Umidità relativa dell'aria nella nave. Umidità dell'aria

IN questa lezione Verrà introdotto il concetto di umidità assoluta e relativa dell'aria, verranno discussi termini e grandezze associati a tali concetti: vapore saturo, punto di rugiada, strumenti per la misura dell'umidità. Durante la lezione conosceremo le tavole di densità e pressione di vapore saturo e la tavola psicrometrica.

Per l’uomo l’umidità è un parametro molto importante. ambiente, perché il nostro corpo reagisce molto attivamente ai suoi cambiamenti. Ad esempio, un meccanismo di regolazione del funzionamento del corpo, come la sudorazione, è direttamente correlato alla temperatura e all'umidità dell'ambiente. Ad alta umidità, i processi di evaporazione dell'umidità dalla superficie della pelle sono praticamente compensati dai processi di condensazione e la rimozione del calore dal corpo viene interrotta, il che porta a disturbi della termoregolazione. A bassa umidità, i processi di evaporazione dell'umidità prevalgono sui processi di condensazione e il corpo perde troppi liquidi, il che può portare alla disidratazione.

La quantità di umidità è importante non solo per l'uomo e gli altri organismi viventi, ma anche per il flusso dell'aria processi tecnologici. Ad esempio, a causa di proprietà conosciuta condurre l'acqua elettricità il suo contenuto nell'aria può compromettere seriamente il corretto funzionamento della maggior parte degli apparecchi elettrici.

Inoltre il concetto di umidità è il criterio di valutazione più importante condizioni meteo, che tutti conoscono dalle previsioni del tempo. Vale la pena notare che se confrontiamo l'umidità in tempi differenti anni nel nostro solito condizioni climatiche, quindi è più elevato in estate e più basso in inverno, il che è associato, in particolare, all'intensità dei processi di evaporazione a diverse temperature.

Caratteristiche principali aria umida Sono:

densità del vapore acqueo nell'aria;
umidità relativa.

L'aria è un gas composito e contiene molti gas diversi, compreso il vapore acqueo. Per stimare la sua quantità nell'aria, è necessario determinare quale massa ha il vapore acqueo in un determinato volume assegnato: questo valore è caratterizzato dalla densità. Si chiama la densità del vapore acqueo nell'aria umidità assoluta.

Definizione.Umidità assoluta dell'aria- la quantità di umidità contenuta in un metro cubo d'aria.

Designazioneumidità assoluta: (come è la solita designazione per la densità).

Unitàumidità assoluta: (in SI) o (per comodità di misurare piccole quantità di vapore acqueo nell'aria).

Formula calcoli umidità assoluta:

Designazioni:

Massa di vapore (acqua) nell'aria, kg (in SI) o g;

Il volume d'aria contenente la massa di vapore indicata è .

Da un lato l’umidità assoluta dell’aria è un valore comprensibile e conveniente, poiché dà un’idea del contenuto specifico di acqua nell’aria in massa, dall’altro questo valore è scomodo dal punto di vista della suscettibilità di umidità da parte degli organismi viventi. Si scopre che, ad esempio, una persona non sente il contenuto in massa di acqua nell'aria, ma piuttosto il suo contenuto rispetto al valore massimo possibile.

Per descrivere tale percezione è stata introdotta la seguente quantità: umidità relativa.

Definizione.Umidità relativa aria– un valore che indica quanto è lontano il vapore dalla saturazione.

Cioè il valore dell'umidità relativa, in parole semplici, mostra quanto segue: se il vapore è lontano dalla saturazione, l'umidità è bassa, se è vicina, è alta.

Designazioneumidità relativa: .

Unitàumidità relativa: %.

Formula calcoli umidità relativa:

Designazioni:

Densità del vapore acqueo (umidità assoluta), (in SI) o ;

Densità del vapore acqueo saturo ad una data temperatura, (in SI) o .

Come si può vedere dalla formula, include l'umidità assoluta, che già conosciamo, e la densità del vapore saturo alla stessa temperatura. La domanda sorge spontanea: come determinare quest'ultimo valore? Per questo esistono dispositivi speciali. Considereremo condensazioneigrometro(Fig. 4) - un dispositivo utilizzato per determinare il punto di rugiada.

Definizione.Punto di rugiada- la temperatura alla quale il vapore si satura.

Riso. 4. Igrometro a condensazione ()

Un liquido che evapora facilmente, ad esempio l'etere, viene versato nel contenitore del dispositivo, viene inserito un termometro (6) e l'aria viene pompata attraverso il contenitore utilizzando un bulbo (5). Come risultato della maggiore circolazione dell'aria, inizia un'intensa evaporazione dell'etere, la temperatura del contenitore diminuisce a causa di ciò e sullo specchio (4) appare la rugiada (goccioline di vapore condensato). Nel momento in cui appare la rugiada sullo specchio, la temperatura viene misurata utilizzando un termometro; questa temperatura è il punto di rugiada;

Cosa fare con il valore di temperatura ottenuto (punto di rugiada)? Esiste una tabella speciale in cui vengono inseriti i dati: quale densità di vapore acqueo saturo corrisponde a ciascun punto di rugiada specifico. Dovrebbe essere notato fatto utile, che all'aumentare del punto di rugiada aumenta anche il valore della corrispondente densità di vapore saturo. In altre parole, più l’aria è calda, più grande quantità può contenere umidità e viceversa, più fredda è l'aria, minore è il contenuto massimo di vapore al suo interno.

Consideriamo ora il principio di funzionamento di altri tipi di igrometri, dispositivi per misurare le caratteristiche di umidità (dal greco hygros - "bagnato" e metero - "misuro").

Igrometro a capello(Fig. 5) - un dispositivo per misurare l'umidità relativa, in cui i capelli, ad esempio i capelli umani, agiscono come elemento attivo.

L'azione dell'igrometro a capello si basa sulla proprietà dei capelli sgrassati di cambiare lunghezza al variare dell'umidità dell'aria (con l'aumento dell'umidità la lunghezza dei capelli aumenta, con la diminuzione diminuisce), il che rende possibile misurare l'umidità relativa. I capelli sono tesi su una struttura metallica. La variazione della lunghezza dei capelli viene trasmessa alla freccia che si muove lungo la scala. Va ricordato che un igrometro a capello non dà valori esatti umidità relativa e viene utilizzato principalmente per scopi domestici.

Un dispositivo più conveniente e accurato per misurare l'umidità relativa è uno psicrometro (dal greco antico ψυχρός - "freddo") (Fig. 6).

Uno psicrometro è costituito da due termometri fissati su una scala comune. Uno dei termometri è chiamato termometro umido perché è avvolto in un tessuto cambrico, che è immerso in un serbatoio d'acqua situato sul retro del dispositivo. L'acqua evapora dal tessuto bagnato, il che porta al raffreddamento del termometro, il processo di riduzione della sua temperatura continua fino al raggiungimento della fase in cui il vapore vicino al tessuto bagnato raggiunge la saturazione e il termometro inizia a mostrare la temperatura del punto di rugiada. Pertanto, il termometro a bulbo umido mostra una temperatura inferiore o uguale alla temperatura ambiente effettiva. Il secondo termometro si chiama termometro a secco e mostra la temperatura reale.

Sul corpo del dispositivo, di regola, è presente anche una cosiddetta tavola psicrometrica (Tabella 2). Utilizzando questa tabella è possibile determinare l'umidità relativa dell'aria circostante dal valore di temperatura indicato dal termometro a bulbo secco e dalla differenza di temperatura tra il bulbo secco e quello umido.

Tuttavia, anche senza una tabella del genere a portata di mano, è possibile determinare approssimativamente la quantità di umidità utilizzando il seguente principio. Se le letture di entrambi i termometri sono vicine tra loro, l'evaporazione dell'acqua da quella umida è quasi completamente compensata dalla condensa, cioè l'umidità dell'aria è elevata. Se, al contrario, la differenza nelle letture del termometro è ampia, l'evaporazione dal tessuto bagnato prevale sulla condensa e l'aria è secca e l'umidità è bassa.

Passiamo alle tabelle che ci consentono di determinare le caratteristiche dell'umidità dell'aria.

Temperatura,	Pressione, mm. Hg Arte.	Densità del vapore

Tavolo 1. Densità e pressione del vapore acqueo saturo

Notiamo ancora una volta che, come detto in precedenza, il valore della densità del vapore saturo aumenta con la sua temperatura, lo stesso dicasi per la pressione del vapore saturo.

Tavolo 2. Tabella psicometrica

Ricordiamo che l'umidità relativa è determinata dal valore delle letture a bulbo secco (prima colonna) e dalla differenza tra le letture a secco e a umido (prima riga).

Nella lezione di oggi abbiamo appreso una caratteristica importante dell'aria: la sua umidità. Come abbiamo già detto, l'umidità diminuisce nella stagione fredda (inverno) e aumenta nella stagione calda (estate). È importante poter regolare questi fenomeni, ad esempio, se è necessario aumentare l'umidità, sistemare la stanza orario invernale diversi serbatoi d'acqua per favorire i processi di evaporazione, tuttavia questo metodo sarà efficace solo alla temperatura adeguata, che è più alta di quella esterna.

Nella prossima lezione vedremo cos'è il lavoro del gas e il principio di funzionamento di un motore a combustione interna.

Bibliografia

Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. /Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fisica 8. - M.: Mnemosyne.
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Compiti a casa

Un po' d'acqua fu versata in una fiasca di vetro e chiusa con un tappo. L'acqua evaporò gradualmente. Alla fine del processo, sulle pareti del fiasco rimanevano solo poche gocce d'acqua. La figura mostra un grafico della concentrazione in funzione del tempo N molecole di vapore acqueo all'interno del pallone. Quale affermazione può essere considerata corretta?

o 1) nella sezione 1 il vapore è saturo e nella sezione 2 è insaturo

o 2) nella sezione 1 il vapore è insaturo, e nella sezione 2 è saturo

o 3) in entrambe le zone il vapore è saturo

2. Attività n. D3360E

L'umidità relativa in un recipiente chiuso è del 60%. Quale sarà l'umidità relativa se il volume della nave a temperatura costante viene ridotto di 1,5 volte?

5. Compito n. 4aa3e9

Umidità relativa nella stanza ad una temperatura di 20 ° C
pari al 70%. Utilizzando la tabella delle pressioni vapori saturi acqua, determinare la pressione del vapore acqueo nella stanza.

o 1)21,1 mmHg. Arte.

o 2)25 mmHg. Arte.

o 3)17,5 mmHg. Arte.

o 4)12,25 mmHg. Arte.

32. Compito n. e430b9

L'umidità relativa nella stanza ad una temperatura di 20°C è del 70%. Utilizzando la tabella della densità del vapore acqueo saturo, determinare la massa d'acqua in un metro cubo di stanza.

o 3)1,73⋅10 -2kg

o 4)1,21⋅10 -2 kg

33. Compito n. DFF058

Nella figura ci sono le immagini: linea tratteggiata - grafico della pressione del vapore saturo dell'acqua dalla temperatura e una linea continua - processo 1-2 dovuto alla variazione della pressione del vapore dell'acqua.

Al variare della pressione del vapore acqueo, l'umidità assoluta dell'aria

1) aumentare

2) diminuisce

3) non da me

4) può aumentare o diminuire

34. Compito n. e430b9

Per determinare l'umidità relativa dell'aria si usa la differenza tra il termometro secco e quello umido (vedi ri-su-nok). Utilizzando il dato ri-sun-ka e la tabella psi-chro-met-ri-che-determinare quale temperatura (nelle città Cel-sia) è chiamata termometro a secco se l'umidità relativa dell'aria nella stanza -NII 60 %.

35. Attività n. DFF034

Nel co-su-de, sotto il pistone, c'è vapore insaturo. Può essere ri-ve-sti-legato,

1) iso-bar-ma-alta-temperatura-pe-ra-tu-ru

2) aggiungere un altro gas al recipiente

3) aumentare il volume del vapore

4) ridurre il volume del vapore

36. Attività n. 9C5165

L'umidità relativa nella stanza è del 40%. Come allenarsi senza concentrazione N mo-le-kul d'acqua nell'aria della stanza e la concentrazione di mo-le-kul d'acqua nel vapore acqueo saturo alla stessa temperatura per-ra-tu-re?

1) n è 2,5 volte inferiore

2) n è 2,5 volte più grande

3) n è il 40% in meno

4) n 40% in più

37. Compito n. DFF058

L'umidità relativa dell'aria nel cilindro sotto il pistone è del 60%. L'aria iso-ter-mi-che-ski è stata compressa, riducendone il volume della metà. L'elevata umidità dell'aria è diventata

38. Compito n. 1BE1AA

In un qi-lin-dri-che-sky so-su-de chiuso c'è aria umida ad una temperatura di 100 °C. Affinché tu abbia la rugiada sulle pareti di questo co-su-da, il volume di co-su-da è 25 una volta. Qual è l'approssimazione dell'umidità assoluta iniziale dell'aria nel co-su-de? Il risultato è dato in g/m 3, arrotondato ai numeri interi.

39. Compito n. 0B1D50

In un recipiente cilindrico sotto il pistone a lungo ci sono l'acqua e il suo vapore. Il pistone inizia a uscire dalla nave. Allo stesso tempo, la temperatura dell'acqua e del vapore rimane invariata. Come cambierà la massa del liquido nel recipiente? Spiega la tua risposta indicando quali leggi fisiche hai spiegato

40. Attività n. C32A09

L'acqua e il suo vapore vengono conservati a lungo in un recipiente cilindrico sotto il pistone. Il pistone inizia a essere spinto nella nave. Allo stesso tempo, la temperatura dell'acqua e del vapore rimane invariata. Come cambierà la massa del liquido nel recipiente? Spiega la tua risposta indicando quali leggi fisiche hai spiegato.

41. Attività n. AB4432

In un esperimento che illustra la dipendenza del punto di ebollizione dalla pressione dell'aria (Fig. UN ), acqua bollente sotto la campana pompa d'aria si verifica già a temperatura ambiente, se la pressione è sufficientemente bassa.

Utilizzando un grafico della pressione vapore saturo sulla temperatura (fig. B ), indicano la pressione dell'aria da creare sotto la campana della pompa affinché l'acqua bolle a 40 °C. Spiega la tua risposta indicando quali fenomeni e modelli hai usato per spiegare.


(UN)	(B)

42. Attività n. E6295D

Umidità relativa dell'aria a T= 36°C è 80%. Pressione del vapore saturo a questa temperatura P n = 5945 Pa. Quale massa di vapore è contenuta in 1 m 3 di quest'aria?

43. Compito n. 9C5165

Un uomo con gli occhiali entrò in una stanza calda dalla strada e scoprì che i suoi occhiali si erano appannati. Quale deve essere la temperatura esterna perché si verifichi questo fenomeno? La temperatura della stanza è di 22°C e l'umidità relativa è del 50%. Spiega come hai ottenuto la risposta. (Fare riferimento alla tabella relativa alla pressione del vapore dell'acqua per rispondere a questa domanda.)

44. Attività n. E6295D

In una stanza chiusa c'è vapore e una certa quantità di acqua. Come cambiano le seguenti tre quantità con una diminuzione isotermica di volume: dare -le-nie in co-su-de, massa d'acqua, massa di vapore? Per ogni ve-li-chi-ny, la definizione del co-from-the-ve-st del carattere from-me-not:

1) aumenterà;

2) diminuzione;

3) non da me.

Annota i numeri selezionati per ciascuna dimensione fisica nella tabella. I numeri nel testo possono essere ripetuti.

45. Compito n. 8BE996

L'umidità assoluta dell'aria nel qi-lin-dri-che-su-de-su-de sotto il pistone è pari a . La temperatura del gas nel co-su-de è di 100 °C. Come e quante volte è necessario che l'iso-ter-mi-che-ski cambi il volume di co-su-da affinché si formi sulle sue pareti C'era rugiada?

1) ridurre la cucitura di 2 volte 2) aumentare la cucitura di 20 volte
3) ridurre la cucitura di 20 volte 4) aumentare la cucitura di 2 volte

46. Compito n. 8BE999

Nell'ex-per-ri-men è stabilito che allo stesso tempo l'aria è nella stanza sul muro della st-ka-na con Con acqua fredda c'è una condensazione del vapore acqueo dall'aria, se tu ridurre la temperatura a . Sulla base dei risultati di questi experimen, viene determinata l'umidità dell'aria. Per decidere utilizzare la tabella. L'umidità relativa cambia quando aumenta la temperatura dell'aria nella stanza, se la condensazione del vapore acqueo dall'aria sarà alla stessa temperatura? Pressione e densità del vapore acqueo saturo a diverse temperature nella tavola:



7,7	8,8	10,0	10,7	11,4	12,11	12,8	13,6	16,3	18,4	20,6	23,0	25,8	28,7	51,2	130,5

L'umidità è una misura della quantità di vapore acqueo presente nell'aria. L'umidità relativa è la quantità di acqua contenuta nell'aria ad una determinata temperatura rispetto a numero massimo acqua, che può essere contenuta nell'aria alla stessa temperatura sotto forma di vapore.

In altre parole, l’umidità relativa mostra quanta umidità è ancora necessaria affinché si verifichi la condensa in determinate condizioni ambientali. Questo valore caratterizza il grado di saturazione dell'aria con vapore acqueo. Quando si calcola l'umidità ottimale dell'aria in una stanza, si parla specificamente di umidità relativa.

Ad una temperatura di 21°C, ad esempio, un chilogrammo di aria secca può contenere fino a 15,8 g di umidità. Se 1 kg di aria secca contiene 15,8 g di acqua, l'umidità relativa è pari al 100%. Se la stessa quantità di aria contiene 7,9 g di acqua alla stessa temperatura, allora, rispetto alla massima quantità possibile di umidità, il rapporto sarà: 7,9/15,8 = 0,50 (50%). Pertanto, l'umidità relativa di tale aria sarà del 50%.

Quale umidità è ottimale?

L'umidità ideale in uno spazio abitativo è del 40-60%. IN mesi estivi l'aria sia sufficientemente umidificata (soprattutto tempo piovoso l'umidità relativa può raggiungere l'80-90%), quindi non ce n'è bisogno ulteriori modi idratazione.

Tuttavia, in inverno, i sistemi di riscaldamento centralizzato e altri dispositivi di riscaldamento portano a aria secca. Questo perché il riscaldamento intenso aumenta la temperatura ma non aumenta la quantità di vapore acqueo. Ciò provoca una maggiore evaporazione dell'umidità da ogni parte: dalla pelle e dal corpo, dalle piante d'appartamento e persino dai mobili. L'umidità relativa negli appartamenti in inverno non è solitamente superiore al 15%. Questo è ancora meno che nel deserto del Sahara! Lì l'umidità relativa è del 25%.

Tavolo umidità ottimale dimostra quanto sia insufficiente il livello del 15%:

Umano 45-65%Apparecchiature informatiche ed elettrodomestici 45-65%Mobili e strumenti musicali 40-60%Biblioteche, mostre di gallerie d'arte e musei 40-60%

Come ottenere un'umidità ottimale?

L'unico consiglio è quello di umidificare la stanza.

Esistono molti metodi "popolari" di idratazione. Puoi, ad esempio, appendere asciugamani e stracci bagnati nella stanza. Posizionare un serbatoio dell'acqua sul riscaldatore. L'evaporazione dell'acqua porterà prima o poi ad un aumento dell'umidità dell'aria. Per evitare che il pianoforte si seccasse, in precedenza si consigliava di posizionare all'interno un barattolo d'acqua. Un'opzione per chi non bada a spese è una fontana decorativa nella stanza.

Tuttavia, questi metodi sono scomodi e inefficaci. Non è possibile aumentare significativamente l'umidità dell'aria in una stanza utilizzando un barattolo d'acqua. Inoltre, una lattina sul radiatore e gli asciugamani sulle corde non sembrano molto esteticamente gradevoli.

Il modo più efficace e pratico per aumentare l'umidità interna è installare umidificatore. Questo dispositivo di climatizzazione è in grado di mantenere un livello di umidificazione preciso, inoltre è economico e facile da usare; E la nuova generazione di umidificatori controllano da soli l'umidità ottimale.

L'aria è in una certa misura piena di vapore acqueo. La sua quantità è caratterizzata da un indicatore come l'umidità. Può essere assoluto e relativo. Il primo indicatore indica il volume d'acqua contenuto in un metro cubo d'aria. Il secondo termine viene utilizzato per determinare il rapporto tra la quantità massima possibile di vapore e la quantità effettiva. Se viene determinata l'umidità dell'aria interna, questo è un indicatore relativo.

Perché misurare e controllare l'umidità interna?

L'umidità in casa influisce direttamente sulla salute e sul benessere di tutti i suoi abitanti. Se gli indicatori non corrispondono alla norma, non solo le persone soffrono, ma anche piante d'appartamento, mobili e altre cose. La quantità di vapore acqueo nell'ambiente non è stabile e cambia continuamente a seconda del periodo dell'anno.

Quali sono i pericoli dell'aria secca?

Una bassa umidità interna si osserva molto spesso durante la stagione di riscaldamento. Ciò porta al fatto che una persona perde rapidamente acqua attraverso la pelle e le vie respiratorie. Come risultato di tali fenomeni negativi, si osservano i seguenti effetti:

diminuzione dell'elasticità e della secchezza pelle, che è accompagnato dalla comparsa di microfessure, porta allo sviluppo di dermatiti;
l'essiccazione della mucosa degli occhi provoca arrossamenti, bruciore e lacrimazione;
il sangue perde parte della sua componente liquida, il che riduce la velocità del suo movimento, creando ulteriore stress al cuore;
la persona soffre di mal di testa, si sente stanca e perde le normali prestazioni;
aumenta la viscosità del succo gastrico, che compromette la digestione;
si verifica l'essiccazione delle mucose delle vie respiratorie, che indebolisce l'immunità locale;
un aumento della concentrazione di microrganismi patogeni nell'aria, che solitamente vengono neutralizzati dalle goccioline d'aria.

Per misurare l'aria in un appartamento è sufficiente acquistare il dispositivo più semplice, che solitamente è abbinato ad un termometro o ad un orologio. Ha un piccolo errore del 3-5%, che non è critico.

Usando un bicchiere d'acqua

Per determinare l'umidità dell'aria, è necessario riempire d'acqua un normale bicchiere e metterlo in frigorifero per 3 ore in modo che il liquido si raffreddi a 3-5°C. La nave viene rimossa e posizionata sul tavolo lontano da dispositivi di riscaldamento. Per diversi minuti osservare le pareti del vetro, dove si rileva la comparsa di condensa sotto forma di gocce d'acqua. I risultati dell’esperimento sono espressi come segue:

il vetro si è asciugato rapidamente - l'umidità è ridotta;
le pareti sono rimaste appannate: gli standard di umidità nella stanza sono stati rispettati;
L'acqua cominciò a scorrere lungo il vetro: l'umidità era aumentata.

Tavolo Assman

Il tavolo Assmann è progettato per determinare l'umidità utilizzando uno psicrometro. È composto da due termometri: uno normale e uno con funzione di umidificazione. Gli indicatori misurati dal secondo dispositivo saranno leggermente inferiori L'umidità dell'aria viene determinata utilizzando una tabella speciale utilizzando i valori ottenuti.

Utilizzando una pigna

Prendi una normale pigna di abete e posizionala lontano da apparecchi di riscaldamento. Nell'aria secca, le sue squame si apriranno e nell'aria umida si restringeranno strettamente.

Standard generalmente accettati

Gli standard di umidità interna dipendono dallo scopo e dal periodo dell'anno. Il rispetto dei parametri raccomandati garantirà una buona salute e non influirà negativamente sull'immunità umana.

Standard per un appartamento

Per un appartamento, tutti gli standard relativi ai parametri climatici sono specificati in GOST 30494-96. Secondo questo documento l'umidità dell'aria nella stagione fredda dovrebbe oscillare tra il 30-45% e nella stagione calda - 30-60%. Nonostante i valori indicati, l'indicatore del 30% potrebbe essere scarsamente percepito dal corpo umano. Pertanto i medici consigliano di mantenere parametri del 40-60%, considerati ottimali in qualsiasi periodo dell'anno.

Standard per la camera dei bambini

Il corpo del bambino non è in grado di funzionare correttamente in condizioni di bassa umidità dell'aria. Ciò porta ad una rapida essiccazione delle mucose, che può portare ad una diminuzione dell'immunità locale.

Posto di lavoro

Il livello di umidità sul posto di lavoro dipende dalle specifiche del lavoro. Ad esempio, per impiegatiè del 40-60%.

Come normalizzare il microclima interno?

Per rendere il microclima interno confortevole per la vita, è necessario utilizzare i seguenti suggerimenti:

utilizzo di umidificatori d'aria. Indispensabile durante la stagione di riscaldamento in ogni ambiente;
ventilazione regolare;
aumentare il numero di piante da interno;
presenza di ventilazione di scarico. La cappa di alimentazione rifornirà la stanza aria fresca e normalizza la quantità di vapore acqueo;
in alcuni casi è consigliato l'utilizzo di appositi deumidificatori dotati di sostanze assorbenti;
È vietato asciugare la biancheria nei locali residenziali, il che influisce negativamente sul loro microclima.

Video: come misurare l'umidità dell'aria

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I-17="">Vapore saturo, umidità dell'aria

Dedicheremo la lezione di oggi alla discussione del concetto di umidità dell'aria e dei metodi per misurarla. Il fenomeno principale che influenza l'umidità dell'aria sarà il processo di evaporazione dell'acqua, di cui abbiamo già parlato in precedenza, e il concetto più importante che utilizzeremo sarà quello del vapore saturo e insaturo.

Se distinguiamo diversi stati del vapore, questi saranno determinati dall'interazione in cui si trova il vapore con il suo liquido. Se immaginiamo che del liquido si trovi in un recipiente chiuso e avvenga il processo di evaporazione, prima o poi questo processo arriverà a uno stato in cui l'evaporazione a intervalli di tempo uguali sarà compensata dalla condensazione e dal cosiddetto equilibrio dinamico del si verificherà un liquido con il suo vapore (Fig. 1) .

Riso. 1. Vapore saturo

Definizione.Vapore saturoè il vapore che è in equilibrio termodinamico con il suo liquido. Se il vapore non è saturo, non esiste un tale equilibrio termodinamico (Fig. 2).

Riso. 2. Vapore insaturo

Con l'aiuto di questi due concetti lo descriveremo caratteristica importante l'aria come l'umidità.

Definizione.Umidità dell'aria– un valore che indica il contenuto di vapore acqueo nell'aria.

La domanda sorge spontanea: perché è importante considerare il concetto di umidità e come entra il vapore acqueo nell'aria? È noto che la maggior parte della superficie terrestre è occupata dall'acqua (l'Oceano Mondiale), dalla cui superficie avviene continuamente l'evaporazione (Fig. 3). Naturalmente, in vari zone climatiche l'intensità di questo processo è variabile e dipende dalla temperatura media giornaliera, dalla presenza di venti, ecc. Questi fattori determinano il fatto che in certi posti il processo di vaporizzazione dell'acqua è più intenso della sua condensazione, e in alcuni casi avviene il contrario. In media si può sostenere che il vapore che si forma nell’aria non è saturo e bisogna descriverne le proprietà.

Riso. 3. Evaporazione del liquido (Fonte)

Per l'uomo il livello di umidità è un parametro ambientale molto importante, poiché il nostro corpo reagisce molto attivamente ai suoi cambiamenti. Ad esempio, un meccanismo di regolazione del funzionamento del corpo, come la sudorazione, è direttamente correlato alla temperatura e all'umidità dell'ambiente. Ad alta umidità, i processi di evaporazione dell'umidità dalla superficie della pelle sono praticamente compensati dai processi di condensazione e la rimozione del calore dal corpo viene interrotta, il che porta a disturbi della termoregolazione. A bassa umidità, i processi di evaporazione dell'umidità prevalgono sui processi di condensazione e il corpo perde troppi liquidi, il che può portare alla disidratazione.

La quantità di umidità è importante non solo per l'uomo e altri organismi viventi, ma anche per il flusso dei processi tecnologici. Ad esempio, a causa della nota proprietà dell'acqua di condurre la corrente elettrica, il suo contenuto nell'aria può compromettere seriamente il corretto funzionamento della maggior parte degli apparecchi elettrici.

Inoltre, il concetto di umidità è il criterio più importante per valutare le condizioni meteorologiche, cosa che tutti conoscono dalle previsioni del tempo. Vale la pena notare che se confrontiamo l'umidità in diversi periodi dell'anno nelle nostre condizioni climatiche abituali, sarà più alta in estate e più bassa in inverno, il che è associato, in particolare, all'intensità dei processi di evaporazione a diverse temperature.

Umidità assoluta dell'aria

Le principali caratteristiche dell’aria umida sono:

densità del vapore acqueo nell'aria;
umidità relativa.

Definizione.Umidità assoluta dell'aria- la quantità di umidità contenuta in un metro cubo d'aria.

Designazioneumidità assoluta: (come è la solita designazione per la densità).

Unitàumidità assoluta:img="">

massa di vapore (acqua) nell'aria, kg (in SI) o g;

I-19="">Umidità relativa

Per descrivere tale percezione è stata introdotta la seguente quantità: umidità relativa.

Definizione.Umidità relativa– un valore che indica quanto è lontano il vapore dalla saturazione.

Cioè, il valore dell'umidità relativa, in parole semplici, mostra quanto segue: se il vapore è lontano dalla saturazione, l'umidità è bassa, se è vicina è alta.

Designazioneumidità relativa: .

Unitàumidità relativa: %.

Formula calcoli umidità relativa:

Img="" i-20="">Igrometro a condensazione

Come si può vedere dalla formula, include l'umidità assoluta, che già conosciamo, e la densità del vapore saturo alla stessa temperatura. La domanda sorge spontanea: come determinare quest'ultimo valore? Per questo esistono dispositivi speciali. Considereremo condensazioneigrometro(Fig. 4) è un dispositivo utilizzato per determinare il punto di rugiada.

Definizione.Punto di rugiada– la temperatura alla quale il vapore si satura.

Riso. 4. Igrometro a condensazione (Fonte)

Cosa fare con il valore di temperatura ottenuto (punto di rugiada)? Esiste una tabella speciale in cui vengono inseriti i dati: quale densità di vapore acqueo saturo corrisponde a ciascun punto di rugiada specifico. Vale la pena notare un fatto utile che all'aumentare del punto di rugiada aumenta anche il valore della corrispondente densità di vapore saturo. In altre parole, più l'aria è calda, maggiore è la quantità di umidità che può contenere e, viceversa, più l'aria è fredda, minore è il contenuto massimo di vapore in essa contenuto.

Igrometro a capello

Consideriamo ora il principio di funzionamento di altri tipi di igrometri, strumenti per misurare le caratteristiche di umidità (dal greco hygros - "bagnato" e metero - "misuro").

Igrometro a capello(Fig. 5) è un dispositivo per la misurazione dell'umidità relativa, in cui i capelli, ad esempio i capelli umani, agiscono come elemento attivo.

Riso. 5. Igrometro a capello (Fonte)

L'azione dell'igrometro a capello si basa sulla proprietà dei capelli sgrassati di cambiare lunghezza al variare dell'umidità dell'aria (con l'aumento dell'umidità la lunghezza dei capelli aumenta, con la diminuzione diminuisce), il che rende possibile misurare l'umidità relativa. I capelli sono tesi su una struttura metallica. La variazione della lunghezza dei capelli viene trasmessa alla freccia che si muove lungo la scala. Va ricordato che un igrometro a capello non fornisce valori accurati di umidità relativa e viene utilizzato principalmente per scopi domestici.

Psicrometro

Un dispositivo più conveniente e accurato per misurare l'umidità relativa è uno psicrometro (dal greco antico ψυχρός - "freddo") (Fig. 6).

Tabelle delle caratteristiche di umidità

Passiamo alle tabelle che ci consentono di determinare le caratteristiche dell'umidità dell'aria.

Temperatura,

Pressione, mm. Hg Arte.

Densità del vapore

« Fisica - 10° grado"

Quando si risolvono i problemi, è necessario tenere presente che la pressione e la densità del vapore saturo non dipendono dal suo volume, ma dipendono solo dalla temperatura. Equazione di stato gas ideale approssimativamente applicabile per descrivere il vapore saturo. Ma quando il vapore saturo viene compresso o riscaldato, la sua massa non rimane costante.

Quando si risolvono alcuni problemi, potrebbero essere necessari valori di pressione di vapore saturo a determinate temperature. Questi dati devono essere presi dalla tabella.

Compito 1.

Un recipiente chiuso di volume V 1 = 0,5 m 3 contiene acqua di massa m = 0,5 kg. Il recipiente è stato riscaldato ad una temperatura di t = 147°C. Di quanto dovrebbe essere modificato il volume del recipiente affinché contenga solo vapore saturo? Pressione di vapore saturo pH. n alla temperatura t = 147 °C è pari a 4,7 10 5 Pa.

Soluzione.

Vapore saturo a pressione pH. n occupa un volume pari a dove M = 0,018 kg/mol - massa molare acqua. Il volume del recipiente è V 1 > V, il che significa che il vapore non è saturo. Affinché il vapore si saturi, il volume del recipiente deve essere ridotto di

Compito 2.

L'umidità relativa dell'aria in un vaso chiuso alla temperatura t 1 = 5 °C è pari a φ 1 = 84%, mentre alla temperatura t 2 = 22 °C è pari a φ 2 = 30%. Quante volte la pressione del vapore saturo dell'acqua alla temperatura t 2 è maggiore di quella alla temperatura t 1?

Soluzione.

La pressione del vapore acqueo nel recipiente a T 1 = 278 K è dove pn. n1 - pressione di vapore saturo alla temperatura T1. Alla temperatura T 2 = 295 K di pressione

Poiché il volume è costante, allora secondo la legge di Charles

Da qui

Compito 3.

In una stanza con un volume di 40 m 3 la temperatura dell'aria è di 20 ° C, la sua umidità relativa φ 1 = 20%. Quanta acqua deve essere evaporata affinché l'umidità relativa φ 2 raggiunga il 50%? È noto che a 20 °C la pressione del vapore saturo рнп = 2330 Pa.

Soluzione.

Umidità relativa da qui

Pressione di vapore a umidità relativa φ 1 e φ 2

La densità è legata alla pressione dall'uguaglianza ρ = Mp/RT, da cui

Masse d'acqua in una stanza con umidità φ 1 e φ 2

Massa d'acqua da evaporare:

Compito 4.

In una stanza con finestre chiuse ad una temperatura di 15 °C, umidità relativa φ = 10%. Quale sarà l'umidità relativa se la temperatura nella stanza aumenta di 10°C? Pressione di vapore saturo a 15 °C pH. p1 = 12,8 mmHg. Art., e a 25 °C pH p2 = 23,8 mm Hg. Arte.

Poiché il vapore è insaturo, la pressione parziale del vapore cambia secondo la legge di Charles p 1 /T 1 = p 2 /T 2. Da questa equazione è possibile determinare la pressione del vapore insaturo p 2 a T 2: p 2 = p 1 T 2 / T 1. L'umidità relativa a T 1 è uguale.