Насичені та ненасичені пари
Насичений пар
При випаровуванні одночасно з переходом молекул з рідини в пару відбувається зворотний процес. Безладно рухаючись над поверхнею рідини, частина молекул, що залишили її, знову повертається до рідини.
Якщо випаровування відбувається в закритій посудині, то спочатку число молекул, що вилетіли з рідини, буде більше числа молекул, які повернулися назад у рідину. Тому щільність пари в посудині поступово збільшуватиметься. Зі збільшенням густини пари збільшується і число молекул, що повертаються в рідину. Незабаром кількість молекул, що вилітають з рідини, стане рівним числумолекул пара, що повертаються назад у рідину. З цього моменту кількість молекул пари над рідиною буде постійною. Для води за кімнатної температури це число приблизно дорівнює $10^(22)$ молекул за $1с$ на $1см^2$ площі поверхні. Настає так звана динамічна рівновага між парою та рідиною.
Пара, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називається насиченою парою.
Це означає, що в даному обсязі при даній температурі не може бути більша кількість пари.
При динамічній рівновазі маса рідини в закритій посудині не змінюється, хоча рідина продовжує випаровуватися. Так само не змінюється і маса насиченої пари над цією рідиною, хоча пара продовжує конденсуватися.
Тиск насиченої пари.При стисканні насиченої пари, температура якої підтримується постійною, рівновага спочатку почне порушуватися: щільність пари зросте, і внаслідок цього з газу рідина буде переходити більше молекул, ніж з рідини в газ; продовжуватися це буде доти, поки концентрація пари в новому обсязі не стане колишньою, відповідної концентрації насиченої пари при цій температурі (і рівновага відновиться). Пояснюється це тим, що кількість молекул, що залишають рідину за одиницю часу, залежить лише від температури.
Отже, концентрація молекул насиченої пари за постійної температури не залежить від його об'єму.
Оскільки тиск газу пропорційно концентрації його молекул, то й тиск насиченої пари не залежить від об'єму, який він займає. Тиск $р_0$, у якому рідина перебуває у рівновазі зі своїми парою, називають тиском насиченої пари.
При стисканні насиченої пари більша його частина переходить у рідкий стан. Рідина займає менший обсяг, ніж пара тієї ж маси. В результаті обсяг пари при незмінній його густині зменшується.
Залежність тиску насиченої пари від температури.Для ідеального газу справедлива лінійна залежністьтиску температури при постійному обсязі. Стосовно насиченої пари з тиском $р_0$ ця залежність виражається рівністю:
Так як тиск насиченої пари не залежить від об'єму, то отже, воно залежить тільки від температури.
Експериментально певна залежність $Р_0(Т)$ відрізняється від залежності $p_0=nkT$ для ідеального газу. Зі збільшенням температури тиск насиченої пари зростає швидше, ніж тиск ідеального газу (ділянка кривої $АВ$). Це стає особливо очевидним, якщо провести ізохор через точку $А$ (пунктирна пряма). Відбувається це тому, що при нагріванні рідини частина її перетворюється на пару, і щільність пари зростає.
Тому згідно з формулою $p_0=nkT$, тиск насиченої пари зростає у результаті підвищення температури рідини, а й унаслідок збільшення концентрації молекул (щільності) пари.Головна відмінність у поведінці ідеального газу і насиченої пари полягає у зміні маси пари при зміні температури при незмінному обсязі (у закритій посудині) або зміні об'єму при постійній температурі. З ідеальним газом нічого подібного не може відбуватися (МКТ ідеального газу не передбачає фазового переходу газу в рідину).
Після випаровування всієї рідини поведінка пари відповідатиме поведінці ідеального газу (ділянка $ВС$ кривою).
Ненасичена пара
Якщо в просторі, що містить пари будь-якої рідини, може відбуватися подальше випаровування цієї рідини, то пара, що знаходиться в цьому просторі, є ненасиченим.
Пара, що не перебуває в стані рівноваги зі своєю рідиною, називається ненасиченою.
Ненасичену пару можна простим стиском перетворити на рідину. Як тільки це перетворення почалося, пара, що знаходиться в рівновазі з рідиною, стає насиченою.
Вологість повітря
Вологість повітря - це вміст у повітрі водяної пари.
Атмосферне повітря, що нас оточує, внаслідок безперервного випаровування води з поверхні океанів, морів, водойм, вологого грунту і рослин завжди містить у собі водяні пари. Чим більше водяної пари знаходиться в певному обсязі повітря, тим ближче пара до стану насичення. З іншого боку, чим вище температура повітря, тим більше водяної пари потрібна для його насичення.
