Что называют абсолютной влажностью кратко

Обновлено: 05.07.2024

В процессе проведения опыта будем использовать закрытый сосуд с жидкостью, а значение температуры поддерживать постоянным. Спустя некоторое время в данном сосуде возникнет явление термодинамического равновесия процессов испарения и конденсации. Другими словами, число молекул, которые покинут жидкость, будет эквивалентно числу молекул, вернувшихся обратно в жидкость.

Газообразное вещество, которое находится состоянии равновесия со своей жидкостью, носит название насыщенного пара.

Ненасыщенным паром называют такой пар, давление и плотность которого уступает значениям давления и плотности насыщенного пара.

Давление насыщенного пара в процессе повышения температуры возрастает. В окружающем нас воздухе в любой момент времени присутствует некоторая масса водяного пара. Что же такое влажность воздуха? Воздух, который включает в себя водяной пар, определяется как влажный. В воздухе атмосферы быстрота испарения воды основывается на величине отличия давления паров воды от давления насыщенных паров при существующей температуре.

Абсолютная и относительная влажность воздуха

Свое применение часто находят понятия об абсолютной и относительной влажности.

Абсолютной влажностью считают массу водяного пара, которая находится в одном кубометре воздуха.

Абсолютная влажность может быть измерена парциальным давлением водяного пара ( p ) при некоторой температуре ( T ) . Относительно парциального давления действует закон Дальтона, который говорит о том, что отдельные компоненты смеси газов определяются как независимые. По этой причине каждая из компонент производит давление:

а полное давление равно сумме давлений компонент:

p = p 01 k T + p 02 k T + . . . + p 0 i k T = p 1 + p 2 + . . . + p i ,

где p i - парциальное давление i газовой компоненты.

Уравнение p = p 01 k T + p 02 k T + . . . + p 0 i k T = p 1 + p 2 + . . . + p i представляет собой закон Дальтона. Исходя из того факта, что влажность представляет собой количество водяного пара в воздухе (газе), понятие парциального давления и закон Дальтона могут быть крайне полезны при практическом изучении вопросов об абсолютной влажности. Также абсолютной влажностью называется плотность водяного пара ( ρ ) при той же температуре ( T ) . В процессе повышения абсолютной влажности пары воды все сильнее приближаются к состоянию насыщенного пара.

Максимальной абсолютной влажностью при приведенной температуре является масса насыщенного водяного пара на один кубометр воздуха.

Относительной влажностью воздуха называют отношение абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при заданной температуре.

Данная величина выражается в процентах:

β = ρ ρ n p · 100 % = p p n p · 100 % ,

где ρ n p представляет собой плотность насыщенного пара при некоторой T , p n p - давление насыщенного пара при такой же температуре. В условиях установления термодинамического равновесия процессов испарения и конденсации относительная влажность равняется 100 % . Из этого можно сделать вывод о том, что количество воды в воздухе не претерпевает изменений. Процессы изохорного охлаждения или изотермического сжатия ненасыщенного пара позволяют превратить его в насыщенный.

Температура ( T r ) , при которой пар определяется как насыщенный, носит название точки росы.

T r представляет собой температуру термодинамического равновесия пара и жидкости в газе, конкретно в воздухе.

Влажность воздуха определяется с помощью специальных измерительных приборов — гигрометров, психрометров. Оптимальной для человеческого организма в условиях температуры близкой к 20 градусам Цельсия считается относительная влажность от 40 % до 60 % . В процессе решения практических задач, зачастую применяют справочные таблицы, в которых определены давления и плотности насыщенного водяного пара при различных значениях температуры.

Примеры

Найдите давление насыщенного пара при значении температуры T , давлении в одну атмосферу, если масса влажного воздуха при относительной влажности β в объеме V эквивалентна m в точно таких же условиях.

Решение

В качестве основы решения применим закон Дальтона, который в случае смеси газов, а в нашей задачи имеет место быть смесь сухого воздуха с водяным паром, будет выглядеть следующим образом:

p = p v + p H 2 O ,

где p v определяет собой давление сухого воздуха, а p H 2 O является давлением паров воды. При этом масса смеси равна:

m = m v + m H 2 O ,

где m v представляет собой массу сухого воздуха, а m H 2 O — массу водяного пара. Применим уравнение Менделеева - Клайперона и запишем его для составляющей —сухой воздух в следующем виде:

p v V = m v μ v R T ,

где μ v является молярной массой воздуха, T определяет температуру воздуха, V - объем воздуха. Для водяного пара, приняв его в качестве идеального газа, запишем уравнение состояния:

p H 2 O V = m H 2 O μ H 2 O R T ,

в котором μ H 2 O является молярной массой пара, T представляет собой температуру пара, а V - объем пара. Относительная влажность эквивалентна следующему выражению:

β = p H 2 O p n p · 100 % ,

где p n p обозначает величину давления насыщенного пара. Из формулы β = p H 2 O p n p · 100 % выразим давление насыщенного пара, получим:

p n p = p H 2 O β · 100 % .

