциального давления p пара в воздухе к давлению p₀ насыщенного пара при той же температуре:

.

Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар мож­но довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.

Источник

Влажность воздуха

Влажность воздуха.

Влажность воздуха – это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли. Это одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата, влияющих на человека, другие живые организмы и технологические процессы.

Влажность воздуха:

Влажность воздуха – это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли.

Влажность воздуха – это одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата, влияющих на человека, другие живые организмы и технологические процессы.

Основными характеристиками влажного воздуха являются:

– абсолютная влажность воздуха (или плотность водяного пара в воздухе).

– относительная влажность воздуха .

Абсолютная влажность воздуха:

Абсолютная влажность воздуха (f) – это количество водяного пара (в единицах массы), фактически содержащегося в 1 м³ воздуха.

Иными словами, абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе.

Обычно используемая единица абсолютной влажности – грамм на метр кубический, г/м³.

Абсолютная влажность воздуха определяется по формуле:

m – масса водяного пара, содержащегося в определенном объёме воздуха,

Количество водяного пара измеряется в единицах массы – в килограммах или граммах. Но для удобства определения абсолютной влажности воздуха и небольшого количества содержащегося в воздухе пара количество водяного пара измеряется в граммах.

Содержание водяного пара у земной поверхности в среднем колеблется между сотыми долями процента по массе в полярных широтах и до 2,6% у экватора.

Относительная влажность воздуха:

Относительная влажность воздуха (φ) – это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре.

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Относительная влажность воздуха – величина, показывающая насколько далек пар от насыщения.

Относительная влажность воздуха – это также отношение фактического давления водяного пара, содержащегося в воздухе (т.н. парциальное давление водяного пара или упругость водяного пара), к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, выраженное в процентах

Относительная влажность воздуха определяется по формуле:

f – плотность водяного пара (абсолютная влажность) при данной температуре в г/м³,

f_max – плотность насыщенного водяного пара (максимальная абсолютная влажность) при данной температуре в г/м³.

Относительная влажность воздуха очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

Максимальная абсолютная влажность:

Максимальная абсолютная влажность воздуха для различных температур составляет:

Максимальная абсолютная влажность воздуха показывает максимальное возможное (предельное) количество водяного пара, которое может содержаться в единице объема воздуха при определенной температуре.

Из представленной таблицы видно, что при более высокой температуре воздух способен содержать больше водяного пара, чем при низкой.

Источник

Относительная влажность воздуха, количество теплоты

Теория к заданию 10 из ЕГЭ по физике

Насыщенные и ненасыщенные пары

Насыщенный пар

При испарении одновременно с переходом молекул из жидкости в пар происходит и обратный процесс. Беспорядочно двигаясь над поверхностью жидкости, часть молекул, покинувших ее, снова возвращается в жидкость.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

Это означает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

При динамическом равновесии масса жидкости в закрытом сосуде не изменяется, хотя жидкость продолжает испаряться. Точно так же не изменяется и масса насыщенного пара над этой жидкостью, хотя пар продолжает конденсироваться.

Давление насыщенного пара. При сжатии насыщенного пара, температура которого поддерживается постоянной, равновесие сначала начнет нарушаться: плотность пара возрастет, и вследствие этого из газа в жидкость будет переходить больше молекул, чем из жидкости в газ; продолжаться это будет до тех пор, пока концентрация пара в новом объеме не станет прежней, соответствующей концентрации насыщенного пара при данной температуре (и равновесие восстановится). Объясняется это тем, что число молекул, покидающих жидкость за единицу времени, зависит только от температуры.

Итак, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.

При сжатии насыщенного пара большая его часть переходит в жидкое состояние. Жидкость занимает меньший объем, чем пар той же массы. В результате объем пара при неизменной его плотности уменьшается.

Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.

Ненасыщенный пар

Если в пространстве, содержащем пары какой-либо жидкости, может происходить дальнейшее испарение этой жидкости, то пар, находящийся в этом пространстве, является ненасыщенным.

Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью, называется ненасыщенным.

Ненасыщенный пар можно простым сжатием превратить в жидкость. Как только это превращение началось, пар, находящийся в равновесии с жидкостью, становится насыщенным.

Влажность воздуха

Влажность воздуха — это содержание в воздухе водяного пара.

Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

В зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

Количественная оценка влажности

Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, понятиями абсолютной и относительной влажности.

Относительную влажность выражают в процентах:

Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.

Точка росы

Источник

Влажность воздуха

В воздухе постоянно находятся водяные пары, которые обусловливают влажность воздуха. Она изменяется в зависимости от ряда условий: температуры воздуха, высоты над уровнем моря, наличия поблизости крупных водоемов, характера растительности и др.

Находящиеся в воздухе водяные пары обладают упругостью, которая измеряется высотой ртутного столба в миллиметрах (ммрт. ст.). При повышении количества водяных паров в воздухе их упругость возрастает. Для каждой температуры воздуха существует определенный предел насыщения его водяными парами. Когда предел превышен, влага выделяется в виде тумана, росы, инея и т. п. Влажность воздуха характеризуется следующими основными понятиями: абсолютная, максимальная и относительная влажность.

Абсолютная влажность, или количество водяных паров (г), находящихся в данное время в 1 м 3 воздуха, или их упругость, измеряемая в миллиметрах ртутного столба.

Максимальная влажность — необходимое количество водяных паров для полного насыщения 1 м 3 при определенной температуре или упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре или количество водяных паров (г).

Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, иными словами — процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения. Относительная влажность воздуха определяется по формуле:

где О — относительная влажность (%);;

А — абсолютная влажность (мм рт. ст.);

М — максимальная влажность (мм рт. ст.).

Наиболее важно знать относительную влажность воздуха. Она дает представление о степени насыщения воздуха водяными парами и указывает на его способность принять их дополнительное количество при испарении с поверхности кожи. Например, чем ниже относительная влажность воздуха, тем меньше воздух насыщен водяными парами.

Влажность воздуха существенно влияет на процессы теплоотдачи. Повышенная влажность при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, так как при этом значительно ухудшаются условия теплоотдачи. Так, при температуре воздуха свыше плюс 25—30°С основной путь отдачи тепла организмом — испарение пота с поверхности кожи (при испарении 1 г пота теряется 0,6 ккал). При повышенной влажности воздуха оно в значительной мере замедляется и теплоотдача резко снижается. Особенно это заметно при интенсивной мышечной деятельности, когда организм усиленно вырабатывает тепло.

Низкая влажность воздуха при высокой внешней температуре способствует хорошей теплоотдаче и позволяет легче переносить жару (например, в Средней Азии, где сухой воздух обеспечивает быстрое испарение пота).

Повышенная влажность воздуха при низкой внешней температуре способствует охлаждению организма, так как при этом усиливается теплоотдача. Это связано прежде всего с тем, что повышается теплопроводность воздуха, ибо водяные пары имеют более высокую теплоемкость, чем воздух. Повышается теплопроводность и тканей одежды (в порах тканей находится воздух), и поэтому тепло быстро покидает пространство под одеждой. Длительное пребывание в условиях высокой влажности воздуха при температуре воздуха ниже 10—15°С может привести к переохлаждению организма и вызвать простудные и другие заболевания (ревматизм, туберкулез легких и др.).

Лаптев, А.П. Гигиена/ А.П. Лаптев [и д.р.]. – М.: Физкультура и спорт, 1990.- 368 с.

Источник

Абсолютная и относительная влажность воздуха простыми словами

Влажность воздуха

Абсолютно сухой воздух почти никогда не встречается в природе. Некоторое небольшое количество воды всегда присутствует в воздухе и, как правило, находится в газообразном состоянии.

Водяной пар попадает в воздух в результате испарения воды с различных поверхностей. Большая часть влаги в атмосфере испаряется с поверхности океанов, морей … и растения.