Залежно від кількості водяної пари, що знаходяться при даній температурі в атмосфері, повітря буває різного ступеня вологості.
Кількісна оцінка вологості
Для того, щоб кількісно оцінити вологість повітря, користуються, зокрема, поняттями абсолютноїі відносної вологості.
Абсолютна вологість— це кількість грамів водяної пари, що міститься в $1м^3$ повітря за даних умов, тобто це щільність водяної пари $р$, виражена в г/$м^3$.
Відносна вологість повітря $φ$ — це відношення абсолютної вологості повітря $р$ до щільності $р_0$ насиченої пари за тієї ж температури.
Відносну вологість виражають у відсотках:
$φ=((p)/(p_0))·100%$
Концентрація пари пов'язана з тиском ($p_0=nkT$), тому відносну вологість можна визначити як відсоткове відношення парціального тиску$р$ пари в повітрі до тиску $р_0$ насиченої пари при тій же температурі:
$φ=((p)/(p_0))·100%$
Під парціальним тискомрозуміють тиск водяної пари, який він виробляв, якби всі інші гази в атмосферному повітрі були відсутні.
Якщо вологе повітря охолоджувати, то при певній температурі пар, що знаходиться в ньому, можна довести до насичення. При подальшому охолодженні водяна пара почне конденсуватися у вигляді роси.
Точка роси
Точка роси - це температура, до якої повинен охолоне повітря, щоб водяна пара, що знаходиться в ньому, досягла стану насичення при постійному тиску і даної вологості повітря. При досягненні точки роси в повітрі або на предметах, з якими він стикається, починається конденсація водяної пари. Точка роси може бути обчислена за значеннями температури та вологості повітря або визначена безпосередньо конденсаційним гігрометром.При відносної вологості повітря$φ = 100%$ точка роси збігається з температурою повітря. При $φ
Кількість теплоти. Питома теплоємність речовини
Кількість теплоти називають кількісною мірою зміни внутрішньої енергії тіла при теплообміні.
Кількість теплоти - це енергія, яку тіло віддає при теплообміні (без роботи). Кількість теплоти, як і енергія, вимірюється у джоулях (Дж).
Питома теплоємність речовини
Теплоємність - це кількість теплоти, що поглинається тілом при нагріванні на $1 $ градус.
Теплоємність тіла позначається великою латинською літерою З.
Від чого залежить теплоємність тіла? Насамперед, від його маси. Зрозуміло, що для нагріву, наприклад, $1$ кілограма води потрібно більше тепла, ніж для нагріву $200$ грамів.
А від роду речовини? Зробимо досвід. Візьмемо дві однакові судини і, наливши в одну з них воду масою $400$ г, а в іншій — олію масою $400$ г, почнемо їх нагрівати за допомогою однакових пальників. Спостерігаючи за показаннями термометрів, ми побачимо, що олія нагрівається швидше. Щоб нагріти воду та олію до однієї і тієї ж температури, воду слід нагрівати довше. Але чим довше ми нагріваємо воду, тим більше теплоти вона отримує від пальника.
Таким чином, для нагрівання однієї і тієї ж маси різних речовин до однакової температури потрібно різна кількістьтеплоти. Кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла і, отже, його теплоємність залежить від роду речовини, з якого складається це тіло.
Так, наприклад, щоб збільшити на $1°$С температуру води масою $1$ кг, потрібна кількість теплоти, що дорівнює $4200$ Дж, а для нагрівання на $1°$С такої ж маси соняшникової олії необхідна кількість теплоти, що дорівнює $1700$ Дж.
Фізична величина, що показує, скільки теплоти потрібно для нагрівання $1$ кг речовини на $1°С, називається питомою теплоємністюцієї речовини.
У кожної речовини своя питома теплоємність, яка позначається латинською літерою $с$ і вимірюється в джоулях на кілограм-градус (Дж/(кг$·°$С)).
Питома теплоємність однієї й тієї ж речовини в різних агрегатних станах (твердому, рідкому та газоподібному) різна. Наприклад, питома теплоємність води дорівнює $4200$ Дж/(кг$·°$С), а питома теплоємність льоду $2100$ Дж/(кг$·°$С); алюміній у твердому стані має питому теплоємність, що дорівнює $920$ Дж/(кг$·°$С), а в рідкому - $1080$ Дж/(кг$·°$С).
Зауважимо, що вода має дуже велику питому теплоємність. Тому вода в морях та океанах, нагріваючись улітку, поглинає з повітря велику кількість тепла. Завдяки цьому в тих місцях, які розташовані поблизу великих водойм, літо не буває таким спекотним, як у місцях віддалених від води.
Розрахунок кількості теплоти, необхідної для нагрівання тіла або виділеного ним при охолодженні
З вищевикладеного ясно, що кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла, залежить від роду речовини, з якого складається тіло (тобто його питомої теплоємності), і зажадав від маси тіла. Зрозуміло також, що кількість теплоти залежить від того, скільки градусів ми збираємося збільшити температуру тіла.
Отже, щоб визначити кількість теплоти, необхідну для нагрівання тіла або виділене ним при охолодженні, потрібно питому теплоємність тіла помножити на його масу і на різницю між кінцевою і початковою температурами:
де $Q$ — кількість теплоти, $c$ — питома теплоємність, $m$ — вага тіла, $t_1$ — початкова температура, $t_2$ — кінцева температура.
При нагріванні тіла $ t_2 > t_1 $ і, отже, $ Q > 0 $. При охолодженні тіла $t_2
Якщо відома теплоємність всього тіла $С, Q$ визначається за формулою
Питома теплота пароутворення, плавлення, згоряння
Теплота пароутворення (теплота випаровування) – кількість теплоти, яку необхідно повідомити речовину (при постійному тиску та постійній температурі) для повного перетворення рідкої речовини на пару.
Теплота пароутворення дорівнює кількості теплоти, що виділяється при конденсації пари в рідину.
Перетворення рідини на пару при постійній температурі не веде до збільшення кінетичної енергії молекул, але супроводжується збільшенням їх потенційної енергії, тому що відстань між молекулами істотно збільшується.
Питома теплота пароутворення та конденсації.Досвідами встановлено, що для повного зверненняу пару $1$ кг води (при температурі кипіння) необхідно витратити $2.3$ МДж енергії. Для обігу пар інших рідин потрібна інша кількість теплоти. Наприклад, для спирту воно становить $0.9$ МДж.
Фізична величина, що показує, яку кількість теплоти необхідно, щоб обернути рідину масою $1$ кг у пару без зміни температури, називається питомою теплотою пароутворення.
Питому теплоту пароутворення позначають буквою $r$ та вимірюють у джоулях на кілограм (Дж/кг).
Кількість теплоти, необхідне для пароутворення (або, що виділяється при конденсації).Щоб обчислити кількість теплоти $Q$, необхідне для перетворення на пару рідини будь-якої маси, взятої при температурі кипіння, потрібно питому теплотупароутворення $r$ помножити на масу $m$:
При конденсації пари відбувається виділення такої кількості теплоти:
Питома теплота плавлення
Теплота плавлення – це кількість теплоти, яку необхідно повідомити речовину при постійному тиску та постійній температурі, що дорівнює температурі плавлення, щоб повністю перевести його з твердого кристалічного стану в рідкий.
Теплота плавлення дорівнює тій кількості теплоти, що виділяється при кристалізації речовини з рідкого стану.
При плавленні вся теплота, що підводиться до речовини, йде на збільшення потенційної енергії його молекул. Кінетична енергія не змінюється, оскільки плавлення йде за постійної температури.
Вивчаючи на досвіді плавлення різних речовин однієї і тієї ж маси, можна помітити, що для перетворення їх на рідину потрібна різна кількість теплоти. Наприклад, щоб розплавити один кілограм льоду, потрібно витратити $332$ Дж енергії, а щоб розплавити $1$ кг свинцю — $25$ кДж.
Фізична величина, що показує, яку кількість теплоти необхідно повідомити кристалічному тілу масою $1$ кг, щоб при температурі плавлення повністю перевести його в рідкий стан, називається питомою теплотою плавлення.
Питому теплоту плавлення вимірюють у джоулях на кілограм (Дж/кг) та позначають грецькою літерою $λ$ (лямбда).
Питома теплота кристалізації дорівнює питомій теплоті плавлення, оскільки при кристалізації виділяється таку кількість теплоти, яке поглинається при плавленні. Так, наприклад, при замерзанні води масою $1$ кг виділяються ті ж $332$ Дж енергії, які потрібні для перетворення такої ж льоду у воду.
Щоб знайти кількість теплоти, необхідну для плавлення кристалічного тіла довільної маси, або теплоту плавлення, Треба питому теплоту плавлення цього тіла помножити на його масу:
Кількість теплоти, що виділяється тілом, вважається негативним. Тому при розрахунку кількості теплоти, що виділяється при кристалізації речовини масою $m$, слід скористатися тією ж формулою, але зі знаком «мінус»:
Питома теплота згоряння
Теплота згоряння (або теплотворна здатність, калорійність) - це кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива.
Для нагрівання тіл часто використовують енергію, що виділяється під час згоряння палива. Звичайне паливо (вугілля, нафта, бензин) містить вуглець. При горінні атоми вуглецю з'єднуються з атомами кисню, що у повітрі, у результаті утворюються молекули вуглекислого газу. Кінетична енергія цих молекул виявляється більшою, ніж у вихідних частинок. Збільшення кінетичної енергії молекул у процесі горіння називають виділенням енергії. Енергія, що виділяється при повному згорянні палива, є теплота згоряння цього палива.
Теплота згоряння палива залежить від виду палива та його маси. Чим більша маса палива, тим більше кількістьтеплоти, що виділяється при повному згорянні.
Фізична величина, що показує, скільки теплоти виділяється при повному згорянні палива масою $1$ кг, називається питомою теплотою згоряння палива.
Питому теплоту згоряння позначають буквою $q$ та вимірюють у джоулях на кілограм (Дж/кг).
Кількість теплоти $Q$, що виділяється при згорянні $m$ кг палива, визначають за формулою:
Щоб знайти кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива довільної маси, потрібно питому теплоту згоряння палива помножити на його масу.
Рівняння теплового балансу
У замкнутій (ізольованій від зовнішніх тіл) термодинамічній системі зміна внутрішньої енергії будь-якого тіла системи $∆U_i$ не може призводити до зміни внутрішньої енергії всієї системи. Отже,
$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$
Якщо всередині системи не відбувається робота ніякими тілами, то, згідно з першим законом термодинаміки, зміна внутрішньої енергії будь-якого тіла відбувається лише за рахунок обміну теплом з іншими тілами цієї системи: $∆U_i=Q_i$. Враховуючи ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$), отримаємо:
$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$
Це рівняння називається рівнянням теплового балансу. Тут $Q_i$ — кількість теплоти, отримана або віддана $i$-м тілом. Будь-яка кількість теплоти $Q_i$ може означати теплоту, що виділяється або поглинається при плавленні будь-якого тіла, згорянні палива, випаровуванні або конденсації пари, якщо такі процеси відбуваються з різними тілами системи, і будуть визначатися відповідними співвідношеннями.
Рівняння теплового балансу є математичним виразом закону збереження енергії під час теплообміну.
Один із дуже важливих показників у нашій атмосфері. Вона може бути як абсолютною, так і відносною. Як вимірюється абсолютна вологість та яку формулу потрібно для цього застосувати? Про це ви зможете дізнатись, прочитавши нашу статтю.
Вологість повітря – що це таке?
Що таке вологість? Це кількість води, яка міститься в будь-якому фізичному тілічи середовищі. Цей показник безпосередньо залежить від самої природи середовища або речовини, а також від ступеня пористості (якщо йдеться про твердих тілах). Ми ж у цій статті говоритимемо про конкретний вид вологості – про вологість повітря.
З курсу хімії всі ми чудово знаємо, що атмосферне повітря складається з азоту, кисню, вуглекислого газу та деяких інших газів, які становлять не більше 1% загальної маси. Але крім цих газів повітря також містить у собі водяну пару та інші домішки.
Під вологістю повітря розуміють ту кількість водяної пари, яка на Наразі(і в даному місці) міститься у повітряній масі. При цьому метеорологи виділяють дві її величини: це абсолютна і відносна вологість.
Вологість повітря - одна з найважливіших характеристикатмосфера Землі, що впливає на характер місцевої погоди. Варто зазначити, що величина вологості атмосферного повітрянеоднакова - як у вертикальному розрізі, так і в горизонтальному (широтному). Так, якщо у приполярних широтах відносні показникивологості повітря (у нижньому шарі атмосфери) становлять близько 0,2-0,5%, то в тропічних – до 2,5%. Далі ми з'ясуємо, що таке абсолютна та відносна вологість повітря. Також розглянемо, яка різниця існує між цими двома показниками.
Абсолютна вологість: визначення та формула
У перекладі латиною слово absolutus означає "повний". Виходячи з цього, очевидним стає сутність поняття "абсолютна вологість повітря". Ця величина показує, скільки грамів водяної пари фактично міститься в одному кубічному метрі конкретної повітряної маси. Як правило, цей показник позначають латинською літерою F.
