Абсолютная и относительная влажность. Точка росы

Абсолютная влажность воздуха

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Абсолютная влажность воздуха – это количество водяного пара в единице объема воздуха:

$\rho =\frac{m_{steam}}{V_{air}}\$

В системе СИ единица измерения абсолютной влажности ${kg}/{m^3\ .}$

Влажность воздуха является очень важным параметром окружающей среды. Известно, что большую часть поверхности Земли занимает вода (Мировой океан), с поверхности которой непрерывно происходит испарение. В различных климатических зонах интенсивность этого процесса различна. Она зависит от среднесуточной температуры, наличия ветров и др. факторов. Таким образом, в определенных местах процесс парообразования воды более интенсивен, чем ее конденсация, а в некоторых – наоборот.

Человеческий организм активно реагирует на изменения влажности воздуха. Например, процесс потоотделения тесно взаимосвязан с температурой и влажностью окружающей среды. При высокой влажности процессы испарения влаги с поверхности кожи практически компенсируются процессами ее конденсации, и нарушается отвод тепла от организма, что приводит к нарушениям терморегуляции; при низкой влажности процессы испарения влаги превалируют над процессами конденсации и организм теряет слишком много жидкости, что может привести к обезвоживанию.

Кроме того, понятие влажности является важнейшим критерием оценивания погодных условий, что всем известно из прогнозов погоды.

Абсолютная влажность воздуха дает представление о конкретном содержании воды в воздухе по массе, однако эта величина неудобна с точки зрения восприимчивости влажности живыми организмами. Человек ощущает не массовое количество воды в воздухе, а ее содержание относительно максимально возможного значения. Для описания реакции живых организмов на изменения содержания водяного пара в воздухе вводят понятие относительной влажности.

Относительная влажность воздуха

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительная влажность воздуха – это физическая величина, показывающая насколько водяной пар в воздухе далек от насыщения:

$\varphi =\frac{\rho}{{\rho}_n}\cdot 100\%\$

где $\rho -$ плотность водяного пара в воздухе (абсолютная влажность); ${\rho}_n-$ плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.

Точка росы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Точка росы – это температура, при которой водяной пар становится насыщенным.

Зная температуру точки росы, можно получить представление об относительной влажности воздуха. Если температура точки росы близка к температуре окружающего воздуха, значит влажность высокая (при совпадении температур образуется туман). И напротив, если значения точки росы и температуры воздуха в момент измерения сильно расходятся, то можно говорить о низком содержании водяных паров в атмосфере.

Когда в теплое помещение с мороза заносят какую-либо вещь, воздух над ней охлаждается, насыщается водяными парами, и на вещи конденсируются капельки воды. В дальнейшем вещь прогревается до температуры воздуха помещения, и весь конденсат испаряется.

Другой, не менее хорошо знакомый пример – запотевание стекол в доме. У многих зимой на окнах появляется конденсат. На это явление влияют два фактора –- влажность и температура. Если установлен нормальный стеклопакет и правильно проведено утепление, а конденсат есть, –- значит, в помещении высокая влажность; возможно плохая вентиляция или вытяжка.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

На фотографии представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы. Что покажет влажный термометр, если при неизменной температуре воздуха относительная влажность увеличится на 7%?

Решение

Запишем показания сухого и влажного термометра, представленных на фотографии:

$t_{dry}={23}^\circ C$

$t_{moist}={16}^\circ C\$

Определим разность показаний термометров:

$\triangle t=t_{dry}-t_{moist};$

$\triangle t={23}^\circ C-{16}^\circ C=7^\circ C\$

По психрометрической таблице определим относительную влажность воздуха:

$\varphi =48\%$

Если влажность воздуха увеличится на 7%, она станет равной 55%. По психрометрической таблице определяем показания сухого термометра и разности показаний сухого и влажного термометров:

$t_{dry}={23}^\circ C$

$\triangle t=6^\circ C$

Таким образом, влажный термометр покажет:

$t_{moist}={23}^\circ C-\ 6^\circ C={17}^\circ C$

Ответ

Показания влажного термометра ${17}^\circ C$ .

ПРИМЕР 2

Задание

Относительная влажность вечером при температуре ${17}^\circ C$ равна 50%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до $8^\circ C$ ?

Решение

Относительная влажность:

$\varphi =\frac{\rho}{{\rho}_n}\cdot 100\%\$

откуда плотность водяного пара (абсолютная влажность):

$\rho =\frac{{\rho}_n\varphi}{100}\$

По таблице зависимости плотности водяного пара от температуры определяем плотность водяного пара при температуре ${17}^\circ C:\ {\rho}_n=14,4\cdot {10}^{-3}\ {kg}/{m^3\ .}$

Вычислим:

$\rho =\frac{50\cdot 14,4\cdot {10}^{-3}}{100}=7,2\cdot {10}^{-3}\ {kg}/{m^3\ .}$

По той же таблице определяем плотность насыщенного пара при температуре $8^\circ C$ . Она равна $8,3\cdot {10}^{-3}$ , что больше вычисленного значения. Поэтому пар не будет насыщенным и роса не выпадет.

Ответ

Пар не будет насыщенным и роса не выпадет.

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Советуем прочитать:

Абсолютная и относительная влажность. Точка росы

Абсолютная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха

Точка росы

Примеры решения задач