Состав сухого воздуха

В первую очередь, можно говорить о составе сухого воздуха, то есть воздуха, который вообще не содержит влаги.

Сухой воздух, в своей основной части, содержит азот (N2) 72% и кислород (O2) 21%. Оставшаяся часть содержит различные газы в относительно небольших количествах.

Состав сухого воздуха можно определить по массе газов в одном м3 воздуха. В этом случае мы имеем следующие величины: N2 – 1,165 кг/м3, O2 – 1,331 кг/м3. Эти значения верны при температуре 20 °C и давлении 1 атм.

В чём измеряется влажность

Идеальным уровнем влажности в жилище является такой, при котором человек чувствует себя комфортно. Относительная влажность (RH) является наиболее часто используемым выражением. Единицей измерения является г/м3 или грамм на кубический метр. Современные гигрометры показывают процент нормальной влажности в вашем доме.

Абсолютная влажность воздуха или Absolute humidity (AH) — что это …

Влажный воздух образуется за счет влаги, содержащейся в сухом воздухе в виде водяного пара.

Например, при температуре 30 °C AH может составлять от 0 до 30 граммов на кубический метр.

Какой должна быть оптимальная влажность

Особенно важна влажность в местах, где люди работают, находятся или спят. Наши органы дыхания устроены таким образом, что слишком сухой или насыщенный водяным паром воздух вреден для них. Именно поэтому существуют государственные стандарты, определяющие, насколько сухим должен быть воздух в помещении.

Зона оптимальной влажности

ГОСТ 30494-11 устанавливает четкие рамки, в которых должен находиться микроклимат жилых и общественных помещений. Помимо состава и оптимального объема воздуха, указывается также влажность.

Влажность 45% является оптимальной для жилой комнаты. Зимой этот процент составляет 30-45%. Максимально допустимое значение достигает 60%. В теплое время года этот показатель увеличивается на 5%.

Те же ценности относятся к антиквариату, книгам, мебели, электроприборам. Для растений оптимальная влажность в квартире различна, так как тропические и субтропические виды любят влажную, теплую среду, в то время как другие предпочитают нормальные или засушливые условия.

Оптимальный уровень влажности в детских комнатах составляет 60%, но допускается повышение или понижение на 10%.

Влажность в зависимости от помещения.

Лучше не допускать ограничений, так как они снижают эффективность, ухудшая здоровье. Вполне реально поддерживать оптимальный микроклимат в тех помещениях, где мы проводим больше всего времени.

Способы измерения

Теперь пришло время узнать, как измерить влажность воздуха в квартире. Выбор широк: от проверенных временем приборов до современных электронных устройств. Общее название всех этих приборов – гигрометры. Их можно использовать для определения других показателей, например, температуры.

При покупке прибора обратите внимание на диапазон, в котором измеряется основная величина. Чем больше его будет, тем лучше. Погрешность измерения должна быть как можно меньше, оптимально в пределах 1%.

Электронные устройства оснащены дополнительными функциями для человека – будильник, встроенная память, подсветка в темное время суток, часы.

Чтобы определить влажность воздуха в доме, можно использовать вспомогательные средства. Возьмите стакан воды и поставьте его в холодильник на 3 часа для охлаждения. Затем снимите стакан, поставьте его на стол вдали от крана. На стенках стекла появляется конденсат. Необходимо наблюдать за его состоянием. Возможны три ситуации.

Приблизительные измерения можно сделать с помощью еловой шишки. Если весы “волнистые” и не успевают друг за другом, воздух чрезмерно сухой.

Для измерения влажности можно использовать влажный термометр и сухой термометр. Мокрый термометр получают, обернув нижнюю часть (колбу со спиртом) куском мокрой ткани, конец которой постоянно погружен в воду. Сначала вычисляется разница между показаниями двух термометров, а затем по таблице определяется значение влажности. Такой прибор называется психрометром.

Зная основные понятия, вы можете определить значение относительной влажности, если показания сухого термометра совпадают с показаниями влажного. В данном случае это 100%. Чем больше разница, тем суше воздух в помещении.