Из m = m v + m H 2 O выразим массу сухого воздуха, в результате получим следующее выражение: m v = m - m H 2 O .

Из p = p v + p H 2 O выразим давление сухого воздуха, благодаря чему получим:

p v = p - p H 2 O .

Подставим выражения m v = m - m H 2 O и p v = p - p H 2 O в p v V = m v μ v R T , на выходе получим:

p - p H 2 O V = m - m H 2 O μ v R T .

Выразим массу пара из p H 2 O V = m H 2 O μ H 2 O R T , получаем:

m H 2 O = V · p H 2 O · μ H 2 O R T .

Выразим давление пара p H 2 O применяя выражения p - p H 2 O V = m - m H 2 O μ v R T и m H 2 O = V · p H 2 O · μ H 2 O R T , получим:

p - p H 2 O V = m - V · p H 2 O · μ H 2 O R T μ v R T → p V μ v - p H 2 O V μ v = m R T - V · p H 2 o · μ H 2 O → V · p H 2 O · μ H 2 O - p H 2 O V μ v = m R T - p V μ v → p H 2 O = m R T - p V μ v V · μ H 2 O - V μ v .

Пользуемся выражением p n p = p H 2 O β · 100 % , в качестве результата выходит давление насыщенного пара:

p n p = 100 β · m R T - p V μ v V · μ H 2 O - V μ v .

Ответ: Давление насыщенного пара при заданных условиях равно: p n p = 100 β · m R T - p V μ v V · μ H 2 O - V μ v .

При температуре T 1 влажность воздуха равна β 1 . Каким образом изменится влажность воздуха в случае, если величина его температуры его стала T 2 ( T 2 > T 1 ) ? Объем сосуда, в котором располагался газ уменьшить в n раз.

Решение

В задаче необходимо найти изменение, другими словами разность β2−β1, относительных влажностей в конечном и начальном состояниях:

∆ β = β 2 - β 1 = β 1 β 2 β 1 - 1 ,

применяя определение относительной влажности запишем следующее выражение:

β 1 = p 1 p n p 1 100 % ,

β 2 = p 2 p n p 2 100 % .

в котором p n p представляет собой давление насыщенного пара в соответствующих состояниях, p 1 является величиной, определяющей давление водяного пара в начальном состоянии, p 2 — давление пара в конечном состоянии. Подставим β 1 = p 1 p n p 1 100 % , β 2 = p 2 p n p 2 100 % в ∆ β = β 2 - β 1 = β 1 β 2 β 1 - 1 и в качестве результата получим:

∆ β = β 1 p 2 p n p 2 p 1 p n p 1 - 1 = β 1 p 2 p n p 1 p 1 p n p 2 - 1 .

Так как по условию задачи нам известны температуры состояний системы, то давления насыщенного пара ( p n p 1 и p n p 2 ) мы можем определить как известные в приведенном случае, по той причине, что всегда можем получить их из соответствующих справочных таблиц. Для нахождения давлений p 1 и p 2 применим уравнение Менделеева — Клайперона, обратим внимание на то, что количество вещества в процессах, которые происходят в системе не претерпевает никаких изменений, в этом случае запишем:

p 1 V 1 = v R T 1 для состояния 1 , p 2 V 2 = v R T 2 для состояния 2 в таком случае:

p 2 V 2 p 1 V 1 = T 2 T 1 .

Исходя из условий задачи, можно заявить, что объем уменьшили в n раз, соответственно:

Таким образом, выражение p 2 V 2 p 1 V 1 = T 2 T 1 запишется в следующем виде: p 2 p 1 n = T 2 T 1 → p 2 p 1 = n T 2 T 1 .

Подставим p 2 p 1 n = T 2 T 1 → p 2 p 1 = n T 2 T 1 в ∆ β = β 1 p 2 p n p 2 p 1 p n p 1 - 1 = β 1 p 2 p n p 1 p 1 p n p 2 - 1 , на выходе получим:

∆ β = β 1 n T 2 T 1 p n p 1 p n p 2 - 1 .

Ответ: При заданных процессах, относительная влажность воздуха изменится на ∆ β = β 1 n T 2 T 1 p n p 1 p n p 2 - 1 .

В данном уроке будет введено понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, будут обсуждаться термины и величины, связанные с этими понятиями: насыщенный пар, точка росы, приборы для измерения влажности. В ходе урока мы познакомимся с таблицами плотности и давления насыщенного пара и психрометрической таблицей.

Абсолютная влажность воздуха — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе.

Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.

Абсолютная влажность - максимальная влажность, которая могла бы быть в этом районе и при этой температуре воздуха
Относительная влажность - та влажность, которая наблюдается в данный момент времени
По-моему, так
Или не так, но мне всё равно

Абсолютная влажность воздуха - это количество водяного пара в граммах, находящееся в одном кубическом метре воздуха.

Относительная влажность воздуха - это отношение абсолютной влажности к тому количеству влаги, которое может содержать воздух при определённой температуре.

абсолютная влажнось-это величина, показывающая сколько влаги содержится в одном кубометре воздуха- единица измерения - грамм/метр3. относительная влажность - это отношение парциального давления водяных паров в воздухе к.

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах.

Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные.

Содержание

Общие сведения

Влажность зависит от природы вещества, а в твёрдых телах, кроме того, от степени измельчённости или пористости. Содержание химически связанной, так называемой конституционной воды, например гидроокисей, выделяющейся только при химическом разложении, а также воды кристаллогидратной не входит в понятие влажности.

Единицы измерения и особенности определения понятия влажность

Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества (массовая влажность) или её объёма (объёмная влажность).

Влажность можно характеризовать также влагосодержанием, или абсолютной влажностью — количеством воды, отнесённым к единице массы сухой части материала. Такое определение влажности широко используется для оценки качества древесины.

Эту величину не всегда можно точно измерить, т.к. в ряде случаев невозможно удалить всю неконституционную воду и взвесить предмет до и после этой операции.

характеризует содержание влаги относительно максимального количества влаги, которое может содержаться в веществе в состоянии термодинамического равновесия. Обычно относительную влажность измеряют в процентах от максимума.

Методы определения

Установление степени влажности многих продуктов, материалов и т. п. имеет важное значение. Только при определённой влажности многие тела (зерно, цемент и др.) являются пригодными для той цели, для которой они предназначены. Жизнедеятельность животных и растительных организмов возможна только при определённых границах влажности и относительной влажности воздуха. Влажность может вносить существенную погрешность в вес предмета. Килограммы сахара или зерна с влажностью 5% и 10% будет содержать разное количество сухого сахара или зерна.

Измерение влажности определяется высушиванием влаги и титрованием влаги по Карлу Фишеру. Эти способы являются первичными. Помимо них разработано множество других, которые калибруются по результатам измерений влажности первичными способами и по стандартным образцам влажности.

Влажность воздуха

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли.

Влажность воздуха — содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мб (иногда лишь сотые доли мб) и летом ниже 5 мб; в тропиках же она возрастает до 30 мб, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5-10 мб.

Абсолютная влажность воздуха (f) - это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1м³ воздуха:

f = (масса содержащегося в воздухе водяного пара)/(объем влажного воздуха)

Обычно используемая единица абсолютной влажности: (f) = г/м³

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

t(°С)	-30	-20	-10	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
f max (г/м³)	0,29	0,81	2,1	4,8	9,4	17,3	30,4	51,1	83,0	130	198	293	423	598

φ = (абсолютная влажность)/(максимальная влажность)

Относительная влажность обычно выражается в процентах. Эти величины связаны между собой следующим отношением:

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

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Литература

Усольцев В. А. Измерение влажности воздуха, Л., 1959.

Величины измерения влажности газа

Для обозначения содержащейся в воздухе влаги используются следующие величины:

абсолютная влажность воздуха масса водяного пара, содержащаяся в единице объема воздуха, т.е. плотность содержащегося в воздухе водяного пара, [г/м³ ]; в атмосфере колеблется от 0,1-1,0 г/м³ (зимой над материками) до 30 г/м³ и более (в экваториальной зоне); максимальная влажность воздуха (граница насыщения) количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при определенной температуре в термодинамическом равновесии (максимальное значение влажности воздуха при заданной температуре), [г/м³ ]. При повышении температуры воздуха его максимальная влажность увеличивается; давление пара давление, которое оказывает водяной пар, содержащийся в воздухе (давление водяного пара как часть атмосферного давления), [Па]; дефицит влажности разница между давлением насыщенного пара и давлением пара [Па], то есть между максимальной и абсолютной влажностью воздуха [г/м³ ]; относительная влажность воздуха отношение давления пара к давлению насыщенного пара, то есть абсолютной влажности воздуха к максимальной [% относительной влажности]; точка росы температура газа, при которой газ насыщается водяным паром °C. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха (газа) появляется конденсат. Таким образом, хотя роса и не выпадает при температуре −10 или −50°C, выпадает изморозь, иней, лёд или снег, точка росы в −10 или −50 °C существует и соответствует 2,361 и 0,063 г воды на 1м³ воздуха или другого газа под давлением одна атмосфера; удельная влажность вес водяного пара в граммах на килограмм увлажненного воздуха [г/кг], то есть отношение масс водяного пара и увлажненного воздуха; температура мокрого термометра температура , при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %, влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной. соотношение компонентов смеси (содержание водяного пара) вес водяного пара в граммах на килограмм сухого воздуха [г/кг], то есть соотношение масс водяного пара и сухого воздуха.

Читайте также: