Абсолютная влажность воздуха в закрытом сосуде при температуре



. для школьных учителей .
Как теперь смотреь флэш-файлы!





Примеры решения задач по теме «Насыщенный пар. Влажность воздуха»

«Физика — 10 класс»

При решении задач надо иметь в виду, что давление и плотность насыщенного пара не зависят от его объёма, а зависят только от температуры. Уравнение состояния идеального газа приближённо применимо и для описания насыщенного пара. Но при сжатии или нагревании насыщенного пара его масса не остаётся постоянной.

При решении некоторых задач могут понадобиться значения давления насыщенного пара при некоторых температурах. Эти данные нужно брать из таблицы.

Закрытый сосуд объёмом V1 = 0,5 м 3 содержит воду массой m = 0,5 кг. Сосуд нагрели до температуры t = 147 °С. На сколько следует изменить объём сосуда, чтобы в нём содержался только насыщенный пар? Давление насыщенного пара рн. п при температуре t = 147 °С равно 4,7 • 10 5 Па.

Насыщенный пар при давлении рн. п занимает объём, равный где М = 0,018 кг/моль — молярная масса воды. Объём сосуда V1 > V, а значит, пар не является насыщенным. Для того чтобы пар стал насыщенным, объём сосуда следует уменьшить на

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде при температуре t1 = 5 °С равна φ1 = 84 %, а при температуре t2 = 22 °С равна φ2 = 30 %. Во сколько раз давление насыщенного пара воды при температуре t2 больше, чем при температуре t1?

Давление водяного пара в сосуде при Т1 = 278 К равно где рн. п1 — давление насыщенного пара при температуре Т1. При температуре Т2 = 295 К давление

Так как объём постоянен, то по закону Шарля

Отсюда

В комнате объёмом 40 м 3 температура воздуха 20 °С, его относительная влажность φ1 = 20 %. Сколько надо испарить воды, чтобы относительная влажность φ2 достигла 50 % ? Известно, что при 20 °С давление насыщающих паров рн п = 2330 Па.

Относительная влажность отсюда

Давление пара при относительной влажности φ1 и φ2

Плотность связана с давлением равенством ρ = Mp/RT, откуда

Массы воды в комнате при влажности φ1 и φ2

Масса воды, которую надо испарить:

В комнате с закрытыми окнами при температуре 15 °С относительная влажность φ = 10 %. Чему станет равна относительная влажность, если температура в комнате повысится на 10 °С? Давление насыщенного пара при 15 °С рн. п1 = 12,8 мм рт. ст., а при 25 °С рн п2 = 23,8 мм рт. ст.

Так как пар ненасыщенный, то парциальное давление пара изменяется по закону Шарля р11 = р22. Из этого уравнения можно определить давление ненасыщенного пара р2 при Т2: р2 = р1Т21. Относительная влажность при Т1 равна:

Относительная влажность при Т2 = 25 °С равна:

Из уравнения (1) получим следовательно,

Относительная влажность воздуха в помещении 60%, температура 18 °С. До какой температуры надо охладить металлический предмет, чтобы его поверхность запотела?

Относительная влажность воздуха φ = (р/рн п)100%.

Для конденсации пара необходимо, чтобы он стал насыщенным, т. е. температура достигла точки росы. Давление пара при 18 °С должно стать равным давлению насыщенного пара при искомой температуре:

Давление насыщенного пара рн п = 1,23 • 10 4 Па при температуре t2 = 10 °С (определяем по таблице). Следовательно, t2 ≈ 10 °С.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Основы термодинамики. Тепловые явления — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Источник статьи: http://class-fizika.ru/10_a200d.html

Влажность воздуха

Урок 51. Физика 10 класс

Конспект урока «Влажность воздуха»

Как вы знаете, более 70% поверхности Земли занимает вода. Также, различные живые организмы содержат не менее 50% воды. Влажность воздуха влияет на то, насколько интенсивно должен работать организм, чтобы поддерживать постоянную температуру. Водяные пары содержатся в атмосферном воздухе, и это содержание влияет на климат и на погоду в тех или иных регионах.

Недавно мы изучали насыщенный пар и выяснили, что чем больше испарений, тем больше становится плотность водяного пара и тем ближе он становится к насыщенному. Несмотря на то, что на Земле очень много водоемов, водяной пар далеко не всегда является насыщенным. Вместе с тем, в воздухе почти всегда содержится то или иное количество водяного пара. С этим связано понятие влажности воздуха.

Рассмотрим величины, характеризующие влажность воздуха. Одна из таких величин — это абсолютная влажность. Абсолютной влажностью воздуха называется плотность водяного пара в воздухе.

Соответственно, абсолютная влажность, как и любая другая плотность измеряется в кг/м 3 .

Вторая величина, характеризующая влажность воздуха — это парциальное давление водяного пара. Парциальным давлением называют давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали. Атмосферное давление складывается из парциальных давлений всех содержащихся в атмосфере газов. Таким образом, парциальное давление водяного пара является одним из показателей влажности воздуха. Парциальное давление измеряется в паскалях, хотя иногда используют миллиметры ртутного столба.

Миллиметры рутного столба часто используются в метеорологии и медицине. Это связано с тем, что в качестве рабочей жидкости в термометрах и барометрах часто используется ртуть. При нормальном давлении:

Таким образом, мы можем заключить, что

Итак, чтобы определить влажность воздуха, нужно определить, насколько водяной пар, находящийся в воздухе близок к насыщению. Поэтому вводится понятие относительной влажности воздуха. Относительная влажность воздуха — это отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

Также, можно сказать, что относительная влажность воздуха — это отношение абсолютной влажности к плотности насыщенного пара, выраженное в процентах:

Конечно же, для измерения влажности нужны приборы. Один из таких приборов — это конденсационный гигрометр.

В специальное отверстие наливают легко испаряющуюся жидкость (например, эфир или спирт). Далее, в это отверстие вставляют термометр. Через жидкость в отверстии прокачивается воздух. Жидкость начинает интенсивно испаряться, вследствие чего, ее температура понижается. В какой-то момент на зеркальце выступят маленькие капельки росы. Это будет означать, что пар стал насыщенным, а температура, которую показывает термометр, является точкой росы. С помощью специальных таблиц определяются плотность и давление насыщенного пара, соответствующие данной температуре.

Например, мы хотим определить относительную влажность воздуха при температуре 18 о С. Допустим, когда зеркальце гигрометра покрылось капельками, термометр показал 9 о С. Берем из таблицы давление насыщенного пара, соответствующее 9 о С и сравниваем его с давлением насыщенного пара, соответствующим 18 о С:

Аналогичным способом можно найти относительную влажность, соотнеся плотности насыщенных паров при различных температурах.

Другой вид гигрометра называется волосным.

Принцип его работы основан на том, что волос меняет свою длину в зависимости от влажности. В результате этого стрелка прибора отклоняется и показывает относительную влажность воздуха. Надо сказать, что волосной гигрометр не является достаточно точным, но, тем не менее, он может показать приблизительное значение относительной влажности воздуха.

Наконец, рассмотрим третий прибор для измерения относительной влажности, который называется психрометром.

Психрометр включает в себя два термометра, которые называют влажным и сухим. Дело в том, что резервуар одного из термометров окружен мокрой тканью. Опять же, при испарении жидкости происходит охлаждение, в результате чего, показания сухого термометра отличаются от показаний влажного. С помощью таблицы, которая называется психрометрической, определяется относительная влажность воздуха. Обратите внимание, что если показания сухого и влажного термометра одинаковы, то это значит, что относительная влажность воздуха достигла 100%. Иными словами, пар, находящийся в воздухе является насыщенным.

Задача. В некотором закрытом сосуде при температуре 10 ℃ относительная влажность воздуха равна 75%. В этом же сосуде при температуре 25 ℃, относительная влажность воздуха равна 28%. Найдите отношение давления насыщенного пара при температуре 25 ℃ к давлению насыщенного пара при температуре 10 ℃.

Источник статьи: http://videouroki.net/video/51-vlazhnost-vozdukha.html


Adblock
detector