Приборы для измерения влажности

Приборы, которые можно использовать для измерения влажности, называются гигрометрами. Существует несколько типов этих приборов: волосяные, конденсационные и психрометрические.

1. волосяной гигрометр использует свойство волос изменять свою длину под воздействием изменения влажности. Чем выше влажность, тем длиннее волосы. Обычно используются волосы из гривы лошади или длинные человеческие волосы. Один конец волоса прикреплен к корпусу устройства, а другой – к индикатору.

Волосяной гигрометр состоит из шкалы, вращающегося механизма со стрелкой и стержня волоса.

С помощью гигрометра точки росы можно определить абсолютную влажность воздуха.

Сначала определяется точка росы с помощью встроенного в прибор термометра точки росы. Затем, используя таблицу, содержащую плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах, определите абсолютную влажность.

Если известны температура воздуха и абсолютная влажность, то можно определить и относительную влажность.

Показана конструкция конденсационного гигрометра. Трубка с колбой и термометром встроена в небольшую металлическую коробку. Тонкая передняя стенка коробки была отполирована, чтобы было легче увидеть конденсирующиеся капли воды. К металлическому кольцу, придающему жесткость тонкой передней стенке, прикреплена прокладка для теплоизоляции.

Конденсационный гигрометр содержит термометр и колбу, погруженные в сосуд, содержащий быстро испаряющуюся жидкость, причем сосуд имеет полированную стенку, на которой может конденсироваться вода из воздуха.

Аппарат используется следующим образом: в коробку наливают быстро испаряющуюся жидкость (спирт, эфир и т.д.) и продувают воздух через коробку с помощью воздуходувки. Это приводит к быстрому испарению жидкости и снижению температуры в коробке. Это приводит к образованию росы на полированной передней части коробки. Термометр позволяет измерить температуру, при которой сконденсировалась роса. Появление росы указывает на то, что водяной пар насытился.

Абсолютная влажность определяется путем чтения графика, который показывает плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах.

3. Такой прибор для измерения относительной влажности называется сокращенно психрометр. Он состоит из двух одинаковых термометров, установленных на держателе. Нижняя часть одного из термометров погружается в небольшой контейнер, содержащий несколько миллилитров воды. Обычно на корпусе этого прибора напечатана психрометрическая таблица. Используя эту таблицу, считывая показания двух термометров, можно определить относительную влажность воздуха.

4.Чтобы сделать самодельный психрометр, нужно взять два одинаковых самодельных спиртовых термометра.

На дне каждого термометра находится шарик с жидкостью. Эта жидкость расширяется при повышении температуры. Избыточная жидкость из шарика стекает вверх по тонкой трубке, рядом с которой отмечены деления температурной шкалы. Обычно в качестве жидкости используется окрашенный спирт (спиртовой термометр) или ртуть (ртутный термометр).

Шарик одного из термометров следует завернуть в кусочек ваты или небольшую тряпочку, смоченную водой комнатной температуры. Мы будем называть этот термометр “мокрым” термометром.

Со вторым термометром ничего делать не нужно. Мы будем называть этот термометр “сухим” термометром.

Поместите эти термометры близко друг к другу. Через несколько минут самодельный психрометр будет готов к измерению влажности.

Абсолютная и относительная влажность воздуха

Часто используются абсолютная и относительная влажность.

Абсолютная влажность – это масса водяного пара, присутствующего в одном кубическом метре воздуха.

Абсолютная влажность может быть измерена парциальным давлением водяного пара (p) при определенной температуре (T). В отношении парциального давления действует закон Дальтона, который гласит, что отдельные компоненты газовой смеси называются независимыми. Поэтому каждый компонент производит давление:

а общее давление равно сумме давлений компонентов:

где pi – парциальное давление i-го компонента газа.

Уравнение p=p01kT+p02kT+…+p0ikT=p1+p2+…+pi представляет собой закон Дальтона. Исходя из того, что влажность – это количество водяного пара в воздухе (газе), концепция парциального давления и закон Дальтона могут быть очень полезны при практическом изучении абсолютной влажности. Абсолютная влажность – это также плотность водяного пара (ρ) при той же температуре (T). По мере увеличения абсолютной влажности водяной пар перемещается все ближе и ближе к состоянию насыщенного пара.

Максимальная абсолютная влажность при данной температуре – это масса насыщенного водяного пара на кубический метр воздуха.

Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре.

Это значение выражается в процентах:

где ρnp – плотность насыщенного пара при данной температуре T, pnp – давление насыщенного пара при той же температуре. В условиях термодинамического равновесия процессов испарения и конденсации относительная влажность равна 100%. Из этого можно сделать вывод, что количество воды в воздухе не меняется. Процессы изохорного охлаждения или изотермического сжатия ненасыщенного пара превращают его в насыщенный пар.

Температура (Tr), при которой пар считается насыщенным, называется точкой росы.

Tr представляет собой температуру термодинамического равновесия между паром и жидкостью в газе, в частности в воздухе.

Влажность воздуха определяется специальными приборами – гигрометрами, психрометрами. Оптимальная относительная влажность воздуха для человеческого тела при температуре, близкой к 20 градусам Цельсия, составляет от 40 до 60 %. При решении практических задач мы часто пользуемся справочными таблицами, в которых указаны давление и плотность насыщенного водяного пара при различных значениях температуры.

Нормы RH для квартиры:

Рекомендуется
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ГОСТ 30494-96
Влажность воздуха в помещении в зависимости от времени года:

Оптимальная влажность в помещении для людей разного возраста:

Идеальная влажность в квартире для человека различается в зависимости от назначения помещения:

Согласно
СанПиН 2.1.2.2645-10
Относительная влажность воздуха в помещении снижается до 60% в прохладное время года и до 65% летом. Некоторые помещения не имеют рейтинга из-за непостоянного или кратковременного пребывания в них, а также из-за частых и длительных изменений влажности в помещении.

Чтобы увеличить срок службы бытовой техники, книг, картин, обивки мягкой мебели, уровень влажности не должен превышать 60-65%.

Норма влажности в комнате ребенка:

Оптимальная влажность воздуха для ребенка в квартире определяется его возрастом. Это особенно важно для новорожденных:

Оптимальная влажность в детской комнате особенно важна

В зависимости от возраста вашего ребенка определите, какая влажность должна быть в спальне. Для детей первого года жизни оптимальным параметром является 50-70%, для детей от 1 до 3 лет – 45-65%, для детей старше 3 лет подходят почти взрослые нормы – 50-60%.

Как повысить влажность воздуха бытовыми приборами и народными средствами

Самым доступным и популярным прибором для повышения влажности воздуха является домашний увлажнитель. Его можно использовать в течение всего года, но он будет особенно полезен зимой, когда влажность в помещении в 20% вызывает дискомфорт.

Существуют следующие разновидности увлажнителей:

Увлажнитель с функцией очистки (мойка воздуха)

Паровой увлажнитель

Ультразвуковой увлажнитель воздуха

С помощью таких устройств можно не только создать комфортную влажность в квартире, но и регулировать другие параметры:

Действие увлажнителя может распространяться на разную поверхность, что следует учитывать при покупке. Небольшие устройства подходят для спален или кухонь. Для гостиных или других больших помещений необходимо мощное устройство.

Влажность в сухом помещении можно повысить народными методами:

Народные способы повышения влажности в помещении

Чтобы повысить влажность в помещении, можно сушить белье прямо в комнате, а не на балконе или на улице. При приготовлении пищи пар из кипящих кастрюль также попадает в воздух.

Как уменьшить влажность

Высокая влажность не всегда полезна. Если на стенах есть плесень, грибок, постоянно собирается конденсат, необходимо это уменьшить. Вы можете использовать один из этих методов:

Некоторые факторы, повышающие влажность, находятся вне нашего контроля:

Источник