12. Вимірюємо вологість повітря - Засєкіна

• Назад до змісту

Думай

1. Чим відрізняється насичена пара від ненасиченої?

Насичена пара — це максимально можлива кількість водяної пари в заданому об’ємі за певної температури (у рівновазі випаровування і конденсації), тоді як ненасичена містить менше пари і утворюється, наприклад, над відкритою поверхнею, де випаровування переважає конденсацію.

2. Як можна збільшити відносну вологість?

Потрібно або додати у повітря більше водяної пари (зволожувач, випаровування), або знизити температуру повітря, бо за нижчої температури для насичення треба менше пари й відносна вологість зростає.

3. Чому людина легше переносить спеку, якщо повітря сухе?

У сухому повітрі піт швидко випаровується з поверхні шкіри, а випаровування супроводжується охолодженням. Коли вологість висока, випаровування піту сповільнюється, тому організм гірше охолоджується і спека важче переноситься.

4. Чому запотівають окуляри, якщо людина взимку заходить із вулиці у тепле приміщення?

На холодній вулиці окуляри охолоджуються до низької температури. Коли людина заходить у тепле приміщення, тепле повітря з водяною парою стикається з холодною поверхнею окулярів. Температура скла окулярів нижча за точку роси, тому водяна пара конденсується на них у вигляді крапельок води.

Дій

РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧІ

1. Скільки маси води виділиться у вигляді поту, якщо потрібно нагріти від 40 до 100°C та випарувати 10 л поту?

Дано:
$V = 10 \text{ л} = 0{,}01 \text{ м}^3$
$r = 2{,}36 \text{ МДж/кг} = 2{,}36 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$
$c = 4200 \text{ Дж/(кг°C)}$
$\rho = 1000 \text{ кг/м}^3$
$\Delta T = 100°\text{C} - 40°\text{C} = 60°\text{C}$
$m_{тіла} = 55 \text{ кг}$
$m - ?$
$\Delta T_{тіла} - ?$
Розв’язання:
$m_{поту} = \rho \cdot V$
$Q = r \cdot m_{поту}$

$m_{поту} = 1000 \cdot 0{,}01 = 10 \text{ кг}$
$Q = 2{,}36 \cdot 10^6 \cdot 10 = 2{,}36 \cdot 10^7 \text{ Дж}$
$Q = c \cdot m \cdot \Delta T$
$m = \dfrac{Q}{c \cdot \Delta T} = \dfrac{2{,}36 \cdot 10^7}{4200 \cdot 60} \approx 9{,}37 \cdot 10^1 \text{ кг} = 93{,}7 \text{ кг}$
$\Delta T_{тіла} = \dfrac{Q}{c \cdot m_{тіла}} = \dfrac{2{,}36 \cdot 10^7}{4200 \cdot 55} \approx 1{,}0216 \cdot 10^2 °\text{C} = 102°\text{C}$
Відповідь: $m \approx 93{,}7 \text{ кг},\quad \Delta T_{тіла} \approx 102°\text{C}$

2. Чому в кімнаті така велика вологість (85%), а на вулиці за 0°C теж 85%? Чому людина комфортніше почувається на вулиці? Як зменшити вологість у приміщенні?

Дано:
$T_{приміщення} = 22°C$
$\varphi_{приміщення} = 85\%$
$T_{вулиця} = 0°C$
$\varphi_{вулиця} = 85\%$
$\rho_a - ?$
Розв’язання:
$\varphi = \dfrac{\rho_a}{\rho_{н.п.}} \cdot 100\%$
$\rho_a = \dfrac{\varphi \cdot \rho_{н.п.}}{100\%}$
За таблицею знаходимо густину насиченої водяної пари: 

При 0°C:
$\rho_{н.п.} = 5 \text{ г/м}^3$
При 22°C:
$\rho_{н.п.} = 19,4 \text{ г/м}^3$
Абсолютна вологість на вулиці:
$\rho_{a,вул} = \dfrac{85\% \cdot 5 \text{ г/м}^3}{100\%} = 4,25 \text{ г/м}^3$
Абсолютна вологість в приміщенні:
$\rho_{a,прим} = \dfrac{85\% \cdot 19,4 \text{ г/м}^3}{100\%} = 16,5 \text{ г/м}^3$
Аналіз: У кімнаті висока вологість через: Готування їжі, прання, дихання людей, недостатню вентиляцію 

Комфортніше в приміщенні (22°C, 85%) ніж на вулиці (0°C, 85%) 

Способи зменшення вологості: - Провітрювання

 - Використання витяжки

 - Осушувачі повітря

 - Кондиціонування

У кімнаті при 22°C і 85% вологості абсолютна концентрація водяної пари висока, тоді як на вулиці при 0°C і 85% абсолютна кількість пари значно менша (холодне повітря вміщує менше пари). На вулиці піт краще випаровується через нижчу абсолютну вологість, тому людина почувається комфортніше. Щоб зменшити вологість у приміщенні, треба провітрити кімнату (холодне зовнішнє повітря має меншу абсолютну вологість) або використати осушувач.

ВИКОНАЙ ДОСЛІДЖЕННЯ

Визнач відносну вологість повітря, температура якого 22°C, якщо різниця сухого і вологого термометрів 6°C

За таблицею: знаходимо рядок 22°C (показ сухого термометра) і стовпець 6 (різниця показів термометрів) — відносна вологість становить 54%.

Визнач відносну вологість повітря, якщо покази сухого термометра становлять 18°C, а вологого — 14°C

Різниця термометрів: 18 - 14 = 4°C. За таблицею: рядок 18°C і стовпець 4 — відносна вологість становить 64%.

Прогноз показів вологого термометра

Вологий термометр показуватиме нижчу температуру, ніж сухий, тому що вода випаровується з тканини і забирає теплоту, охолоджуючи термометр.

Визначення точки роси в кімнаті

Коли на блискучій поверхні банки з’явиться конденсат (краплі води), температура води в цей момент і є точкою роси — температурою, за якої водяна пара в повітрі кімнати стає насиченою і починає конденсуватися.