Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
На рисунке представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность указана в процентах.
Психрометрическая таблица представлена ниже.
 |
Разность показаний сухого и влажного термометров | ||||||||
|
|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 10 | 100 | 88 | 76 | 65 | 54 | 44 | 34 | 24 | 14 |
| 11 | 100 | 88 | 77 | 66 | 56 | 46 | 36 | 26 | 17 |
| 12 | 100 | 89 | 78 | 68 | 57 | 48 | 38 | 29 | 20 |
| 13 | 100 | 89 | 79 | 69 | 59 | 49 | 40 | 31 | 23 |
| 14 | 100 | 90 | 79 | 70 | 60 | 51 | 42 | 33 | 25 |
| 15 | 100 | 90 | 80 | 71 | 61 | 52 | 44 | 36 | 27 |
| 16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 45 | 37 | 30 |
| 17 | 100 | 90 | 81 | 72 | 64 | 55 | 47 | 39 | 32 |
| 18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 64 | 56 | 48 | 41 | 34 |
| 19 | 100 | 91 | 82 | 74 | 65 | 58 | 50 | 43 | 35 |
| 20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 |
| 21 | 100 | 91 | 83 | 75 | 67 | 60 | 52 | 46 | 39 |
| 22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 |
| 23 | 100 | 92 | 84 | 76 | 69 | 61 | 55 | 48 | 42 |
| 24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 |
| 25 | 100 | 92 | 84 | 77 | 70 | 63 | 57 | 50 | 44 |
Какой была относительная влажность воздуха в тот момент, когда проводилась съемка? (Ответ дайте в процентах.)
2
На рисунке представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность воздуха указана в процентах.
Психрометрическая таблица представлена ниже.
|
Разность показаний сухого и влажного термометров | ||||||||
|
|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 10 | 100 | 88 | 76 | 65 | 54 | 44 | 34 | 24 | 14 |
| 11 | 100 | 88 | 77 | 66 | 56 | 46 | 36 | 26 | 17 |
| 12 | 100 | 89 | 78 | 68 | 57 | 48 | 38 | 29 | 20 |
| 13 | 100 | 89 | 79 | 69 | 59 | 49 | 40 | 31 | 23 |
| 14 | 100 | 90 | 79 | 70 | 60 | 51 | 42 | 33 | 25 |
| 15 | 100 | 90 | 80 | 71 | 61 | 52 | 44 | 36 | 27 |
| 16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 45 | 37 | 30 |
| 17 | 100 | 90 | 81 | 72 | 64 | 55 | 47 | 39 | 32 |
| 18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 64 | 56 | 48 | 41 | 34 |
| 19 | 100 | 91 | 82 | 74 | 65 | 58 | 50 | 43 | 35 |
| 20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 |
| 21 | 100 | 91 | 83 | 75 | 67 | 60 | 52 | 46 | 39 |
| 22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 |
| 23 | 100 | 92 | 84 | 76 | 69 | 61 | 55 | 48 | 42 |
| 24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 |
| 25 | 100 | 92 | 84 | 77 | 70 | 63 | 57 | 50 | 44 |
Какой была относительная влажность воздуха в помещении, в котором проводилась съемка? (Ответ дайте в процентах.)
3
Давление пара в помещении при температуре 5 °C равно 756 Па. Давление насыщенного пара при этой же температуре равно 880 Па. Какова относительная влажность воздуха? (Ответ дать в процентах, округлив до целых.)
4
Давление насыщенного пара при температуре 15 °C равно 1,71 кПа. Если относительная влажность воздуха равна 59 % то каково парциальное давление пара при температуре 15 °C? (Ответ дайте в кПа с точностью до сотых.)
5
Относительная влажность воздуха равна 42%, парциальное давление пара при температуре 20 °С равно 980 Па. Каково давление насыщенного пара при заданной температуре? (Ответ дать в паскалях, округлив до целых.)
Пройти тестирование по этим заданиям
Тема 8.
Влажность. Тепловые явления
8
.
02
Водяной пар. Влажность
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами — ЛЕГКО!
Подтемы раздела
влажность. тепловые явления
8.01Тепловые явления. Теплообмен
8.02Водяной пар. Влажность
Решаем задачи
На рисунке изображены два сосуда с влажным воздухом. Используя сведения, приведённые на рисунке,
определите отношение массы водяных паров, содержащихся в сосуде 2, к массе водяных паров,
содержащихся в сосуде 1.
В закрытом сосуде объёмом 10 л при температуре +27 
находится воздух, имеющий влажность 60%.
Давление насыщенных паров воды при этой температуре равно 2000 Па. Какую массу воды надо
испарить в сосуде при данной температуре для того, чтобы влажность воздуха стала равна 100%? Ответ
выразите в миллиграммах и округлите до целого числа.
Указание:округлять только в конечном расчёте
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде равна 40%. Какой будет относительная влажность
воздуха в сосуде (в %), если при неизменной температуре уменьшить объём сосуда в 1,5
раза?
Показать ответ и решение
Влажность находится по формуле:
Здесь 
– давление пара, 
– давление насыщенных паров.
из уравнения Бойля–Мариотта
При уменьшении объема в 1,5 раза давление возрастёт в 1,5 раза и влажность станет равна
60%
Относительная влажность воздуха в сосуде, закрытом поршнем, равна 30%. Какой станет относительная
влажность воздуха в сосуде, если объём сосуда при неизменной температуре увеличить в 1,5 раза? Ответ
дайте в процентах.
В закрытом сосуде при температуре 373 К под поршнем находится водяной пар под давлением 30 кПа.
Каким станет давление пара (в кПа), если, сохраняя его температуру неизменной, объём пара
уменьшить в 3 раза?
В воздухе комнаты при относительной влажности 40% парциальное давление водяного пара равно 980
Па. Найдите давление насыщенных паров (в Па) при данной температуре.
Показать ответ и решение
Влажность находится по формуле:
где
— парциальное давление водяного пара, 
— давление насыщенного водяного пара.
Отсюда
Относительная влажность воздуха при температуре 100 
равна 30%. Определите массу водяного
пара в двух литрах такого влажного воздуха. Ответ приведите в граммах, округлив до тысячных.
