Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Влажность воздуха

Тема: Определение влажности воздуха

Цель работы: приобретение практических навыков определения влажности воздуха.

Оборудование:

1 – психрометр:

− А – термометры;

− В – ключ для вентилятора;

2 – лабораторный стакан для смачивания одного из термометров психрометра (левого).

Упражнение 1: определить влажность воздуха в аудитории.

Знаете, что общего между пустыней Сахара и обычной квартирой с центральным отоплением? Влажность воздуха! И там, и там она одинакова. Всего 20-25 %! Что означает это число? Попытаемся разобраться.

Только что срубленное бальсовое дерево может иметь влажность, доходящую до 600%, и весить очень много. В высушенном состоянии это дерево легче пробки. Из бальсового дерева был сделан плот Kon Tiki знаменитого норвежского путешественника Тура Хейердала.

Вследствие испарения воды с океанов, озер и рек, а также с поверхности суши и растительности, атмосферный воздух содержит водяной пар. Содержание водяного пара в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютной влажностью называют массу водяного пара, фактически содержащегося при данных условиях в 1 м³ воздуха (m_{пара в 1 м³воздуха}).

Воздух, содержащий максимальное количество влаги, которое он может удержать, называется насыщенным. Как видно из рисунка, максимальное количество влаги m_{насыщенного пара в 1 м³воздуха} зависит от температуры воздуха.

Относительной влажностью называется отношение количества водяного пара, фактически имеющегося в воздухе, к тому количеству, которое необходимо для его насыщения при той же температуре:

Для измерения влажности воздуха применяется психрометрический метод. Познакомимся с ним.

Краткие теоретические сведения: психрометрический метод измерения влажности воздуха

Инструмент, используемый для измерения количества водяного пара в воздухе, называется психрометром.

Он состоит из двух термометров: сухого и влажного. Термометры крепятся рядом на одном основании. Поверхность одного покрывается грубой намоченной тканью, которая может удерживать влагу. Поверхность второго термометра остается свободной и сухой. Испарение воды с предмета охлаждает его. Если воздух содержит много водяных паров, влага с мокрого термометра улетучивается медленно, и он не показывает сильного понижения температуры. Если воздух сухой, влага с мокрого термометра испаряется быстро и мокрый термометр показывает температуру значительно более низкую, чем сухой термометр.

Относительная влажность может быть определена по психрометрической номограмме путем сопоставления двух температур.

Относительная влажность определяется как точка пересечения вертикальных прямых (температура «сухого» t_сух термометра) и наклонных прямых (температура «влажного» t_влаж термометра). Пример: t_сух = 23⁰С, t_влаж = 23⁰С. Используя линейку, получим ϕ =39%.

План проведения работы: упражнение 1: определить влажность воздуха в аудитории

1. В лабораторный стакан налейте воды.

2. Смочите обмотанный тканью левый термометр, для этого поднимайте стакан до тех пор, пока конец левого термометра не окажется погруженным в воду. Опустите стакан.

3. Ключом В заведите вентилятор (3-4 оборота ключа) и следите за показаниями термометров. Когда показания установятся (через 4-5 мин), их запишите в таблицу 1. Вентилятор при этом должен работать.

Таблиця 1

4. Повторите пункты 2, 3 пять раз. Пользуясь номограммой, для каждого опыта определите относительную влажность воздуха в аудитории. Вычислите ошибку измерений.

Контрольные вопросы

1. В субботу температура воздуха была выше, чем в воскресенье. Масса водяного пара в 1 м³ оставалась постоянной. В какой из дней относительная влажность воздуха была больше? Учтите, что масса насыщенного пара в единице объема увеличивается с ростом температуры.

2. При одной и той же температуре насыщенный пар в закрытом сосуде отличается от ненасыщенного пара в таком же сосуде:

а) плотностью;

в) скоростью движения молекул;

с) средней энергией хаотического движения молекул;

д) отсутствием примеси посторонних газов.

3. В сосуде под поршнем находится ненасыщенный пар. Его можно сделать насыщенным,

а) повышая температуру;

в) уменьшая объем сосуда;

с) увеличивая внутреннюю энергию;

д) добавляя в сосуд другой газ.