Г/м 3 - це одиниця виміру, у якій обчислюється абсолютна вологість. Формула для її розрахунку наступна:
У цій формулі буквою m позначено масу водяної пари, а буквою V - обсяг конкретної повітряної маси.
Величина абсолютної вологості залежить від кількох факторів. Насамперед це температура повітря та характер адвекційних процесів.
Відносна вологість
Тепер розглянемо, що таке відносна вологість повітря. Це відносна величина, яка показує скільки вологи міститься в повітрі по відношенню до максимально можливої кількості водяної пари в цій повітряній масі при конкретній температурі. Вимірюється відносна вологість повітря у відсотках (%). І саме цей відсотковий показник ми часто можемо дізнатися у прогнозах погоди та метеозведення.
Варто також згадати і про таке важливе поняття, як точка роси. Це явище максимально можливого насичення повітряної маси водяною парою (відносна вологість цього моменту – 100 %). У такому випадку надлишок вологи конденсується, і утворюються атмосферні опади, туман або хмари.
Методи вимірювання вологості повітря
Жінки знають, що виявити підвищення вологості в атмосфері можна за допомогою своєї пишної зачіски. Однак існують і інші, більш точні способи та технічні прилади. Такими є гігрометр та психрометр.
Перший гігрометр був створений ще XVII столітті. Один із видів цього приладу якраз і заснований на властивостях волосся змінювати свою довжину при змінах вологості середовища. Однак сьогодні існують і електронні гігрометри. Психрометр – це спеціальний прилад, у якому є вологий та сухий термометр. За різницею їх показників визначають вологість повітря в конкретний момент часу.
Вологість повітря як важливий екологічний показник
Вважається, що оптимальною для людського організмує відносна вологість повітря 40-60%. Показники вологості дуже впливають і сприйняття людиною температури повітря. Так, при низькій вологості нам здається, що повітря набагато холодніше, ніж у реальності (і навпаки). Ось чому в тропічних та екваторіальних широтах нашої планети мандрівники так важко переживають спеку та спеку.
Сьогодні існують спеціальні зволожувачі та осушувачі, які допомагають людині регулювати вологість повітря у закритих приміщеннях.
На закінчення...
Таким чином, абсолютна вологість повітря - це найважливіший показник, який дає нам уявлення про стан та особливості повітряних мас. У цьому треба вміти відрізняти цю величину від відносної вологості. І якщо остання показує частку водяної пари (у відсотках), яка є у повітрі, то абсолютна вологість - це фактична кількість водяної пари в грамах в одному кубічному метрі повітря.
Психрометр серпня складається з двох ртутних термометрів, укріплених на штативі або розташованих у загальному футлярі. Кулька одного термометра обернена тонкою батистовою тканиною, опущеною в склянку з дистильованою водою.
При користуванні психрометром серпня обчислення абсолютної вологості проводять за формулою Реньє:
A = f-a(t-t 1)H,
де А – абсолютна вологість; f - максимальна напруга водяної пари при температурі вологого термометра (див. таблицю 2); а – психрометричний коефіцієнт, t – температура сухого термометра; t 1 – температура вологого термометра; Н - барометричний тиску момент визначення.
Якщо повітря зовсім нерухоме, то а = 0,00128. За наявності слабкого руху повітря (0,4 м/с) а = 0,00110. Максимальну та відносну вологість розраховують, як зазначено на стор. 34.
| Температура повітря (°С) | Температура повітря (°С) | Напруга водяної пари (мм рт. ст.) | Температура повітря (°С) | Напруга водяної пари (мм рт. ст.) | |
| -20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0 |
0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518 |
+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0 |
11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663 |
+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0 |
42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0 |
аспіраційного психрометра (у відсотках)
Таблиця 4. Визначення відносної вологості повітря за показаннями сухого та вологого термометрів у психрометрі серпня за звичайних умов спокійного та рівномірного руху повітря в кімнаті зі швидкістю 0,2 м/с
Для визначення відносної вологості є спеціальні таблиці (таблиці 3, 4). Точніші показання дає психрометр Ассмана (рис. 3). Він складається із двох термометрів, укладених у металеві трубки, через які рівномірно просмоктується повітря за допомогою заводного вентилятора, що знаходиться у верхній частині приладу. Ртутний резервуар одного з термометрів обернений шматочком батиста, який перед кожним визначенням змочується дистильованою водою за допомогою спеціальної піпетки. Після того, як змочили термометр, заводять ключем вентилятор і вішають прилад на штатив. Через 4-5 хв записують показання сухого та вологого термометрів. Так як з поверхні ртутної кульки, змоченого термометра, відбувається випаровування вологи та поглинання тепла, то він показуватиме більше низьку температуру. Обчислення абсолютної вологості виробляють за формулою Шпрунга: 
де А – абсолютна вологість; f - максимальна напруга водяної пари при температурі вологого термометра; 0,5 – постійний психрометричний коефіцієнт (поправка на швидкість руху повітря); t – температура сухого термометра; t 1 – температура вологого термометра; Н – барометричний тиск; 755 – середній барометричний тиск (визначають за таблицею 2).
Максимальну вологість (F) визначають за допомогою таблиці 2 за температурою сухого термометра.
Відносну вологість (R) розраховують за формулою:
де R - відносна вологість; А – абсолютна вологість; F – максимальна вологість при температурі сухого термометра.
Для визначення коливань щодо вологості в часі користуються приладом гігрографом. Прилад влаштований аналогічно термографу, але частиною гігрографа, що сприймає, є знежирений пучок волосся.
Мал. 3. Аспіраційний психрометр Ассмана:
1 – металеві трубки;
2 – ртутні термометри;
3 - отвори для виходу повітря, що просасається;
4 - затискач для підвішування психрометра;
5 – піпетка для змочування вологого термометра.
На Землі багато відкритих водойм, з яких випаровується вода: океани і моря займають близько 80 % поверхні Землі. Тому в повітрі завжди є водяна пара.
Він легший за повітря, тому що молярна маса води (18 * 10-3 кг моль-1) менше молярної масиазоту та кисню, з яких в основному складається повітря. Тому водяна пара піднімається нагору. При цьому він розширюється, тому що в верхніх шарахатмосфери тиск нижче, ніж на поверхні Землі. Цей процес приблизно можна вважати адіабатичним, тому що за той час, поки він відбувається, теплообмін пари з навколишнім повітрям не встигає відбутися.
1. Поясніть, чому пара охолоджується.
Вони не падають тому, що парять у висхідних потоках повітря подібно до того, як парять дельтаплани (рис. 45.1). Але коли краплі в хмарах стають занадто великими, вони все ж таки падають: йде дощ(Рис. 45.2).
Ми відчуваємо себе комфортно, коли тиск водяної пари за кімнатної температури (20 ºС) становить близько 1,2 кПа.
2. Яку частину (у відсотках) становить зазначений тиск від тиску насиченої пари за тієї ж температури?
Підказка. Скористайтеся таблицею значень тиску насиченої водяної пари при різних значенняхтемператури. Вона була наведена у попередньому параграфі. Наведемо тут докладнішу таблицю.
Ви знайшли зараз відносну вологість повітря. Дамо її визначення.
Відносною вологістю повітря φ називають виражене у відсотках відношення парціального тиску p водяної пари до тиску pH насиченої пари при тій же температурі:
φ = (p / pн) * 100%. (1)
Комфортні умови для людини відповідають відносній вологості 50-60%. Якщо відносна вологість істотно менша, повітря здається нам сухим, а якщо більше – вологим. Коли відносна вологість наближається до 100%, повітря сприймається як сире. Калюжі при цьому не висихають, тому що процеси випаровування води та конденсації пари компенсують один одного.
Отже, про відносну вологість повітря судять з того, наскільки водяна пара в повітрі близька до насичення.
Якщо повітря з ненасиченою водяною парою, що знаходиться в ньому, ізотермічно стискати, буде збільшуватися як тиск повітря, так і тиск ненасиченої пари. Але тиск водяної пари збільшуватиметься лише доти, доки вона не стане насиченою!
При подальшому зменшенні об'єму тиск повітря продовжуватиме збільшуватися, а тиск водяної пари буде постійним – він залишатиметься рівним тиску насиченої пари при заданій температурі. Надлишок пари сконденсується, тобто перетвориться на воду.
3. У посудині під поршнем знаходиться повітря, відносна вологість якого дорівнює 50%. Початковий об'єм під поршнем дорівнює 6 л температура повітря 20 ºС. Повітря починають ізотермічно стискати. Прийміть, що об'ємом води, що утворилася з пари, можна знехтувати порівняно з об'ємом повітря і пари.
а) Чому дорівнюватиме відносна вологість повітря, коли об'єм під поршнем дорівнюватиме 4 л?
б) При якому об'ємі під поршнем пара стане насиченою?
в) Чому дорівнює початкова маса пари?
г) У скільки разів зменшиться маса пари, коли об'єм під поршнем дорівнюватиме 1 л?
д) Яка маса води при цьому сконденсується?
2. Як залежить відносна вологість температури?
Розглянемо, як змінюються при підвищенні температури чисельник та знаменник у формулі (1), що визначає відносну вологість повітря.
У чисельнику стоїть тиск ненасиченої водяної пари. Воно прямо пропорційно до абсолютної температури (нагадаємо, що водяна пара добре описується рівнянням стану ідеального газу).
4. На скільки відсотків збільшується тиск ненасиченої пари зі збільшенням температури від 0 ºС до 40 ºС?
А тепер подивимося, як змінюється при цьому тиск насиченої пари, що стоїть у знаменнику.
5. У скільки разів збільшується тиск насиченої пари зі збільшенням температури 0 ºС до 40 ºС?
Результати виконання цих завдань показують, що при підвищенні температури тиск насиченої пари зростає набагато швидше, ніж тиск ненасиченої пари. Отже, визначається формулою (1) відносна вологість повітря швидко зменшується зі зростанням температури. Відповідно, при зниженні температури відносна вологість збільшується. Нижче ми розглянемо це докладніше.
При виконанні наступного завдання допоможе рівняння стану ідеального газу і наведена вище таблиця.
6. При 20 ºС відносна вологість повітря дорівнювала 100 %. Температура повітря збільшилася до 40 ºС, а маса водяної пари залишилася незмінною.
а) Яким був початковий тиск водяної пари?
б) Яким став кінцевий тиск водяної пари?
в) Чому дорівнює тиск насиченої пари при 40 ºС?
г) Чому дорівнює відносна вологість повітря у кінцевому стані?
д) Як буде це повітря сприйматися людиною: як сухе або як вологе?
7. У вологий осінній день температура на вулиці 0 ºС. У кімнаті температура 20ºС, відносна вологість 50%.
а) Де більший парціальний тиск водяної пари: у кімнаті чи на вулиці?
б) В який бік йтиме водяна пара, якщо відкрити кватирку, – у кімнату чи з кімнати?
в) Якою стала б відносна вологість у кімнаті, якби парціальний тиск водяної пари в кімнаті став рівним парціальному тиску водяної пари зовні?
8. Вологі предмети зазвичай важчі за сухі: так, промокла сукня важча за суху, а сирі дрова важчі за сухі. Пояснюється це тим, що до власною вагоютіла додається ще й вага вологи, що міститься в ньому. А з повітрям йде навпаки: вологе повітря легше сухого! Як це пояснити?
3. Крапка роси
При зниженні температури відносна вологість повітря збільшується (хоча маса водяної пари у повітрі при цьому не змінюється).
Коли відносна вологість повітря досягає 100%, водяна пара стає насиченою. (За спеціальних умов можна отримати перенасичену пару. Його використовують у камерах Вільсона для детектування слідів (треків) елементарних частинок на прискорювачах.) При подальшому зниженні температури починається конденсація водяної пари: випадає роса. Тому температуру, при якій ця водяна пара стає насиченою, називають точкою роси для цієї пари.
9. Поясніть, чому роса (рис. 45.3) випадає зазвичай у ранкові години.
Розглянемо приклад знаходження точки роси для повітря певної температури із заданою вологістю. Для цього нам знадобиться така таблиця.
10. Людина в окулярах увійшла з вулиці в магазин і виявив, що її окуляри запітніли. Вважатимемо, що температура скла і шару повітря, що прилягає до них, дорівнює температурі повітря на вулиці. Температура повітря у магазині дорівнює 20 ºС, відносна вологість 60 %.
а) Чи є водяна пара в шарі повітря, що прилягає до скла окулярів, насиченим?
б) Чому дорівнює парціальний тиск водяної пари в магазині?
в) При якій температурі такий тиск водяної пари дорівнює тиску насиченої пари?
г) Якою може бути температура повітря на вулиці?
11. У прозорому циліндрі під поршнем знаходиться повітря із відносною вологістю 21 %. Початкова температура повітря 60 °С.
а) До якої температури треба охолодити повітря за постійного об'єму, щоб у циліндрі випала роса?
б) У скільки разів треба зменшити об'єм повітря за постійної температури, щоб у циліндрі випала роса?
в) Повітря спочатку ізотермічно стискають, а потім охолоджують при постійному обсязі. Випадання роси почалося, коли температура повітря впала до 20 ºС. У скільки разів зменшили обсяг повітря порівняно з початковим?
12. Чому сильна спекаважче переноситься за високої вологості повітря?
4. Вимірювання вологості
Вологість повітря часто вимірюють психрометром (рис. 45.4). (Від грецького «психрос» — холодний. Така назва обумовлена тим, що показання вологого термометра нижче, ніж сухого.) Він складається із сухого та вологого термометрів.