На рисунке изображена зависимость давления p насыщенного водяного пара от температуры T. Точкой
A на этом графике обозначено состояние пара, находящегося в закрытом сосуде. Чему равна
относительная влажность воздуха в этом сосуде? Ответ округлите до целого числа процентов.
Показать ответ и решение
Давление водяного пара в точке A:
Давление насыщенных паров при температуре точки А:
Найдем влажность воздуха:
В цилиндрический сосуд, герметично закрытый подвижным поршнем, впрыснули некоторое количество
воды, после чего сдвинули поршень и дождались установления в сосуде теплового равновесия —
получилось состояние 1. Затем поршень передвинули ещё раз, увеличив объём пространства под
поршнем в 3 раза при постоянной температуре. Оказалось, что в результате этого давление водяного
пара в сосуде уменьшилось в 1,5 раза (по сравнению с состоянием 1). Какая была относительная
влажность (в процентах) в сосуде в состоянии 1?
Показать ответ и решение
Так как при изменении объема в 3 раза, давление в сосуде уменьшилось только в 1,5 раза (а не в 3),
значит в ходе процесса изменилось количество водяного пара, то есть вода превращалась в пар
(происходил процесс испарения). Если происходил процесс испарения, то в начальный момент
влажность равна 100%
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 25 %. Какой будет относительная
влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 2 раза? (Ответ дать в
процентах.)
Показать ответ и решение
Влажность воздуха:
где
— давление водяных паров, 
— давление насыщенных паров. Так как воздух
сжимают изотермически, то давление насыщенных паров не меняется, а давление водяных паров
увеличится во столько раз, во сколько уменьшается объем, следовательно, влажность станет
равна:
На рисунке представлены два термометра, используемые для определения относительной
влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность указана в
процентах.
Психрометрическая таблица представлена ниже. Какой была относительная влажность воздуха в тот
момент, когда проводилась съемка? (Ответ дайте в процентах.)
Показать ответ и решение
Показания сухого термометра:
Показания влажного термометра:
Разность температур: 
Из таблицы определяем, что влажность воздуха 
Относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 40 %. Воздух изотермически сжали,
уменьшив его объем в 3 раза. Какова стала относительная влажность воздуха? (Ответ дайте в
процентах.)
Показать ответ и решение
Влажность воздуха:
где
— давление водяных паров, 
— давление насыщенных паров.
Так как воздух сжимают изотермически, то давление насыщенных паров не меняется, а давление
водяных паров увеличится во столько раз, во сколько уменьшается объем, следовательно, влажность
станет равна:
Но
влажность не может быть больше 100%, следовательно, часть пара сконденсировалась и влажность
воздуха 100%
Относительная влажность воздуха в комнате равна 60%. Чему равно отношение концентрации молекул
воды в воздухе комнаты к концентрации молекул воды в насыщенном водяном паре при той же
температуре?
Давление насыщенного пара при температуре 15 
равно 1,71 кПа. Если относительная влажность
воздуха равна 48 % то каково парциальное давление пара при температуре 15 
? (Ответ дайте в
кПа).
Показать ответ и решение
Влажность воздуха:
где 
— давление водяных паров, 
— давление насыщенных паров. Выразим давление
водяных паров
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 30 %. Какой станет относительная
влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 3 раза? (Ответ дать в
процентах.)
Показать ответ и решение
Влажность воздуха:
где
— давление газа, 
— давление насыщенных паров.
Так как воздух сжимают изотермически, то давление насыщенных паров не меняется, а давление
водяных паров увеличится во столько раз, во сколько уменьшается объем, следовательно, влажность
станет равна:
Относительная влажность порции воздуха при некоторой температуре равна 10 %. Во сколько раз
следует изменить давление этой порции воздуха для того, чтобы при неизменной температуре его
относительная влажность увеличилась на 45 %?
Показать ответ и решение
Влажность:
где
— давление газа, 
— давление насыщенных паров. Для того чтобы увеличить влажность
воздуха в на 45 
(с 10 % до 55 %), надо увеличить давление воздуха при неизменной температуре в
5,5 раз.
Парциальное давление водяных паров, содержащихся в воздухе при температуре 100 
, равно 50 кПа.
Определите относительную влажность воздуха. Ответ выразите в процентах.
Относительная влажность воздуха в комнате равна 40 %. Давление насыщенного водяного пара при той
же температуре равно 1,2 кПа. Атмосферное давление равно 100 кПа. Чему равно парциальное давление
водяного пара в комнате? (Ответ дайте в Па.)
Показать ответ и решение
Влажность:
где
— давление газа, 
— давление насыщенного водяного пара.
Определите плотность водяного пара в воздухе, который находится при температуре 100 
, если
известно, что относительная влажность этой порции воздуха равна 40 %. Ответ приведите в кг/м
и
округлите до сотых долей.
Слайд 1
Тема:«Влажность воздуха » Для подготовки учащихся 11 классов при сдаче ЕГЭ Цель : повторение основных понятий, графиков и формул, связанных с влажностью воздуха и рассмотрение примеров решения задач, взятых из материалов по подготовке к ЕГЭ и из вариантов ЕГЭ.
Слайд 2
Основные понятия Динамическое равновесие Насыщенный Ненасыщенный пар Парциальное давление водяного пара Абсолютная влажность Относительная влажность Точка росы
Слайд 3
Водяной пар в воздухе В результате испарения воды с многочисленных водоемов (морей, озер, рек и др.), а также с растительных покровов в атмосферном воздухе всегда содержится водяной пар . От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, функционирование многих его органов, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусств. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять ее. Водяной пар в воздухе обычно является ненасыщенным . Ненасыщенный пар — это пар, который не находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью. Д инамическое равновесие — число молекул, вылетающих из жидкости за 1 с равно числу молекул, возвращающихся обратно, т.е. плотность пара над жидкостью становится постоянной. Насыщенный пар – пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью. Воздух, содержащий водяные пары, называют влажным . Для характеристики содержания водяного пара в воздухе вводят ряд величин: абсолютную влажность, упругость водяного пара и относительную влажность.
Слайд 4
Давление и плотность насыщенного пара быстро возрастают с увеличением температуры (рис. 1, а, б)
Слайд 5
Опыт показывает, что при нагревании жидкости уровень жидкости в закрытом сосуде понижается. Следовательно, масса и плотность пара возрастают. Более сильное увеличение давления насыщенного пара по сравнению с идеальным газом (закон Гей-Люссака не применим к насыщенному пару) объясняется тем, что здесь происходит рост давления не только за счет роста средней кинетической энергии молекул (как у идеального газа), но и за счет увеличения концентрации молекул ; при постоянной температуре давление и плотность насыщенного пара не зависят от объема . На рисунке 2 для сравнения приведены изотермы идеального газа (а) и насыщенного пара (б). Опыт показывает, что при изотермическом расширении уровень жидкости в сосуде понижается, при сжатии — повышается, т.е. изменяется число молекул пара так, что плотность пара остается постоянной .
Слайд 6
p V= (m /M )RT ⇒ p= (ρ/M)RT воздуха называют величину, численно равную массе водяного пара, содержащегося в 1 м 3 воздуха (т.е . плотность водяного пара в воздухе при данных условиях). Упругость водяного пара p — это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе. Парциальное давление — В СИ единицами абсолютной влажности и упругости являются соответственно килограмм на кубический метр ( кг/м 3 ) и паскаль (Па). Иногда используются внесистемные единицы грамм на кубический метр (г/м 3 ) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). 1 г/м³ = 0,001 кг/м³. По величине абсолютной влажности нельзя судить о степени влажности воздуха, так как при одинаковой в нем массе водяного пара, но большей температуре, воздух будет суше, а при меньшей температуре будет влажнее. Абсолютная влажность и упругость водяного пара связаны между собой уравнением состояния( уравнением Менделеева-Клапейрона) Абсолютной влажностью ρ
Слайд 7
Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ о насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в %. Здесь ρ – абсолютная влажность при некоторой температуре, ρ₀ — плотность насыщенного водяного пара при той же температуре и р — давление водяного пара в воздухе при данной температуре (его также называют абсолютной влажностью, или парциальным давлением водяного пара в воздухе), p ₀ — давление насыщенного водяного пара при той же температуре. ρ₀ и p ₀ — можно найти для каждой температуры по таблице( слайд 7 и 8). Если при данной температуре абсолютная влажность воздуха будет равна плотности насыщенных водяных паров, то воздух очень сырой, т.е. его влажность будет равна 100%. Влажность воздуха не может быть больше 100%.
Слайд 8
Значение плотности насыщенного пара ρ 0 при данном давлении и температуре Температура, °С Давление (абсолютное) Па Плотность кг/м 3 0 588 0,00484 5 873 0,00680 10 1226 0,00940 15 1707 0,01283 20 2335 0,01729 25 3169 0,02304 30 4248 0,03036 35 5621 0,03960 40 7377 0,05114 45 9584 0,06543
Слайд 10
ТОЧКА РОСЫ Температура , при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным , называется точкой росы, потому что, если водяной пар охладить ниже точки росы, то выпадет роса, то есть насыщенный водяной пар начнет конденсироваться. По плотности насыщенного водяного пара, приведенного в таблице, можно найти соответствующую этой плотности точку росы. выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.
Слайд 11
Приборы для измерения влажности воздуха Конденсационный гигрометр представляет собой металлическую коробку А , передняя стенка К которой хорошо отполирована (рис. ) Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость — эфир — и вставляют термометр. Пропуская через коробку воздух с помощью резиновой груши Г , вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки К . Давление в области, прилегающей к стенке, можно считать постоянным, так как эта область сообщается с атмосферой и понижение давления за счет охлаждения компенсируется увеличением концентрации пара. Появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным. Зная температуру воздуха и точку росы, можно найти парциальное давление водяного пара и относительную влажность.
Слайд 12
Конденсационный гигрометр В конденсационном гигрометре М. И. Гольцмана температура металлического зеркала , измеряемая электрически , может быть понижена до —150°С с помощью обтекающего его жидкого кислорода или жидкого воздуха. Воздух просасывается через прибор и проходит мимо зеркала, где и происходит конденсация.
Слайд 13
Относительную влажность определяют с помощью психрометра 2 .Психрометр состоит из двух термометров, шарик одного из них обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой (рис. 3). Сухой термометр регистрирует температуру воздуха, а влажный — температуру испаряющейся воды. Но при испарении жидкости ее температура понижается. Чем суше воздух (меньше его относительная влажность), тем интенсивнее испаряется вода из влажной ткани и тем ниже ее температура. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров (так называемая психрометрическая разность) зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицам.
Слайд 14
Волосной гигрометр Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса (человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха , в котором он находится . Рама Волос Стрелка Ролик Груз Волос натянут на металлическую рамку . Изменение длины волоса передаётся стрелке , перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения .
Слайд 15
При решении задач следует помнить законы идеального газа для изопроцессов можно применять лишь к парам, далеким от насыщения. Уравнение Менделеева — Клапейрона для насыщенного пара можно применить лишь в конкретном случае – например, по известной плотности насыщенного пара определить давление насыщенного пара. Если задана температура, то по таблице можно найти его давление и плотность. Если известна температура ненасыщенного пара Т и его точка росы Т p , то с помощью таблиц можно определить абсолютную и относительную влажность при температуре Т, так как при температуре Т p пар станет насыщенным.
Слайд 16
изобарное охлаждение При изобарном охлаждении до температуры t p пар становится насыщенным. При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара p 1 , находящегося в воздухе при температуре t 1 . Точку росы определяют с помощью гигрометров.
Слайд 17
Формулы 1.Уравнение Ван-дер-Ваальса (реальный газ) 2.Влажность воздуха 3. Уравнение Менделеева- Клапейрона
Слайд 18
1.Парциальное давление водяного пара в воздухе при 19 0 С было 1,1кПа. Найти относительную влажность воздуха. 2.Относительная влажность воздуха при температуре 20 0 С составляет 60%. Найти парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе. Обобщенный алгоритм решения задачи 1.Используя, таблицу «Зависимость давления насыщенного пара от температуры», запишите давление насыщенного пара при данной температуре. 2.Выразите все единицы в системе СИ. 3.Запишите формулу влажности воздуха. 4.При необходимости выразите из нее неизвестную величину. 5.Подставьте числовые данные в формулу, получите числовой результат. 6. Проанализируйте полученный результат.
Слайд 19
1.В комнате объемом 40м 3 температура воздуха равна 20 0 С, его относительная влажность составляет 20%. Сколько надо испарить воды, чтобы влажность достигла 50%? Обобщенный алгоритм решения задач 1.Запишите уравнение Менделеева- Клапейрона и выразите из него массу пара. 2 . Используя формулу влажности, найдите парциальное давление в первом случае и определите начальную массу пара. 3. Используя формулу влажности, найдите парциальное давление во втором случае и определите конечную массу пара. 4.Сделайте вычисления. 5 . Проанализируйте результат.
Слайд 20
1.В помещении объемом 60м 3 при температуре 20 0 С относительная влажность воздуха составляет 30%. Какова будет влажность воздуха, если испарить 200г воды? Обобщенный алгоритм решения задач. 1.Запишите формулу влажности. 2.Выразите парциальное давление для первого значения влажности. 3 .Используя уравнение Менделеева- Клапейрона определите первоначальную массу водяного пара в воздухе. 4 . Изменив массу, снова примените уравнение Менделеева -Клапейрона для нахождения парциального давления во втором случае. 5. Определите влажность. 6. Проанализируйте результат.
Слайд 21
Рассмотрим задачи:
Слайд 22
1.ГИА-2010-15 1. В двух комнатах квартиры показания сухих термометров психрометра одинаковы, а показания влажных — отличаются от показаний сухого и различаются между собой. Если показания влажного термометра выше в первой комнате, то влажный платок1) высохнет быстрее в первой комнате 2) высохнет быстрее во второй комнате 3) высохнет за одно и то же время в обеих комнатах 4) не высохнет в первой комнате, если показания психрометра в ней не изменятся
Слайд 23
№ 2.ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А13 и № 3.ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А10. 2. Парциальное давление водяного пара в воздухе при 20 С равно 0,466 кПа, давление насыщенных водяных паров при этой температуре 2,33 кПа. Относительная влажность воздуха равна 1.10 % 2.20 % 3.30 % 4.40 % 3. При какой влажности воздуха человек легче переносит высокую температуру воздуха и почему? при низкой, так как при этом пот испаряется быстро при низкой, так как при этом пот испаряется медленно при высокой, так как при этом пот испаряется быстро при высокой, так как при этом пот испаряется медленно
Слайд 24
4.ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А12 4. При одинаковой температуре 100 С давление насыщенных паров воды равно 10 5 Па, аммиака — 59 10 5 Па и ртути — 37 Па. В каком из вариантов ответа эти вещества расположены в порядке убывания температуры их кипения в открытом сосуде? вода аммиак ртуть аммиак ртуть вода вода ртуть аммиак ртуть вода аммиак
Слайд 25
5. ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А11. На фотографии представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха. Ниже приведена психрометрическая таблица, в которой влажность указана в процентах. Относительная влажность воздуха в помещении, в котором проводилась съемка, равна 37% 40% 48% 59%
Слайд 26
Источники http://fizika-doma.ru/ http://fizika.hut.ru/designation.php http://www.physbook.ru/index.php/ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА. Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/8_16.htm ;
Влажность воздуха .
Что вообще такое влажность воздуха?
Абсолютная влажность воздуха равна массе паров воды в (1 м^3 ) воздуха
мы будем обозначать ее буковкой (rho)
( varphi=dfrac{rho}{rho_{насыщенного}} cdot 100% )
( varphi ) -Относительная влажность воздуха
(rho_{насыщенного}) -плотность насыщенного пара при данной температуре
это величина численно равна массе паров воды, которую может взять в себя (1 м^3 ) воздуха при конкретной температуре
чем больше температура, тем больше влаги может принять в себя воздух
если ( varphi=100 % ; ) то воздух уже не может принять в себя влагу, белье не сохнет,
на поверхностях появляются капельки росы
Относительная влажность воздуха равна отношению(делению) абсолютной влажности воздуха (rho)
к плотности насыщенного пара при данной температуре (rho_{насыщенного} )
(rho_{насыщенного} ) это табличная величина, которую можно узнать из психрометрической таблицы
Задача 1.
Найти относительную влажность воздуха ( varphi ),при (t=4^0C ) если в одном кубическом метре
воздуха содержится 3,2 грамма воды.
Плотность насыщенного пара при (t=4^0C , ; rho_{насыщенного}=6,4 г/м^3 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 2.
Найти относительную влажность воздуха ( varphi ),при (t=12^0C ) если в 1 кубическом метре
воздуха содержится 3,2 грамма воды.
Плотность насыщенного пара при (t=12^0C , ; rho_{насыщенного}=10,7 г/м^3 )
Ответ округлить до целых.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 3.
Найти относительную влажность воздуха ( varphi ),при (t=4^0C ) если в 1 кубическом метре
воздуха содержится 3,84 грамма воды.
Плотность насыщенного пара при (t=4^0C , ; rho_{насыщенного}=6,4 г/м^3 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 4.
Найти относительную влажность воздуха ( varphi ),при (t=4^0C ) если в двух кубических метрах
воздуха содержится 3,84 грамма водяных паров.
Плотность насыщенного пара при (t=4^0C , ; rho_{насыщенного}=6,4 г/м^3 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 5.
Плотность водяного пара в воздухе городской квартиры ( rho=1,94 г/м^3 .)
Температура в этой квартире составляет (t=22^0C .)
Плотность насыщенного пара при этой температуре ( rho_{насыщенного}=19,4 г/м^3 . )
Определить относительную влажность воздуха в этой квартире.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 6.
Относительная влажность воздуха в зале бассейна равна (varphi=80% .)
Найти плотность водяного пара в воздухе бассейна, если температура воздуха в зале бассейна составляет
(t=28^0C .)
Плотность насыщенного пара при этой температуре ( rho_{насыщенного}=27,2 г/м^3 . )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Таблица зависимости плотности насыщенного пара от температуры воздуха
| (t ; ^0C ;;;; ) | ( rho_{насыщ} ;;; г/м^3 ) |
|---|---|
| 0 | 4,84 |
| 2 | 5,6 |
| 4 | 6,4 |
| 6 | 7,3 |
| 8 | 8,3 |
| 10 | 9,4 |
Задача 7.
Пользуясь таблицей, приведенной выше,
вычислить относительную влажность в помещении, если
плотность водяного пара в воздухе этого помещения ( rho=2,35 г/м^3 , )
а температура в этом помещении составляет (t=10^0C )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Таблица зависимости плотности насыщенного пара от температуры воздуха
| (t ; ^0C ;;;; ) | ( rho_{насыщ} ;;; г/м^3 ) |
|---|---|
| 0 | 4,84 |
| 2 | 5,6 |
| 4 | 6,4 |
| 6 | 7,3 |
| 8 | 8,3 |
| 10 | 9,4 |
Задача 8.
Пользуясь таблицей, приведенной выше,
вычислить относительную влажность в теплице, если
плотность водяного пара в воздухе этой теплицы ( rho=6,64 г/м^3 , )
а температура в этой теплице составляет (t=8^0C )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Таблица зависимости плотности насыщенного пара от температуры воздуха
| (t ; ^0C ;;;; ) | ( rho_{насыщ} ;;; г/м^3 ) |
|---|---|
| 0 | 4,84 |
| 2 | 5,6 |
| 4 | 6,4 |
| 6 | 7,3 |
| 8 | 8,3 |
| 10 | 9,4 |
Задача 9.
Определить температуру воздуха на улице, пользуясь таблицей, приведенной выше, если относительная
влажность воздуха (varphi=20% ), а плотность паров воды в уличном воздухе составляет ( rho=1,46 г/м^3 .)
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Таблица зависимости плотности насыщенного пара от температуры воздуха
| (t ; ^0C ;;;; ) | ( rho_{насыщ} ;;; г/м^3 ) |
|---|---|
| 0 | 4,84 |
| 2 | 5,6 |
| 4 | 6,4 |
| 6 | 7,3 |
| 8 | 8,3 |
| 10 | 9,4 |
| 12 | 10,7 |
| 14 | 12,1 |
| 16 | 13,6 |
| 18 | 15,4 |
| 20 | 17,3 |
| 22 | 19,4 |
| 24 | 21,8 |
| 26 | 24,4 |
| 28 | 27,2 |
| 30 | 30,3 |
Задача 10.(Приведено решение для тех, кому трудно понять)
Ниже приведено более рациональное решение.
Относительная влажность в помещении составляла (varphi_1=97% ), при этом
температура в этом помещении была равна (t_1=10^0C ), в какой-то момент был включен обогреватель
и температура в помещении повысилась до (t_2=22^0C .)
Определить относительную влажность (varphi_2 . )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 10.(Рациональное решение)
Относительная влажность в помещении составляла (varphi_1=97% ), при этом
температура в этом помещении была равна (t_1=10^0C ), в какой-то момент был включен обогреватель
и температура в помещении повысилась до (t_2=22^0C .)
Определить относительную влажность (varphi_2 . )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Таблица зависимости плотности насыщенного пара от температуры воздуха
| (t ; ^0C ;;;; ) | ( rho_{насыщ} ;;; г/м^3 ) |
|---|---|
| 0 | 4,84 |
| 2 | 5,6 |
| 4 | 6,4 |
| 6 | 7,3 |
| 8 | 8,3 |
| 10 | 9,4 |
| 12 | 10,7 |
| 14 | 12,1 |
| 16 | 13,6 |
| 18 | 15,4 |
| 20 | 17,3 |
| 22 | 19,4 |
| 24 | 21,8 |
| 26 | 24,4 |
| 28 | 27,2 |
| 30 | 30,3 |
Задача 11.(Приведено решение для тех, кому трудно понять)
Ниже приведено более рациональное решение.
Начальная температура в дачной бане была четыре градуса Цельсия, относительная влажность при этом
составляла (varphi_1=61% . )
Баню начали топить и через какое-то время температура возросла на 22 градуса
Определить относительную влажность (varphi_2 ) при этой температуре.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 11.(Рациональное решение)
Начальная температура в дачной бане была четыре градуса Цельсия, относительная влажность при этом
составляла (varphi_1=61% . )
Баню начали топить и через какое-то время температура возросла на 22 градуса
Определить относительную влажность (varphi_2 ) при этой температуре.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Таблица зависимости плотности насыщенного пара от температуры воздуха
| (t ; ^0C ;;;; ) | ( rho_{насыщ} ;;; г/м^3 ) |
|---|---|
| 0 | 4,84 |
| 2 | 5,6 |
| 4 | 6,4 |
| 6 | 7,3 |
| 8 | 8,3 |
| 10 | 9,4 |
| 12 | 10,7 |
| 14 | 12,1 |
| 16 | 13,6 |
| 18 | 15,4 |
| 20 | 17,3 |
| 22 | 19,4 |
| 24 | 21,8 |
| 26 | 24,4 |
| 28 | 27,2 |
| 30 | 30,3 |
Психрометрическая таблица
Для определения влажности воздуха пользуются специальным прибором, называемым психрометр. Его работа заключается в следующем. Два термометра показывают температуру сухого (комнатного воздуха) и влажного воздуха (второй термометр помещен во влажную марлю). Разность температур между этими термометрами отражает влажность комнатного воздуха. Для определения величины относительной влажности воздуха используют психрометрическую таблицу, которая работает следующим образом:
1. в первом столбце находим температуру сухого термометра (в градусах Цельсия);
2. в первой строке находим разность температур между сухим и влажным термометром;
3. на пересечении найденных строк из первых двух пунктов будет указана относительная влажность воздуха для данных условий.
Примеры решения задач на эту тему вы найдете под психрометрической таблицей.
Содержание:
Влажность воздуха:
В ежедневных сводках погоды наряду со значениями температуры воздуха и атмосферного давления, как правило, называют значение относительной влажности воздуха. Почему влажность воздуха влияет на жизнедеятельность человека?
Влажность воздуха
Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным воздухом. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются его абсолютная и относительная влажности.
Абсолютная влажность 
Обычно абсолютную влажность выражают в граммах на кубический метр 
Поскольку атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов (азот, кислород, углекислый газ и др.) и водяного пара, то атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений компонентов сухого воздуха и водяного пара. Используя уравнение Клапейрона—Менделеева, плотность пара можно определить через его парциальное давление 
где 
— молярная масса воды; Т — температура воздуха.
Зная только плотность 
пара, нельзя судить о степени влажности воздуха. Ведь при одном и том же значении плотности пар может быть как близок к насыщению, так и далёк от него. Оказывается, чем ниже температура, тем ближе пар к насыщению. А ведь именно от этого зависит интенсивность испарения воды п потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят вторую характеристику влажности воздуха — относительную влажность, которая показывает, насколько водяной пар при данной температуре далёк от насыщения.
Относительная влажность 
воздуха — физическая величина, равная отношению абсолютной влажности 
к плотности 
насыщенного водяного пара при данной температуре.
Обычно относительную влажность выражают в процентах:
Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода. При относительной влажности воздуха 
водяной пар становится насыщенным и оказывается в динамическом равновесии со своей жидкостью. В этом случае процессы испарения и конденсации идут с одинаковой скоростью.
Поскольку плотность пара и его парциальное давление связаны соотношением (10.1), то относительную влажность можно определить как отношение парциального давления 
водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, к давлению 
насыщенного пара при той же температуре:
Таким образом, относительная влажность зависит не только от абсолютной влажности, но и от температуры воздуха.
Значения давления 
и плотности 
насыщенного водяного пара при различных температурах приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Давление и плотность насыщенного водяного пара
Когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при той же температуре, говорят, что воздух насыщен водяными парами. Если же плотность водяного пара превышает плотность насыщенного пара, то пар в воздухе считают пересыщенным. Такое состояние является неустойчивым и заканчивается конденсацией.
Давление насыщенного пара уменьшается при понижении температуры (см. табл. 1). Из формулы (10.3) следует, что при одном и том же давлении 
водяного пара относительная влажность тем выше, чем ниже температура, и при некотором её значении может стать равной 100 %.
Температуру, при которой водяной пар в результате изобарного охлаждения становится насыщенным, называют точкой росы.
При понижении температуры ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, днём температура воздуха была 
а плотность водяного пара 
Ночью температура понизилась до 
При этой температуре плотность насыщенного водяного пара 
Значит, избыток пара сконденсировался и выпал в виде росы. Этот процесс является причиной образования тумана (в воздухе всегда есть пылинки, которые являются центрами конденсации), облаков и дождя. В технике конденсация обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях.
Если относительная влажность меньше 100 %, то точка росы всегда ниже температуры воздуха и тем ниже, чем меньше относительная влажность.
Приборы для измерения влажности
Относительную влажность воздуха обычно измеряют психрометром, состоящим из двух термометров — сухого и влажного (рис. 61). Сухой термометр показывает температуру воздуха.
Резервуар влажного термометра обёрнут тканью, смачиваемой водой. Вода с ткани испаряется, охлаждая при этом термометр. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода и тем сильнее охлаждается влажный термометр. И наоборот — при большой относительной влажности воздуха влажный термометр охлаждается незначительно.
При 100 %-ной относительной влажности вода и её пар находятся в динамическом равновесии и показания обоих термометров совпадают.
Зная показания сухого и влажного термометров, относительную влажность воздуха определяют, используя специальную таблицу, называемую психрометрической (табл. 2).
Таблица 2 — Психрометрическая таблица
Живые организмы и растения весьма восприимчивы к относительной влажности воздуха. При температуре 20—25 °С наиболее благоприятная для человека относительная влажность составляет 40—60 %.
При высокой влажности, особенно в жаркий день, испарение влаги с поверхности кожи затрудняется, что приводит к нарушению важнейших биологических механизмов регулирования температуры тела.
При низкой влажности происходит интенсивное испарение с поверхности тела и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, лёгких, что приводит к ухудшению самочувствия. При низкой влажности в воздухе дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, что также небезопасно для человека. В случае низкой влажности воздуха интенсивность испарения с листьев увеличивается, и при малом запасе влаги в почве они быстро вянут и засыхают.
Влажность воздуха необходимо учитывать и в различных технологических процессах, таких, например, как сушка и хранение готовых изделий. Стальные изделия при высокой влажности быстро ржавеют. Сохранение произведений искусства и книг также требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Большое значение имеет влажность в метеорологии для предсказания погоды. Если воздух у поверхности Земли охлаждается ниже точки росы, то могут образовываться туман, роса или иней.
Пример решения задачи
Температура воздуха в комнате 
а его относительная влажность 
На улице температура и относительная влажность воздуха 
соответственно. Каким будет направление движения водяных паров, если открыть форточку: с улицы в комнату пли из комнаты на улицу?
Решение. При температуре воздуха 
давление насыщенных паров 
а при температуре 
(см. таблицу 1 § 10). Тогда давление водяного пара в комнате
а на улице
следовательно, пар выходит из комнаты на улицу.
Ответ: пар выходит из комнаты на улицу.
Пример №2
Вечером при температуре 
относительная влажность воздуха 
Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 
Решение. Для того чтобы узнать, выпадет ли роса при понижении температуры воздуха до 
необходимо сравнить плотность (давление) насыщенного пара при этой температуре с плотностью (парциальным давлением) пара при температуре 
При температуре 
плотность насыщенного водяного пара
(см. таблицу 1 $10). Плотность водяного пара, содержащегося в воздухе при температуре 
можно определить, воспользовавшись формулой
где 
(см. таблицу 1 §10):
Поскольку 
то имеющегося в воздухе количества водяного пара недостаточно для насыщения, роса не выпадет.
Ответ: роса не выпадет.
Влажность воздуха и точка росы
Влажный воздух — это воздух, в составе которого имеется водяной пар. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются абсолютная и относительная влажность.
Абсолютная влажность — это физическая величина, равная плотности водяного пара в воздухе в данных условиях.
Абсолютную влажность (плотность водяного пара в воздухе) можно выразить через парциальное давление водяного пара на основании уравнения Менделеева-Клапейрона:
Где
— плотность водяного пара в воздухе — абсолютная влажность, 
— молярная масса воды, 
— температура воздуха, 
— парциальное давление пара, 
— универсальная газовая постоянная. Обычно абсолютная влажность измеряется в 
Однако невозможно определить, в каком состоянии находится пар, насколько он отличается от насыщенного состояния, зная только плотность и парциальное давление водяного пара при данных условиях. Поэтому была введена вторая характеристика степени увлажнения воздуха — относительная влажность.
Относительная влажность — это физическая величина, равная отношению абсолютной влажности воздуха при данной температуре к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре. Относительная влажность выражается в процентах:
Где 
— плотность насыщенного водяного пара в воздухе, 
— относительная влажность воздуха.
Ссылаясь на связь плотности водяного пара в воздухе с его парциальным давлением, из равенства (6.33) относительную влажность можно выразить через давление:
Относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара в воздухе при данной температуре к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре:
Таким образом, относительная влажность определяется не только абсолютной влажностью, но и температурой воздуха. Относительная влажность воздуха измеряется с помощью психрометра и гигрометра.
Если парциальное давление водяного пара в воздухе при данной температуре будет равно давлению насыщенного пара при той же температуре, то состояние водяного пара в воздухе будет насыщенным. Если плотность водяного пара в воздухе при данной температуре больше плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, то в этом случае говорят, что водяной пар в воздухе находится в перенасыщенном состоянии. Такое состояние приводит к конденсации пара.
Температура, при которой в результате изобарного охлаждения водяной пар в воздухе превращается в насыщенный, называется точкой росы. При падении температуры воздуха ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, предположим, что температура воздуха днем 
а плотность водяного пара в воздухе составляет 
Ночью же температура воздуха 
плотность насыщенного водяного пара при этой же температуре 
Значит, излишки пара конденсируются, то есть выпадает роса. Этот процесс является причиной возникновения тумана, облаков и дождей.
Определение влажности воздуха
Известно, что человек примерно на 70 % состоит из воды, при этом не все догадываются, что в жизни человека значительную роль играет уровень влажности атмосферы. однако мы интуитивно чувствуем, что обычно влажный воздух полезен для здоровья, поэтому стремимся отдыхать на берегу моря, реки, озера. Выясним, от каких факторов зависит влажность воздуха и как ее можно изменить.
Что такое влажность воздуха
Воздух всегда содержит некоторое количество водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью. Абсолютная влажность 
— физическая величина, которая характеризует содержание водяного пара в воздухе и численно равна массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха:
Единица абсолютной влажности в СИ — килограмм на метр кубический:
Обычно абсолютную влажность приводят в г/м3. В экваториальных широтах она может достигать 30 г/м3, к полюсам Земли снижается до 0,1 г/м3.
Таблица 1
Давление и плотность насыщенного водяного пара
 |
||
| 0 | 0,61 | 4,8 |
| 2 | 0,71 | 5,6 |
| 4 | 0,81 | 6,4 |
| 6 | 0,93 | 7,3 |
| 8 | 1,07 | 8,3 |
| 10 | 1,23 | 9,4 |
| 12 | 1,40 | 10,7 |
| 14 | 1,60 | 12,1 |
| 16 | 1,81 | 13,6 |
| 18 | 2,07 | 15,4 |
| 20 | 2,33 | 17,3 |
| 22 | 2,64 | 19,4 |
| 24 | 2,99 | 21,8 |
| 26 | 3,36 | 24,4 |
| 28 | 3,79 | 27,2 |
| 30 | 4,24 30,3 | 30,3 |
Относительная влажность ϕ — физическая величина, которая показывает, насколько водяной пар близок к насыщению, и равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:
Плотность насыщенного водяного пара (
) при данной температуре — величина постоянная, поэтому ее заносят в таблицы (табл. 1) или представляют в виде графиков (рис. 32.1). Обратите внимание на два момента.
- По температуре и относительной влажности легко определить абсолютную влажность и массу водяного пара в воздухе: Например, измерения показали, что в комнате объемом 180 м3 при температуре 22 °С = 50 %. В табл. 1 находим: (22 °C) , =19 4 г/м3. Тогда:
- Плотность водяного пара прямо пропорциональна его парциальному давлению и концентрации молекул пара , поэтому относительную влажность воздуха можно найти из соотношений:
Например, измерения показали, что в комнате объемом 180 м3 при температуре 22 °С 
= 50 %. В табл. 1 находим: 
(22 °C) , =19 4 г/м3. Тогда: 
и концентрации 
молекул пара 
, поэтому относительную влажность воздуха можно найти из соотношений: 
Точка росы
Анализ графика на рис. 32.1, а показывает, что относительную влажность можно увеличить, увеличив абсолютную влажность, то есть увеличив массу водяного пара в воздухе. Если на кухне долго кипятить воду, то относительная влажность может достигнуть 100 % (точка С графика), а кафель покроется влагой. Относительная влажность также увеличится, если уменьшить температуру воздуха (рис. 32.1, б). При температуре 
(в точке В) пар становится насыщенным (относительная влажность достигает 100 %). В дальнейшем даже незначительное уменьшение температуры приведет к тому, что избыточный водяной пар будет конденсироваться и выпадать в виде росы или тумана. Так под утро, когда температура воздуха резко уменьшается, на траве выпадает роса, а над поверхностью водоемов появляется туман.
Температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называют точкой росы 
.
Рис. 32.1. Графики зависимости 
— плотности насыщенного водяного пара от температуры; — абсолютная влажность
Зная точку росы, можно определить абсолютную и относительную влажности. Например, температура в комнате 24 °С, а стенки сосуда с водой покрываются влагой при температуре воды 16 °С, то есть при этой температуре пар становится насыщенным (t=). Это означает, что 
(см. табл. 1). Поскольку 
.
Как измерить влажность воздуха
Приборы для прямого измерения влажности воздуха называют гигрометрами. Наиболее часто употребляемые виды гигрометров — волосяной (волосной) и психрометрический. Принцип действия волосяного гигрометра (рис. 32.2) базируется на свойстве обезжиренного волоса увеличивать свою длину с увеличением влажности воздуха. Зимой волосяной гигрометр является основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещений. Чаще всего используют гигрометр психрометрический — психрометр.
Его действие основано на двух фактах: 1) скорость испарения жидкости тем выше, чем ниже относительная влажность воздуха; 2) жидкость при испарении охлаждается. Психрометр состоит из двух термометров — сухого измеряющего температуру окружающей среды, и влажного — его колба обернута тканью, конец которой опущен в сосуд с водой (рис. 32.3). Вода из ткани испаряется, и влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. Чем ниже относительная влажность, тем быстрее испаряется жидкость и тем больше разница показаний сухого и влажного термометров. Относительную влажность определяют с помощью психрометрической таблицы (табл. 2). Например, сухой термометр показывает 15 °С, а влажный 10 °С; разность температур ∆ =t 5 C° . Из табл. 2 видим, что ϕ = 52 %.
Таблица 2
Психрометрическая таблица
Почему нужно следить за влажностью воздуха
Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности 50– 65 %. Для его здоровья вредны как чрезмерно сухой, так и очень влажный воздух. Избыточная влажность способствует размножению различных болезнетворных грибков. В сухом воздухе человек быстро утомляется, у него першит в горле, пересыхают губы, становится сухой кожа и т. п.
Если воздух слишком сухой, то пыль, не связанная влагой, летает по всему помещению, и это особенно опасно для людей, страдающих аллергией. Недостаточная влажность приводит к гибели чувствительных к уровню влажности домашних растений; трещины на предметах из дерева, расстроенные музыкальные инструменты — тоже результат недостаточной влажности воздуха. Влажность воздуха важно учитывать в ткацком, кондитерском и других производствах; при хранении книг и картин; в лечении многих болезней и т. д.
Выводы:
Физические величины, характеризующие влажность воздуха
Абсолютная влажность — плотность водяного пара, содержащегося в воздухе:
Относительная влажность равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре: 
- Приборы для измерения влажности называют гигрометрами.
- Температуру, при которой относительная влажность воздуха достигает 100 %, то есть водяной пар в воздухе становится насыщенным, называют точкой росы.
- Нанотехнологии и наноматериалы
- Космология — основные понятия, формулы и определение
- Что изучает физика
- Как зарождалась физика
- Изопроцессы в физике
- Твердые тела и их свойства в физике
- Строение и свойства жидкостей в физике
- Испарение и конденсация в физике
Среди задач ЕГЭ по физике некоторую трудность при всей своей простоте представляют задачи на влажность. По всей видимости существует некоторое недопонимание сути проблемы. Попробуем разобраться.
В воздухе всегда находится некоторое количество воды в газообразном виде, в виде пара. Это происходит потому, что над поверхностью любой жидкости происходит испарение и конденсация жидкости. В открытом сосуде процесс испарения может преобладать над процессом конденсации. Испаряться вода может до тех пор, пока не наступит динамическое равновесие между испарением и конденсацией молекул воды.
Относительная влажность — это отношение плотности пара в воздухе к плотности насыщенного пара.
Но если вспомнить, что плотность газа пропорциональна давлению газа, то получим формулу определения влажности:
![[boxed{phi = frac{p}{p_0}cdot100%}]](https://zagalina.ru/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-5498e12300f645f9094c51fe4886b89a_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
,
где р — парциальное давление, р0 — давление насыщенного пара.
Давление насыщенного пара величина постоянная для заданной температуры. Она меняется только с изменением температуры: увеличивается с увеличением температуры и уменьшается с уменьшением температуры.
Задача 1: Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 30 %. Какой станет относительная влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 2 раза? (Ответ дать в процентах.)
Решение: Относительная влажность определяется отношением парциального давления пара к давлению насыщенного пара
![[phi = frac{p}{p_0}cdot100%]](https://zagalina.ru/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-05de1dc20a3cfe81ed1d718b7fc9497f_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Даление насыщенного пара зависит от температуры, а она — не менялась, следовательно р0 не меняется. Объем сосуда уменьшили вдвое при неизменных условиях, следовательно, парциальное давление увеличилось тоже в 2 раза.
Ответ: 60%
Задача 2: Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 40 %. Какой станет относительная влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 3 раза? (Ответ дать в процентах.)
Решение: Условия задач №1 и №2 отличаются только цифрами, поэтому все выше сказанное относится и к этой задаче. Но больше, чем р0, парциальное давление пара в сосуде быть не может. Следовательно, в сосуде будет насыщенный пар и вода.
Ответ: 100%
Задача 3: В закрытом цилиндре с перегородкой посередине с одной стороны находится сухой воздух, с другой — влажный, относительная влажность которого составляет 50%. Какая влажность установится в цилиндре, если убрать перегородку.
Решение: Парциальное давление пара за перегородкой , учитывая, что φ =
, будет равно р = 0,5р0 Если перегородку открыть, то при неизменной температуре объем увеличится в 2 раза. Следовательно давление уменьшится в 2 раза и будет р = 0,25р0. Следовательно, влажность будет φ = 25%.
Ответ: 25%
Задача 4: В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем находится воздух, водяной пар и капли воды на стенках сосуда. Поршень начинают медленно поднимать, увеличивая объём сосуда. В середине процесса подъёма поршня капли воды в сосуде исчезают, температура пара остается неизменной в течение всего процесса подъёма поршня. Затем сосуд с паром нагревают при неизменном положении поршня. Как будет меняться при этих процессах влажность воздуха в сосуде? Ответ поясните, указав какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
Решение: 1. Пар в сосуде был насыщенным, так как в сосуде помимо воздуха были капли воды.
2.Поршень поднимают, и до тех пор, пока вода не исчезнет, влажность 100%. Но с этого момента объем больше не увеличивают.
3. Сосуд с паром нагревают, следовательно влажность уменьшается, так как с увеличением температуры увеличивается давление насыщенного пара рнп, а парциальное давление не меняется, т.к. не меняется количество пара в воздухе.
Ответ: будет уменьшаться
Подробнее смотреть здесь→