Физична формула относителна влажност. Абсолютна и относителна влажност на въздуха

Един от много важните показатели в нашата атмосфера. Тя може да бъде абсолютна или относителна. Как се измерва абсолютна влажностИ каква е формулата за това? Можете да разберете за това, като прочетете нашата статия.

Влажност на въздуха - какво е това?

Какво е влажност? Това е количеството вода, което се съдържа във всяко физическо тяло или среда. Този показател директно зависи от самата природа на средата или веществото, както и от степента на порьозност (ако говорим сивърху твърди вещества). В тази статия ще говорим за специфичен вид влажност - за влажността на въздуха.

От курса по химия всички знаем отлично, че атмосферният въздух се състои от азот, кислород, въглероден диоксид и някои други газове, които съставляват не повече от 1% от общата маса. Но освен тези газове, въздухът съдържа и водни пари и други примеси.

Влажността е количеството водна пара, която този момент(и на това място) се съдържа във въздушната маса. В същото време метеоролозите разграничават две от неговите стойности: това са абсолютна и относителна влажност.

Влажността на въздуха е една от най-важните характеристики на земната атмосфера, която влияе върху естеството на местното време. Трябва да се отбележи, че влажността атмосферен въздухне е еднакво - както във вертикалния разрез, така и в хоризонталния (широчинен). Така че, ако в субполярните ширини относителните показатели за влажност на въздуха (в долния слой на атмосферата) са около 0,2-0,5%, то в тропическите ширини - до 2,5%. След това ще разберем какво е абсолютна и относителна влажност. Също така помислете каква разлика съществува между тези два индикатора.

Абсолютна влажност: определение и формула

В превод от латински думата absolutus означава "пълен". Въз основа на това става очевидна същността на концепцията за "абсолютна влажност на въздуха". Тази стойност, която показва колко грама водна пара всъщност се съдържа в една кубичен метърспецифична въздушна маса. По правило този индикатор се обозначава с латинската буква F.

G/m 3 е мерната единица, в която се изчислява абсолютната влажност. Формулата за нейното изчисление е както следва:

В тази формула буквата m означава масата на водната пара, а буквата V означава обема на определена въздушна маса.

Стойността на абсолютната влажност зависи от няколко фактора. На първо място, това е температурата на въздуха и естеството на адвективните процеси.

Относителна влажност

Сега помислете каква е относителната влажност. Това е относителна стойност, която показва колко влага се съдържа във въздуха по отношение на максималното възможно количество водна пара в тази въздушна маса при определена температура. Относителната влажност на въздуха се измерва като процент (%). И точно този процент често можем да разберем в прогнозите за времето и прогнозите за времето.

Струва си да се спомене и такова важно понятие като точката на оросяване. Това е феноменът на максимално възможно насищане на въздушната маса с водна пара (относителната влажност на този момент е 100%). В този случай излишната влага се кондензира и образува валежи, мъгла или облаци.

Методи за измерване на влажността на въздуха

Жените знаят, че можете да откриете повишаването на влажността в атмосферата с помощта на бухналата си коса. Има обаче и други, по-точни методи и технически средства. Това са хигрометърът и психрометърът.

Първият хигрометър е създаден през 17 век. Един от видовете това устройство се основава именно на свойствата на косата да променя дължината си с промени във влажността на околната среда. Днес обаче има и електронни влагомери. Психрометърът е специален инструмент, който има мокър и сух термометър. По разликата в техните показатели и определяне на влажността в определен момент от време.

Влажността на въздуха като важен екологичен показател

Смята се за оптимален за човешкото тялое относителната влажност 40-60%. Индикаторите за влажност също силно влияят на възприемането на температурата на въздуха от човек. И така, при ниска влажност ни се струва, че въздухът е много по-студен, отколкото в действителност (и обратно). Ето защо пътниците в тропическите и екваториалните ширини на нашата планета изпитват толкова тежко топлината и жегата.

Днес има специални овлажнители и обезвлажнители, които помагат на човек да регулира влажността на въздуха в затворени пространства.

накрая...

Така абсолютната влажност на въздуха е най-важният показател, което ни дава представа за състоянието и характеристиките въздушни маси. В този случай е необходимо да можете да разграничите тази стойност от относителната влажност. И ако последното показва пропорцията на водната пара (в проценти), която присъства във въздуха, тогава абсолютната влажност е действителното количество водна пара в грамове в един кубичен метър въздух.

Главна информация

Влажността зависи от естеството на веществото и в твърди вещества, в допълнение, на степента на смилане или порьозност. Съдържанието на химически свързана, така наречената конституционна вода, например хидроксиди, която се отделя само при химическо разлагане, както и кристално хидратирана вода, не се включва в понятието влажност.

Мерни единици и особености на дефиницията на понятието влажност

• Влагата обикновено се характеризира с количеството вода в веществото, изразено като процент (%) от първоначалната маса на мокрото вещество ( масова влажност) или неговия обем ( насипна влага).

• Влажността може да се характеризира и със съдържанието на влага, или абсолютна влажност- количеството вода на единица маса от сухата част на материала. Тази дефиниция за влага се използва широко за оценка на качеството на дървесината.

Тази стойност не винаги може да бъде точно измерена, т.к в някои случаи е невъзможно да се отстрани цялата неконституционна вода и да се претегли обектът преди и след тази операция.

• Относителната влажност характеризира съдържанието на влага спрямо максимален бройвлага, която може да се съдържа в вещество в състояние на термодинамично равновесие. Относителната влажност обикновено се измерва като процент от максималната.

Методи за определяне

Титратор Карл Фишер.

Установяването на степента на влажност на много продукти, материали и др важност. Само при определена влажност много тела (зърно, цимент и др.) са подходящи за целта, за която са предназначени. Жизнената дейност на животинските и растителните организми е възможна само при определени граници на влажност и относителна влажност на въздуха. Влажността може да доведе до значителна грешка в теглото на артикула. Килограми захар или зърно със съдържание на влага 5% и 10% ще съдържат различна сумасуха захар или зърнени храни.

Измерването на влажността се определя чрез изсушаване на влагата и титриране на влагата по Карл Фишер. Тези методи са първични. В допълнение към тях са разработени много други, които са калибрирани според резултатите от измерванията на влагата по първични методи и по стандартни проби за влага.

Влажност на въздуха

Влажността на въздуха е стойност, която характеризира съдържанието на водна пара в различни части на земната атмосфера.

Влажност - съдържанието на водна пара във въздуха; един от най съществени характеристикивреме и климат.

Влажността в земната атмосфера варира в широки граници. Да, при земна повърхностсъдържанието на водна пара във въздуха варира средно от 0,2% по обем във високите географски ширини до 2,5% в тропиците. Налягането на парите в полярните ширини е по-малко от 1 mb през зимата (понякога само стотни от mb), а през лятото под 5 mb; в тропиците се увеличава до 30 mb, а понякога и повече. В под тропически пустининалягането на парите се намалява до 5-10 mb.

Абсолютната влажност на въздуха (f) е количеството водна пара, действително съдържаща се в 1 m³ въздух:

f = (маса водна пара във въздуха)/(обем влажен въздух)

Често използвана единица за абсолютна влажност: (f) = g/m³

Относителната влажност (φ) е съотношението на текущата му абсолютна влажност към максималната абсолютна влажност при дадена температура (виж таблицата)

φ = (абсолютна влажност)/(максимална влажност)

Относителната влажност обикновено се изразява като процент. Тези количества са свързани помежду си чрез следната връзка:

φ = (f×100)/fmax

Относителната влажност е много висока екваториална зона(средно годишно до 85% или повече), както и в полярните ширини и през зимата вътре в континентите на средните ширини. През лятото мусонните райони се характеризират с висока относителна влажност. Ниски стойности на относителната влажност се наблюдават в субтропичните и тропическите пустини и през зимата в мусонните райони (до 50% и по-малко).

Влажността намалява бързо с надморска височина. На височина 1,5-2 km налягането на парите е средно наполовина от това на земната повърхност. Тропосферата представлява 99% от атмосферната водна пара. Средно за всеки квадратен метърЗемната повърхност във въздуха съдържа около 28,5 кг водна пара.

литература

Усолцев В. А. Измерване на влажността на въздуха, Л., 1959 г.

Стойности за измерване на влажността на газа

Следните количества се използват за обозначаване на съдържанието на влага във въздуха:

Абсолютната влажност на въздуха е масата на водната пара, съдържаща се в единица обем въздух, т.е. плътност на водните пари, съдържащи се във въздуха, [g/m³]; в атмосферата варира от 0,1-1,0 g/m³ (над континентите през зимата) до 30 g/m³ или повече (в екваториалната зона); максимална влажност на въздуха (граница на насищане) количеството водна пара, което може да се съдържа във въздуха при определена температура в термодинамично равновесие (максимална стойност на влажността на въздуха при дадена температура), [g/m³]. С повишаване на температурата на въздуха максималната му влажност се увеличава; налягане на парата, упражнявано от водната пара, съдържаща се във въздуха (налягане на водната пара като част от атмосферно налягане), [Pa]; дефицит на влажност разлика между налягането наситена параи налягане на парите [Pa], т.е. между максималната и абсолютната влажност на въздуха [g/m³]; съотношение на относителната влажност на налягането на парите към налягането на наситените пари, т.е. абсолютната влажност на въздуха към максималната [% относителна влажност]; температура на точка на оросяване на газ, при която газът е наситен с водна пара °C. Относителната влажност на газа е 100%. При по-нататъшен приток на водна пара или когато въздухът (газът) се охлажда, се появява кондензат. По този начин, въпреки че росата не пада при -10 или -50°C, тя пада

Когато става въпрос за нашето здраве, познаването на относителната влажност на въздуха и формулата за нейното определяне е на първо място. Не е необходимо обаче да се знае точната формула, но не е лоша поне в в общи линиипредставете си какво е, защо измервате влажността в къщата и по какви начини може да се направи.

Каква трябва да бъде оптималната влажност

Влажността в помещението, където човек работи, прекарва свободното си време или спи, е от особено значение. Нашите дихателни органи са проектирани по такъв начин, че въздухът, който е твърде сух или наситен с водни пари, е пагубен за тях. Следователно има държавни стандарти, които регулират каква трябва да бъде влажността в помещението.

Оптимална зона на влажност

Като цяло има около дузина начини да контролирате влажността на въздуха и да я върнете към нормалното. Това ще създаде най-благоприятните условия за учене, сън, спорт, ще повиши ефективността и ще подобри благосъстоянието.

ВЛАЖНОСТ НА ВЪЗДУХА. ТОЧКА НА ОРОСЯВАНЕ.

ИНСТРУМЕНТИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ВЛАЖНОСТТА НА ВЪЗДУХА.

1. Атмосфера.

Атмосферата е газообразната обвивка на Земята, състояща се главно от азот (повече от 75%), кислород (малко по-малко от 15%) и други газове. Около 1% от атмосферата е водна пара. Откъде идва в атмосферата?

Голям дял от площта Глобусътзаемат моретата и океаните, от повърхността на които водата постоянно се изпарява при всякаква температура. Отделянето на вода се случва и при дишането на живите организми.

Количеството водна пара, съдържаща се във въздуха, влияе върху времето, благосъстоянието на човека, протичането на технологичните процеси в производството, безопасността на експонатите в музея, безопасността на зърното при съхранение. Ето защо е много важно да се контролира степента на влажност на въздуха и възможността, ако е необходимо, да се промени в стаята.

2. Абсолютна влажност.

абсолютна влажноствъздух се нарича количеството водна пара, съдържаща се в 1 m 3 въздух (плътност на водната пара).

или , където

m е масата на водната пара, V е обемът на въздуха, който съдържа водна пара. P - парциално налягане на водната пара, μ - моларна масаводна пара, T е нейната температура.

Тъй като плътността е пропорционална на налягането, абсолютната влажност може да се характеризира и с парциалното налягане на водната пара.

3. Относителна влажност.

Степента на влажност или сухота на въздуха се влияе не само от количеството водна пара, съдържаща се в него, но и от температурата на въздуха. Дори ако количеството водна пара е същото, при по-ниска температура въздухът ще изглежда по-влажен. Ето защо в студена стая има усещане за влага.

Това е така, защото при по-висока температура въздухът може да съдържа по-голямо максимално количество водна пара и присъства във въздуха, когато парата е богат. Така, максимално количество водна пара, който може да съдържав 1 m 3 въздух при дадена температура се нарича наситена плътност на парата при дадена температура.

Зависимостта на плътността и парциалното налягане на наситената пара от температурата може да се намери във физически таблици.

Отчитайки тази зависимост, стигнахме до извода, че по-обективна характеристика е влажността на въздуха относителна влажност.

относителна влажностнарича се съотношението на абсолютната влажност на въздуха към количеството пара, което е необходимо за насищане на 1 m 3 въздух при дадена температура.

ρ е плътността на парите, ρ 0 е плътността на наситените пари при дадена температура и φ е относителната влажност на въздуха при дадена температура.

Относителната влажност може да се определи и чрез парциалното налягане на парата

P е парциалното налягане на парата, P 0 е парциалното налягане на наситената пара при дадена температура, а φ е относителната влажност на въздуха при дадена температура.

4. Точка на оросяване.

Ако въздухът, съдържащ водна пара, се охлажда изобарно, тогава при определена температура водната пара се насища, тъй като с понижаването на температурата максимално възможната плътност на водната пара във въздуха при дадена температура намалява, т.е. плътността на парите намалява. При по-нататъшно намаляване на температурата излишната водна пара започва да кондензира.

температурапри което дадено количество водна пара във въздуха се насища се нарича Точка на оросяване.

Това име е свързано с явление, наблюдавано в природата - роса. Росата се обяснява по следния начин. През деня въздухът, земята и водата в различни водоеми се затоплят. В резултат на това има интензивно изпаряване на водата от повърхността на резервоарите и почвата. Водната пара във въздуха е ненаситена при дневни температури. През нощта и особено сутрин температурата на въздуха и земната повърхност пада, водните пари се насищат, а излишната водна пара кондензира върху различни повърхности.

Δρ е излишната влага, която се отделя, когато температурата падне под точката на оросяване.

Мъглата има същата природа. Мъглата е най-малките водни капчици, образувани в резултат на кондензацията на пара, но не на повърхността на земята, а във въздуха. Капчиците са толкова малки и леки, че могат да бъдат окачени във въздуха. Върху тези капчици светлинните лъчи се разпръскват и въздухът става непрозрачен, т.е. видимостта е трудна.

При бързото охлаждане на въздуха, парата, като се насити, може, заобикаляйки течната фаза, незабавно да премине в твърда. Това обяснява появата на скреж по дърветата. Някои интересни оптични явленияв небето (например ореол) са причинени от преминаването на слънчеви или лунни лъчи през перисти облаци, състоящи се от малки ледени кристали.

5.Инструменти за определяне на влажността.

Най-простите устройства за определяне на влажността са хигрометри с различни конструкции (конденз, филм, коса) и психрометър.

Принцип на действие кондензационен хигрометървъз основа на измерване на точката на оросяване и определяне на абсолютната влажност в помещението от нея. Познаване на температурата в помещението и плътността, съответстваща на тази температура наситени паринамерете относителната влажност на въздуха.

Действие филмови и хигрометри за косасвързани с промяна в еластичните свойства на биологичните материали. С увеличаване на влажността тяхната еластичност намалява и филмът или косата се разтягат до по-голяма дължина.

Психрометърсе състои от два термометъра, в единия от които резервоарът със спирт е увит с влажна кърпа. Тъй като влагата постоянно се изпарява от тъканта и следователно топлината се отстранява, температурата, посочена от този термометър, ще бъде по-ниска през цялото време. Колкото по-малко влажен е въздухът в помещението, толкова по-интензивно е изпарението, термометърът с мокър резервоар охлажда повече и показва по-ниска температура. Според температурната разлика между сухи и мокри термометри, като използвате съответната психрометрична таблица, определете относителната влажност на въздуха в дадено помещение.

… как относителната влажност на въздуха влияе върху параметрите на изсъхване на бои и лакове на водна основа?

Относителна влажност на въздуха - оказва значително влияние както върху скоростта, така и върху пълнотата на изсушаване на водата боядисване.

Относителната влажност е параметър, който определя колко повече вода е готов да поеме въздухът под формата на пара.

Относителна влажност

Относителната влажност е съотношението на количеството водна пара във въздуха към максималното възможно количество пара при дадена температура.

От определението поне става ясно, че въздухът може да съдържа само ограничено количество вода и това количество зависи от температурата.

Когато влажността на въздуха е 100%, това означава, че максималното възможно количество водна пара е във въздуха и въздухът не може да поеме повече. С други думи, изпаряването на водата при тези условия е невъзможно.

Колкото по-ниска е относителната влажност на въздуха, толкова повече водаможе да се превърне в пара и толкова по-висока е скоростта на изпаряване. Но този процес не е безкраен - ако изпаряването се случи в затворено пространство (например в сушилнята няма абсорбатор), тогава в един момент изпаряването ще спре.

Абсолютна влажност

Таблицата показва стойностите на абсолютната влажност на въздуха с относителна влажност 100% в температурния диапазон, който ни интересува и поведението на параметъра на относителната влажност с повишаване на температурата.

От горните данни се вижда, че при запазване на стойността на абсолютната влажност с повишаване на температурата стойността на относителната влажност намалява.

Стойността на максималната абсолютна влажност при определена температура дава възможност да се изчисли ефективността на сушилнята, или по-точно, неефективността на сушилнята без принудителна вентилация.

Да кажем, че имаме сушилня - помещение 7 на 4 и височина 3 метра, което е 84 кубика. И да предположим, че искаме да изсушим в това помещение 100 броя PVC профили за прозорци или 160 фасадни панела от стъкло или фиброцимент с размери 600 на 600 mm; което е около 60 кв.м. повърхности.

За боядисване на такава повърхност ще бъдат използвани 6 литра боя; Приблизително 2 литра вода трябва да се изпари, за да изсъхне напълно боята. В същото време, според таблицата, при температура от 20 ° C, 84 кубични метра. въздух може да съдържа максимум 1,5 литра вода.

Тоест, дори ако въздухът първоначално имаше нулева абсолютна влажност, боята на водна основа в тази стая няма да изсъхне без принудителна вентилация.

Намаляване на относителната влажност

Тъй като за полимеризация на боя на водна основа необходимо условиее пълното изпаряване на водата, тогава стойността на относителната влажност на въздуха оказва значително влияние върху скоростта на сушене и дори върху производителността на полимерното покритие.

Но не е толкова страшно, колкото може да изглежда. Например, ако внесете външен въздух със 100% относителна влажност и температура 5°C и го загреете до 15°C, въздухът ще има само 53% относителна влажност.

Влагата не е изчезнала от въздуха, тоест абсолютната влажност не се е променила, но въздухът е готов да поеме два пъти повече вода, отколкото при ниска температура.

Тоест, не е необходимо да се използват изсушители или кондензатори, за да се получат приемливи параметри за изсушаване на боята - достатъчно е да се повиши температурата над температурата на околната среда.

Колкото по-голяма е температурната разлика между външния въздух и въздуха, подаван в сушилнята, толкова по-ниска е относителната влажност на последния.