Показання вологого термометра нижче сухого, тому що при випаровуванні рідина охолоджується. Чим менша відносна вологість повітря, тим інтенсивніше йде випаровування.
13. Який термометр на малюнку 45.4 розташований лівіше?
Отже, за показаннями термометрів, можна визначити відносну вологість повітря. Для цього використовують психрометричну таблицю, яку часто поміщають на самому психрометрі.
Щоб визначити відносну вологість повітря, треба:
– зняти показання термометрів (в даному випадку 33 ºС та 23 ºС);
– знайти у таблиці рядок, що відповідає показанням сухого термометра, та стовпець, відповідності різниці показань термометрів (рис. 45.5);
– на перетині рядка та стовпця прочитати значення відносної вологості повітря.
14. Використовуючи психрометричну таблицю (рис. 45.5), визначте, за яких показань термометрів відносна вологість повітря дорівнює 50 %.
Додаткові запитання та завдання
15. У теплиці об'ємом 100 м3 треба підтримувати відносну вологість щонайменше 60 %. Рано-вранці при температурі 15 ºС у теплиці випала роса. Температура вдень у теплиці піднялася до 30 ºС.
а) Чому дорівнює парціальний тиск водяної пари в теплиці при 15 ºС?
б) Чому дорівнює маса водяної пари в теплиці за цієї температури?
в) Яким є мінімально допустимий парціальний тиск водяної пари в теплиці при 30 ºС?
г) Яка при цьому маса водяної пари у теплиці?
д) Яку масу води треба випарувати у теплиці, щоб підтримати в ній необхідну відносну вологість?
16. На психрометрі обидва термометри показують одну й ту саму температуру. Чому дорівнює при цьому відносна вологість повітря? Поясніть свою відповідь.
Слово Волога
Слово Волога у словнику Даля
ж. рідина взагалі: | мокротиння, вогкість; вода. Волога, рідина олійна, жир, олія. Без вологи та тепла, немає рослинності, немає життя.
Від чого залежить вологість повітря?
У повітрі нині туманна волога. Вологий, напоєний вологою, сирий, мокрий, м'який, рідкий. Вологе літо. Вологі луки, пальці, повітря. Вологе місце. Вологість ж. вогкість, мокрість, мокрота, стан вологого. Влагоджувати що, зволожувати, робити вологим, поливати або насичувати водою. Вологомір м.
гігрометр, снарядець, що показує рівень вологості повітря.
Слово Волога в словнику Ожегова
ВЛАГА, -і, ж. Вогкість, вода, що міститься в чому-н. Повітря, насичене вологою.
Слово Волога у словнику Єфремової
Наголос:волога
- Рідина, вода або її випаровування, що містяться в чомусь
Слово Волога у словнику Фасмера Макса
волога
запозичень.
з цслав., пор. ст.-слав. волога (Спр.). Див вологи.
Слово Волога у словнику Д.М. Ушакова
ВЛАГА, вологи, мн. ні, · дружин. (Книж.). Вогкість, вода, випаровування. Рослини потребують багато вологи. Повітря насичене вологою.
Слово Волога у словнику Синонімів
спиртне, вода, мокрота, вологість, рідина, вогкість, сировина
Слово Волога у словнику Синоніми 4
вода, мокрота, вогкість
Слово Волога у словнику Повна акцентуйована парадигма за А. А. Залізня
волога,
вологи,
вологи,
волога,
вологи,
вологам,
вологу,
вологи,
вологою,
вологою,
вологами,
вологи,
вологах
Психрометр серпня складається з двох ртутних термометрів, укріплених на штативі або розташованих у загальному футлярі.
Кулька одного термометра обернена тонкою батистовою тканиною, опущеною в склянку з дистильованою водою.
При користуванні психрометром серпня обчислення абсолютної вологості проводять за формулою Реньє:
A = f-a(t-t1)H,
де А – абсолютна вологість; f - максимальна напруга водяної пари при температурі вологого термометра (див.
таблицю 2); а – психрометричний коефіцієнт, t – температура сухого термометра; t1 – температура вологого термометра; Н - барометричний тиск у момент визначення.
Якщо повітря зовсім нерухоме, то а = 0,00128. За наявності слабкого руху повітря (0,4 м/с) а = 0,00110. Максимальну та відносну вологість розраховують, як зазначено на стор.
Що таке вологість повітря? Від чого залежить?
| Температура повітря (°С) | Температура повітря (°С) | