رطوبت نسبی و مطلق - چیست؟ رطوبت هوا. روش های تعیین رطوبت هوا رطوبت هوا با چه ویژگی هایی مشخص می شود؟

در این درس، مفهوم رطوبت مطلق و نسبی هوا معرفی می شود، اصطلاحات و کمیت های مرتبط با این مفاهیم مورد بحث قرار می گیرد: بخار اشباع، نقطه شبنم، ابزار اندازه گیری رطوبت. در طول درس با جداول چگالی و فشار بخار اشباع و جدول سایکرومتریک آشنا می شویم.

برای انسان، سطح رطوبت یک پارامتر محیطی بسیار مهم است، زیرا بدن ما بسیار فعال به تغییرات آن واکنش نشان می دهد. به عنوان مثال، مکانیزمی برای تنظیم عملکرد بدن، مانند تعریق، ارتباط مستقیمی با دما و رطوبت محیط دارد. در رطوبت بالا، فرآیندهای تبخیر رطوبت از سطح پوست عملاً با فرآیندهای متراکم شدن آن جبران می شود و خروج گرما از بدن مختل می شود که منجر به اختلال در تنظیم حرارت می شود. در رطوبت کم، فرآیندهای تبخیر رطوبت بر فرآیندهای تراکم غالب می شود و بدن مایعات زیادی را از دست می دهد که می تواند منجر به کم آبی بدن شود.

میزان رطوبت نه تنها برای انسان و دیگر موجودات زنده، بلکه برای جریان فرآیندهای تکنولوژیکی نیز مهم است. به عنوان مثال، به دلیل خاصیت شناخته شده آب برای رسانش جریان الکتریکی، محتوای آن در هوا می تواند عملکرد صحیح اکثر وسایل الکتریکی را به طور جدی تحت تاثیر قرار دهد.

علاوه بر این، مفهوم رطوبت مهمترین معیار برای ارزیابی شرایط آب و هوایی است که همه آن را از پیش بینی های هواشناسی می دانند. شایان ذکر است که اگر رطوبت را در زمان های مختلف سال در شرایط آب و هوایی معمول خود مقایسه کنیم، در تابستان بیشتر و در زمستان کمتر است که به ویژه با شدت فرآیندهای تبخیر در دماهای مختلف همراه است.

ویژگی های اصلی هوای مرطوب عبارتند از:

1. چگالی بخار آب در هوا؛
2. رطوبت نسبی.

هوا یک گاز مرکب است و حاوی گازهای مختلفی از جمله بخار آب است. برای تخمین مقدار آن در هوا، باید تعیین کرد که بخار آب چه جرمی در یک حجم اختصاص داده شده خاص دارد - این مقدار با چگالی مشخص می شود. چگالی بخار آب در هوا نامیده می شود رطوبت مطلق.

تعریف.رطوبت مطلق هوا- میزان رطوبت موجود در یک متر مکعب هوا.

تعیینرطوبت مطلق: (همانطور که نام معمول برای چگالی است).

واحدهارطوبت مطلق: (در SI) یا (برای راحتی اندازه گیری مقدار کمی بخار آب در هوا).

فرمولمحاسبات رطوبت مطلق:

نام گذاری ها:

جرم بخار (آب) در هوا، کیلوگرم (در SI) یا گرم؛

حجم هوای حاوی جرم مشخص شده بخار است.

از یک طرف، رطوبت مطلق هوا یک مقدار قابل درک و راحت است، زیرا تصوری از محتوای آب خاص در هوا بر حسب جرم می دهد؛ از طرف دیگر، این مقدار از نظر حساسیت ناخوشایند است. رطوبت موجودات زنده معلوم می شود که برای مثال، یک فرد محتوای جرمی آب را در هوا احساس نمی کند، بلکه محتوای آن را نسبت به حداکثر مقدار ممکن احساس می کند.

برای توصیف چنین برداشتی، کمیت زیر معرفی شد: رطوبت نسبی.

تعریف.رطوبت نسبی- مقداری که نشان می دهد بخار چقدر از اشباع فاصله دارد.

یعنی مقدار رطوبت نسبی، به عبارت ساده، این را نشان می دهد: اگر بخار از اشباع دور باشد، رطوبت کم است، اگر نزدیک باشد، زیاد است.

تعیینرطوبت نسبی: .

واحدهارطوبت نسبی: %.

فرمولمحاسبات رطوبت نسبی:

تعیین ها:

چگالی بخار آب (رطوبت مطلق)، (در SI) یا ;

چگالی بخار آب اشباع شده در دمای معین، (در SI) یا .

همانطور که از فرمول مشاهده می شود، شامل رطوبت مطلق است که قبلاً با آن آشنا هستیم و چگالی بخار اشباع شده در همان دما. این سوال مطرح می شود: چگونه می توان مقدار دوم را تعیین کرد؟ دستگاه های خاصی برای این کار وجود دارد. در نظر خواهیم گرفت متراکم شدنرطوبت سنج(شکل 4) - وسیله ای که برای تعیین نقطه شبنم استفاده می شود.

تعریف.نقطه شبنم- دمایی که در آن بخار اشباع می شود.

برنج. 4. رطوبت سنج تراکم ()

مایعی که به راحتی تبخیر می شود، به عنوان مثال اتر، در ظرف دستگاه ریخته می شود، یک دماسنج (6) وارد می شود و هوا با استفاده از یک لامپ (5) از داخل ظرف پمپ می شود. در نتیجه افزایش گردش هوا، تبخیر شدید اتر شروع می شود، به همین دلیل دمای ظرف کاهش می یابد و شبنم (قطرات بخار متراکم) روی آینه ظاهر می شود (4). در لحظه ای که شبنم روی آینه ظاهر می شود، دما با استفاده از دماسنج اندازه گیری می شود؛ این دما نقطه شبنم است.

با مقدار دمای بدست آمده (نقطه شبنم) چه باید کرد؟ یک جدول ویژه وجود دارد که در آن داده ها وارد می شود - چه چگالی بخار آب اشباع شده مربوط به هر نقطه شبنم خاص است. شایان ذکر است که با افزایش نقطه شبنم، مقدار چگالی بخار اشباع مربوطه نیز افزایش می یابد. به عبارت دیگر، هر چه هوا گرمتر باشد، رطوبت بیشتری می تواند داشته باشد و بالعکس، هر چه هوا سردتر باشد، حداکثر میزان بخار در آن کمتر می شود.

اجازه دهید اکنون اصل عملکرد انواع دیگر رطوبت سنج ها، دستگاه هایی برای اندازه گیری ویژگی های رطوبت را در نظر بگیریم (از یونانی hygros - "مرطوب" و metreo - "من اندازه گیری می کنم").

رطوبت سنج مو(شکل 5) - وسیله ای برای اندازه گیری رطوبت نسبی، که در آن مو، به عنوان مثال موی انسان، به عنوان یک عنصر فعال عمل می کند.

عملکرد رطوبت سنج مو بر اساس خاصیت موهای بدون چربی برای تغییر طول آن در هنگام تغییر رطوبت هوا است (با افزایش رطوبت طول مو افزایش می یابد و با کاهش آن کاهش می یابد) که امکان اندازه گیری رطوبت نسبی را فراهم می کند. موها روی یک فریم فلزی کشیده شده است. تغییر در طول مو به فلش در حال حرکت در امتداد مقیاس منتقل می شود. لازم به یادآوری است که رطوبت سنج مو مقادیر دقیق رطوبت نسبی را ارائه نمی دهد و عمدتاً برای اهداف خانگی استفاده می شود.

یک دستگاه راحت تر و دقیق تر برای اندازه گیری رطوبت نسبی یک روان سنج (از یونانی باستان ψυχρός - "سرد") است (شکل 6).

یک سایکرومتر از دو دماسنج تشکیل شده است که در یک مقیاس مشترک ثابت هستند. یکی از دماسنج ها دماسنج مرطوب نامیده می شود زیرا در پارچه کامبریک پیچیده شده است که در مخزن آب واقع در پشت دستگاه غوطه ور می شود. آب از پارچه مرطوب تبخیر می شود که منجر به خنک شدن دماسنج می شود، روند کاهش دمای آن تا رسیدن به مرحله ادامه می یابد تا بخار نزدیک پارچه مرطوب به حد اشباع برسد و دماسنج شروع به نشان دادن دمای نقطه شبنم می کند. بنابراین، دماسنج حباب مرطوب دمایی کمتر یا مساوی با دمای واقعی محیط را نشان می دهد. دماسنج دوم دماسنج خشک نامیده می شود و دمای واقعی را نشان می دهد.

بر روی بدنه دستگاه، به عنوان یک قاعده، یک جدول به اصطلاح سایکرومتریک نیز وجود دارد (جدول 2). با استفاده از این جدول می توانید رطوبت نسبی هوای اطراف را از روی مقدار دمایی که دماسنج حباب خشک نشان می دهد و از اختلاف دمای بین لامپ های خشک و مرطوب تعیین کنید.

با این حال، حتی بدون داشتن چنین جدولی، می توانید میزان رطوبت را با استفاده از اصل زیر تقریباً تعیین کنید. اگر قرائت هر دو دماسنج نزدیک به یکدیگر باشد، تبخیر آب از دماسنج مرطوب تقریباً به طور کامل با تراکم جبران می شود، یعنی رطوبت هوا زیاد است. اگر برعکس، اختلاف در قرائت دماسنج زیاد باشد، تبخیر از پارچه مرطوب بر تراکم غالب می شود و هوا خشک و رطوبت کم است.

اجازه دهید به جداولی که به ما امکان می دهد ویژگی های رطوبت هوا را تعیین کنیم، برویم.

درجه حرارت،	فشار، میلی متر rt. هنر	چگالی بخار

جدول 1. چگالی و فشار بخار آب اشباع

اجازه دهید یک بار دیگر توجه کنیم که همانطور که قبلاً گفته شد، مقدار چگالی بخار اشباع با دمای آن افزایش می یابد، همین امر در مورد فشار بخار اشباع نیز صدق می کند.

جدول 2. جدول روان سنجی

به یاد بیاوریم که رطوبت نسبی با مقدار قرائت لامپ خشک (ستون اول) و تفاوت بین قرائت خشک و مرطوب (ردیف اول) تعیین می شود.

در درس امروز ما در مورد یک ویژگی مهم هوا - رطوبت آن - یاد گرفتیم. همانطور که قبلاً گفتیم رطوبت در فصل سرد (زمستان) کاهش و در فصل گرم (تابستان) افزایش می یابد. مهم است که بتوانیم این پدیده ها را تنظیم کنیم، به عنوان مثال در صورت نیاز به افزایش رطوبت، چندین مخزن آب را در فصل زمستان در داخل خانه قرار دهیم تا فرآیند تبخیر افزایش یابد، اما این روش تنها در دمای مناسب موثر خواهد بود. که بالاتر از بیرون است.

در درس بعدی به بررسی کار گاز و اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی خواهیم پرداخت.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Gendenshtein L.E.، Kaidalov A.B.، Kozhevnikov V.B. / اد. Orlova V.A., Roizena I.I. فیزیک 8. - M.: Mnemosyne.
2. پریشکین A.V. فیزیک 8. - M.: Bustard، 2010.
3. Fadeeva A.A.، Zasov A.V.، Kiselev D.F. فیزیک 8. - م.: اشراق.

1. پورتال اینترنتی "dic.academic.ru" ()
2. پورتال اینترنتی "baroma.ru" ()
3. پورتال اینترنتی "femto.com.ua" ()
4. پورتال اینترنتی «youtube.com» ()

مشق شب

برای تعیین کمیت مقدار بخار آب در جو، از ویژگی های مختلف رطوبت هوا استفاده می شود.

فشار جزئی بخار آب (ه) - اصلی ترین و متداول ترین مشخصه رطوبت. این بخشی از فشار کل است که ناشی از یک گاز معین است. فشار جزئی با چگالی و دمای مطلق آن متناسب است. در هکتوپاسکال بیان می شود.

رطوبت نسبی (f) - نسبت فشار بخار واقعی به فشار بخار اشباع شده در دمای معین، به صورت درصد بیان می شود:

رطوبت مطلق (آ) - جرم بخار آب بر حسب گرم در 1 متر مکعب هوا، یعنی. چگالی بخار آب بر حسب گرم بر متر مکعب بیان می شود.

برای رطوبت مطلق آعبارت زیر درست است:

اگر هدر hPa، و اگر هدر میلی متر rt. هنر،

جایی که e - در هکتوپاسکال (hPa)؛ T - به کلوین (K). اگر چگالی بخار آب ρw = (0.622e)/(Rd T) بر حسب گرم در 1 متر مکعب و e در hPa بیان شود، این عبارت را بدست می آوریم.

رطوبت مطلق در طی فرآیندهای آدیاباتیک تغییر می کند. هنگامی که هوا منبسط می شود، حجم آن افزایش می یابد و همان مقدار بخار آب در حجم زیادی توزیع می شود. بنابراین رطوبت مطلق کاهش می یابد. هنگامی که هوا فشرده می شود، رطوبت مطلق افزایش می یابد.

رطوبت خاص(کسر جرمی بخار آب) (q) - نسبت جرم بخار آب در یک حجم معین به کل جرم هوای مرطوب در همان حجم. اگر این حجم برابر با 1 متر مکعب باشد، رطوبت مخصوص q را می توان به عنوان نسبت چگالی بخار آب به چگالی کل هوای مرطوب تعیین کرد: q= ρ w / ρ.

.

زیرا مقدار (0.378 e/r) در مقایسه با وحدت کوچک است، سپس می توان آن را بدون خطاهای بزرگ دور انداخت، فرمول به شکل زیر خواهد بود:

بنابراین با دانستن فشار بخار آب و فشار هوا می توان رطوبت مخصوص را محاسبه کرد.

رطوبت خاص یک کمیت بدون بعد است. از این بیان مشخص است که مقادیر آن همیشه کوچک است، زیرا آرچند برابر بیشتر ه. مطابق با GOST، رطوبت خاص بر حسب ppm (‰) بیان می شود. با این حال، در عمل اغلب به عنوان تعداد گرم بخار آب در هر کیلوگرم هوا بیان می شود:

بر خلاف رطوبت مطلق، رطوبت خاص در طول انبساط آدیاباتیک یا فشرده سازی هوا تغییر نمی کند، زیرا در طی فرآیندهای آدیاباتیک حجم هوا تغییر می کند، اما جرم آن تغییر نمی کند.

یکی دیگر از ویژگی های بدون بعد، ارزش نزدیک به رطوبت خاص است – نسبت مخلوط (اس). نسبت مخلوط، نسبت جرم بخار آب به جرم هوای خشک در همان حجم است. مانند رطوبت خاص، در عمل نسبت مخلوط به صورت تعداد گرم بخار آب در هر کیلوگرم هوای خشک بیان می شود:

دمایی که در آن بخار آب موجود در هوا در فشار کل هوا ثابت به حد اشباع می رسد، نامیده می شود نقطه شبنم (τ ) . بنابراین، اگر در دمای هوا ± 27 درجه سانتیگراد فشار بخار در آن 23.4 hPa باشد، چنین هوایی اشباع نمی شود. برای اشباع شدن آن باید دمای آن را به +20 درجه سانتیگراد کاهش دهید. این دمای 20+ درجه سانتیگراد نقطه شبنم در این مورد است. بدیهی است که هرچه اختلاف بین دمای واقعی و نقطه شبنم کمتر باشد، هوا به اشباع نزدیک‌تر است. در حالت اشباع، نقطه شبنم برابر با دمای واقعی است.

تفاوت بین دمای هوا T و نقطه شبنم T نامیده می شود کمبود نقطه شبنم (Δ ) :

تفاوت بین فشار بخار اشباع E در دمای هوای معین و فشار بخار واقعی e در هوا نامیده می شود. کمبود اشباع من (D ):

در هکتوپاسکال بیان می شود.

5. رطوبت روزانه و سالانه هوا. توزیع جغرافیایی
رطوبت هوا

محتوای مطلق بخار آب در هوا را می توان با مقادیر زیر مشخص کرد: فشار جزئی، رطوبت مطلق و نسبت مخلوط.

فشار جزئی بخار آب روزانه و سالانه متفاوت است. دامنه چرخه روزانه در عرض های جغرافیایی معتدل کم است: 1-2 hPa در پاییز و زمستان و 3-4 hPa در بهار و تابستان، اگرچه در برخی روزها به 6-8 hPa افزایش می یابد. در دریا و در نواحی ساحلی، فشار جزئی بخار آب به موازات تغییرات روزانه دمای هوا، یک تغییر روزانه ساده دارد (فشار جزئی در طول روز، زمانی که دما بالاتر است، بیشتر است). این نیز برای بخش های داخلی در طول فصل سرد معمول است.

در فصل گرم، در داخل قاره ها، فشار جزئی بخار آب دارای یک چرخه روزانه دو برابر است: 2 حداکثر و 2 حداقل. حداقل اول مصادف با حداقل دمای هوا (اوایل صبح) است. سپس فشار جزئی تا ساعت 9 صبح افزایش می یابد و پس از آن تا ساعت 3 بعد از ظهر کاهش می یابد که حداقل دوم رخ می دهد. علاوه بر این، در مکان های خشک این حداقل چیز اصلی است. حداکثر دوم در حدود 21-22 ساعت مشاهده می شود.دلیل این چرخه دو روزه، توسعه همرفت در ساعات بعدازظهر است که باعث حرکت بخار آب از پایین به بالا می شود که منجر به کاهش محتوای آب می شود. بخار در سطح زمین (حداقل اول). حداقل دوم به دلیل تراکم بخار آب در شب تشکیل می شود.

تغییرات سالانه فشار بخار آب موازی با تغییر دما است: در تابستان بیشتر است، در زمستان کمتر است. هر چه دامنه سالانه بیشتر باشد، دامنه دما بیشتر می شود. در بلاروس، فشار جزئی از 3-4 hPa در ژانویه تا 14-15 hPa در ماه جولای متغیر است.

رطوبت نسبی هوا بیشترین علاقه عملی را دارد، زیرا درجه اشباع هوا با بخار آب را مشخص می کند. رطوبت نسبی هوا نیز دارای چرخه روزانه و سالانه است.

تغییرات روزانه رطوبت نسبی هوا به تغییرات روزانه فشار جزئی و تغییرات روزانه فشار اشباع بستگی دارد که به نوبه خود به دمای هوا بستگی دارد. فشار جزئی در طول روز کمی تغییر می کند و فشار اشباع به همراه دما به شدت تغییر می کند. بنابراین، تغییرات روزانه رطوبت نسبی با تغییرات روزانه دما منطبق نیست. با کاهش دما، رطوبت نسبی افزایش می یابد و بالعکس. حداقل رطوبت نسبی روزانه در حوالی ظهر (حداکثر دما) و حداکثر روزانه با حداقل دما (در حوالی طلوع خورشید) مصادف است.

در بلاروس، تغییرات روزانه رطوبت نسبی در ماه های زمستان عملا بیان نمی شود (دامنه فقط 3-5٪ است). در تابستان، تفاوت بین مقادیر شدید می تواند به طور متوسط ​​دراز مدت به 15-20٪ برسد و در جنوب شرقی (ایستگاه Vasilevichy) از 30٪ فراتر می رود.

در طول سال، رطوبت نسبی هوا نیز برعکس دما تغییر می کند. استثنا مناطق موسمی است که در آن دوره با حداکثر رطوبت نسبی با دوره های بادهای دریایی و باران های موسمی (تابستان) همزمان است. و در زمستان رطوبت نسبی هوا کاهش می یابد که به دلیل خروج هوا از سرزمین اصلی است.

کمترین مقدار رطوبت نسبی (65-70٪) در بلاروس نه در گرمترین ماه سال، بلکه در بهار انتقالی - مه رخ می دهد، زمانی که افزایش دما در زمین سریعتر از افزایش رطوبت در زمین است. توده های هوایی که از سطح اقیانوس می آیند. در تابستان، رطوبت نسبی هوا به آرامی افزایش می یابد، به طور متوسط ​​2-4٪ در ماه. در فصل سرد سال (اکتبر - مارس) میانگین رطوبت نسبی ماهانه 80-90٪ است، حداکثر در دسامبر 87-90٪ مشاهده می شود. از ژانویه، رطوبت نسبی هوا کاهش می یابد.

توزیع جغرافیایی رطوبت هوا به تبخیر و انتقال رطوبت توسط جریان هوا بستگی دارد. در نقشه های جغرافیایی، خطوط فشار بخار آب از همدما پیروی می کنند، به خصوص در فصل سرد. بالاترین مقادیر e در طول سال در استوا مشاهده می شود (20-25 hPa، تا 30-35 hPa). فشار جزئی با عرض جغرافیایی کاهش می‌یابد، بیشتر در خشکی تا روی اقیانوس. در مناطق داخلی قطب جنوب و قطب سرد یاکوت، فشار جزئی بخار آب کمتر از 0.1 hPa است. در تابستان، ایزوله های فشار جزئی از روی زمین از نزدیکی دایره های عرضی عبور می کنند (دما افزایش می یابد، و تبخیر توسط ذخایر رطوبت محدود می شود). در مناطق خشکی با آب و هوای دریایی، فشار جزئی هم در زمستان و هم در تابستان مقادیر بالایی دارد (گردش جوی)، در مناطق موسمی در زمستان کم و در تابستان زیاد است. به طور متوسط، رطوبت مطلق سالانه برای کل زمین 11 گرم بر متر مکعب است.

رطوبت نسبی در منطقه استوایی (به طور متوسط ​​85٪ یا بیشتر)، در مناطق زیر قطبی و قطبی بالا است. اما دلایل چنین رطوبت نسبی زیاد متفاوت است: در حالت اول، فشار جزئی زیاد است و دماها خیلی زیاد نیست (ابری)، در مورد دوم، فشار جزئی کم است و دماها پایین است، به ویژه در زمستان. رطوبت نسبی هوا در زمستان نیز در عرض های جغرافیایی معتدل زیاد است. در تابستان - همچنین در مناطق موسمی هند (باد از اقیانوس). رطوبت نسبی بسیار کم در تمام طول سال در بیابان های گرمسیری و نیمه گرمسیری: صحرا، عربستان، مکزیک، استرالیا و غیره که دما بسیار بالا و فشار جزئی بسیار پایین است. در تابستان - همچنین در بیابان های فرا گرمسیری کلرادو و آسیای مرکزی. در زمستان - در هند، جایی که باد قاره ای می وزد.

فشار جزئی بخار آب با افزایش ارتفاع، سریعتر از فشار کل (و چگالی) هوا کاهش می یابد. رطوبت نسبی با ارتفاع کمتر به طور منظم تغییر می کند. به طور کلی رطوبت نسبی هوا با ارتفاع کاهش می یابد، اما در ارتفاعاتی که تشکیل ابر رخ می دهد، افزایش می یابد. در لایه هایی با توزیع دما معکوس، رطوبت نسبی هوا کاهش می یابد.

در ارتفاع 1.5-2 کیلومتری، چگالی بخار آب به طور متوسط ​​2 برابر کمتر می شود و در ارتفاع 5-6 کیلومتری، محتوای بخار آب در هوا 10 برابر کمتر از سطح زمین است (در حالی که چگالی کل هوا فقط 2 برابر کاهش می یابد). در ارتفاع 10-12 کیلومتری، فشار بخار آب 100 برابر کمتر از فشار زمین است. بنابراین، بیش از 10-15 کیلومتر محتوای بخار آب در هوا ناچیز است.

برای تعیین کمی رطوبت هوا، از ویژگی های زیر استفاده می شود: فشار بخار آب، رطوبت مطلق، کسر جرمی بخار آب، رطوبت نسبی، کمبود رطوبت، نقطه شبنم و کسری نقطه شبنم.

فشار بخار آب ( ه) فشار جزئی بخار آب موجود در هوا بر حسب میلی متر جیوه (میلی متر جیوه) یا هکتوپاسکال (hPa) است. حداکثر فشار بخار آب ممکن در یک دمای معین نامیده می شود کشش اشباع یا حداکثر کشش(E) . هنگامی که خاصیت ارتجاعی بخار آب مطابق با خاصیت ارتجاعی اشباع باشد، هوا از بخار آب اشباع می شود و فرآیند تراکم یا تصعید با تشکیل قطرات آب یا بلورهای یخ آغاز می شود.

کمبود رطوبتیا عدم اشباع(د) - این تفاوت بین کشش اشباع در یک دمای معین و کشش واقعی بخار آب است.

د=E-ه

رطوبت مطلق ( آ) جرم بخار آب در گرم است

1 متر مکعب هوا (g/m3). برای یک فضای اشباع، رطوبت مطلق نامیده می شود

بخار آب اشباعیا رطوبت شدید(آ) .

کشش واقعی و رطوبت مطلق به طور مستقیم به آن بستگی دارد

دمای سطح تبخیر، و کشش اشباع و حداکثر رطوبت به دمای هوا بستگی دارد (جدول 2.3).

جدول 2.3. وابستگی کشش اشباع و حداکثر رطوبت به دمای هوا

رابطه بین فشار بخار آب و رطوبت مطلق به صورت زیر است:

(ه- mmHg)، (2.13)

آ=0,8 ه

(ه- hPa)، (2.14)

ضریب انبساط حجمی هوا؛

تی- دمای هوا بر حسب درجه سانتی گراد

کسر جرمی بخار آب ( س) - مقدار بخار آب بر حسب گرم در هر

1 کیلوگرم هوای مرطوب (گرم بر کیلوگرم). با رابطه زیر به فشار بخار آب مربوط می شود:

جایی که: آر-فشار هوا.

س=622 ه , (2.15)

تا همین اواخر، این ویژگی نامیده می شد رطوبت خاص . اگر تراکم بخار آب یا تبخیر اضافی رخ ندهد، کسر جرمی بخار آب با گرم کردن، سرد کردن، فشرده‌سازی و انبساط هوا تغییر نمی‌کند.

رطوبت نسبی ( f) نسبت مقدار بخار آب موجود در هوا به حداکثر ممکن در یک دمای معین است که به صورت درصد بیان می شود.

f=آ 100% , (2.16)

f= 100% , (2.17)

رطوبت نسبی درجه اشباع هوا با بخار آب را در دمای معین مشخص می کند و با دمای هوا رابطه معکوس دارد.

نقطه شبنم(td) - این دمایی است که لازم است هوا در آن خنک شود تا بخار آب موجود در آن در مقادیر ثابت فشار و کسر جرمی بخار آب (رطوبت خاص) به حالت اشباع برسد. هنگامی که دمای هوا برابر با نقطه شبنم باشد، رطوبت نسبی 100٪ است. t = td, f= 100٪. نقطه شبنم همیشه کمتر یا مساوی با دمای هوا است. در نقشه های آب و هوا، نقطه شبنم بر حسب درجه سانتیگراد به نزدیکترین دهم به صورت زیر رسم می شود:

Td Td Td 125

td= 12.5 درجه سانتیگراد

td= -2.8 درجه سانتی گراد

کمبود نقطه شبنم ( ∆td) تفاوت بین دمای هوا و نقطه شبنم است.

∆td = t- td(2.18)

کسری نقطه شبنم نشان می دهد که هوا باید چند درجه خنک شود تا بخار آب موجود در آن به حالت اشباع برسد. با دقت کافی می توانیم فرض کنیم که چه زمانی ∆td£ 4 ° C هوا مرطوب است، و در ∆td> 4 درجه سانتیگراد - خشک.

اطلاعات کلی

رطوبت به ماهیت ماده و در جامدات، علاوه بر این، به درجه ظرافت یا تخلخل بستگی دارد. محتوای مواد شیمیایی متصل شده، به اصطلاح آب اساسی، به عنوان مثال، هیدروکسیدها، که تنها در طی تجزیه شیمیایی آزاد می شوند، و همچنین آب هیدرات کریستالی در مفهوم رطوبت گنجانده نشده است.

واحدهای اندازه گیری و ویژگی های تعریف مفهوم "رطوبت"

• رطوبت معمولاً با مقدار آب موجود در یک ماده مشخص می شود که به صورت درصد (%) جرم اصلی ماده مرطوب بیان می شود. رطوبت انبوه) یا حجم آن ( رطوبت حجمی).

• رطوبت را می توان با محتوای رطوبت نیز مشخص کرد رطوبت مطلق- مقدار آب در واحد جرم قسمت خشک ماده. این تعیین میزان رطوبت به طور گسترده ای برای ارزیابی کیفیت چوب استفاده می شود.

این مقدار را نمی توان همیشه به دقت اندازه گیری کرد، زیرا در برخی موارد حذف تمام آب غیر متراکم و وزن کردن جسم قبل و بعد از این عملیات غیرممکن است.

• رطوبت نسبی میزان رطوبت را در مقایسه با حداکثر مقدار رطوبتی که یک ماده می تواند در حالت تعادل ترمودینامیکی داشته باشد مشخص می کند. رطوبت نسبی معمولاً به عنوان درصد حداکثر اندازه گیری می شود.

روش های تعیین

کارل فیشر تیتراتور

تعیین میزان رطوبت بسیاری از غذاها، مواد و غیره مهم است. فقط در یک رطوبت معین، بسیاری از بدنه ها (دانه، سیمان و غیره) برای هدفی که برای آن در نظر گرفته شده اند مناسب هستند. فعالیت حیاتی جانوران و موجودات گیاهی تنها در محدوده خاصی از رطوبت و رطوبت نسبی هوا امکان پذیر است. رطوبت می تواند خطای قابل توجهی در وزن یک کالا ایجاد کند. یک کیلوگرم شکر یا غلات با رطوبت 5% و 10% حاوی مقادیر متفاوتی شکر یا دانه خشک خواهد بود.

اندازه گیری رطوبت با خشک کردن رطوبت و تیتراسیون رطوبت کارل فیشر تعیین می شود. این روش ها اولیه هستند. علاوه بر آنها، بسیاری دیگر ساخته شده اند که بر اساس نتایج اندازه گیری رطوبت با استفاده از روش های اولیه و نمونه های رطوبت استاندارد کالیبره شده اند.

رطوبت هوا

رطوبت هوا مقداری است که محتوای بخار آب در جو زمین را مشخص می کند - یکی از مهم ترین ویژگی های آب و هوا و آب و هوا.

رطوبت نسبی معمولاً به صورت درصد بیان می شود.

رطوبت نسبی در منطقه استوایی (متوسط ​​سالانه تا 85٪ یا بیشتر) و همچنین در عرض های جغرافیایی قطبی و در زمستان در داخل قاره های عرض جغرافیایی میانی بسیار زیاد است. در تابستان، رطوبت نسبی بالا مشخصه مناطق موسمی است. رطوبت نسبی کم در بیابان های نیمه گرمسیری و گرمسیری و در زمستان در مناطق موسمی (تا 50٪ و کمتر) مشاهده می شود.

با افزایش ارتفاع، رطوبت به سرعت کاهش می یابد. در ارتفاع 1.5-2 کیلومتری، فشار بخار به طور متوسط ​​نصف سطح زمین است. تروپوسفر 99 درصد از بخار آب اتمسفر را تشکیل می دهد. به طور متوسط ​​در بالای هر متر مربع از سطح زمین حدود 28.5 کیلوگرم بخار آب در هوا وجود دارد.

مقادیر اندازه گیری رطوبت گاز

مقادیر زیر برای نشان دادن میزان رطوبت موجود در هوا استفاده می شود:

رطوبت مطلق هوا جرم بخار آب موجود در یک واحد حجم هوا است، یعنی چگالی بخار آب موجود در هوا [g/m³]. در جو بین 0.1-1.0 گرم در متر مکعب (در زمستان در قاره ها) تا 30 گرم در متر مکعب یا بیشتر (در منطقه استوایی) است. حداکثر رطوبت هوا (حد اشباع) مقدار بخار آبی است که می تواند در هوا در دمای معینی در تعادل ترمودینامیکی (حداکثر مقدار رطوبت هوا در دمای معین)، [g/m³] موجود باشد. با افزایش دمای هوا، حداکثر رطوبت آن افزایش می یابد. فشار بخار، فشار بخار، فشار جزئی اعمال شده توسط بخار آب موجود در هوا (فشار بخار آب به عنوان کسری از فشار اتمسفر). واحد اندازه گیری - Pa. کمبود رطوبت تفاوت بین حداکثر فشار بخار آب ممکن و واقعی [Pa] (تحت شرایط معین: دما و فشار هوا)، یعنی بین کشش اشباع و کشش بخار واقعی است. رطوبت نسبی هوا نسبت فشار بخار به فشار بخار اشباع است، یعنی رطوبت مطلق هوا به حداکثر [% رطوبت نسبی]. دمای نقطه شبنم که در آن گاز با بخار آب درجه سانتی گراد اشباع می شود. رطوبت نسبی گاز 100 درصد است. با هجوم بیشتر بخار آب یا زمانی که هوا (گاز) خنک می شود، تراکم ظاهر می شود. بنابراین، اگرچه شبنم در دمای 10- یا 50- درجه سانتیگراد نمی افتد، یخبندان، یخبندان، یخ یا برف می بارد، نقطه شبنم 10- یا 50- درجه سانتیگراد وجود دارد و مربوط به 2.361 و 0.063 گرم آب است. به ازای هر 1 متر مکعب هوا یا گاز دیگر تحت فشار یک اتمسفر؛ رطوبت ویژه جرم بخار آب بر حسب گرم بر کیلوگرم هوای مرطوب شده [g/kg] است، یعنی نسبت جرم بخار آب و هوای مرطوب. دمای حباب مرطوب دمایی است که در آن یک گاز با بخار آب در آنتالپی ثابت هوا اشباع می شود. رطوبت نسبی گاز 100 درصد است، میزان رطوبت افزایش می یابد و آنتالپی برابر با اولیه است. نسبت اجزای مخلوط (محتوای بخار آب) جرم بخار آب بر حسب گرم بر کیلوگرم هوای خشک [g/kg]، یعنی نسبت جرم بخار آب و هوای خشک.

یادداشت

ادبیات

• Usoltsev V. A.اندازه گیری رطوبت هوا - L.: Gidrometeoizdat، 1959.
• برلینر M. A.اندازه گیری رطوبت - اد. دوم، تجدید نظر شده است و اضافی - م.: انرژی، 1973.

همچنین ببینید

آب و هوا
فصل ها	زمستان بهار تابستان پاییز
ته نشینی	باران باران تگرگ برف غلات شبنم یخبندان یخ
پیش بینی و ابرها رطوبت (مطلقو

اغلب از صفحه تلویزیون یا از بلندگوهای رادیو در مورد فشار و رطوبت هوا می شنویم. اما تعداد کمی از مردم می دانند که شاخص های آنها به چه چیزی بستگی دارد و ارزش های خاصی چگونه بر بدن انسان تأثیر می گذارد.

ابزار و روش های تعیین

برای تعیین میزان اشباع هوا با بخار آب، از ابزارهای خاصی استفاده می شود: روان سنج ها و هیدرومترها. روان سنج آگوست یک نوار با دو دماسنج است: مرطوب و خشک.

اولی در پارچه ای آغشته به آب پیچیده می شود که در حین تبخیر بدن آن را خنک می کند. بر اساس قرائت این دماسنج ها، رطوبت نسبی هوا از جداول مشخص می شود. هیدرومترهای مختلفی وجود دارد؛ عملکرد آنها می تواند بر اساس وزن، فیلم، برق یا مو و همچنین تعدادی از اصول عملکرد دیگر باشد. در سال های اخیر، سنسورهای اندازه گیری یکپارچه محبوبیت پیدا کرده اند. هیدرواستات برای بررسی دقت استفاده می شود.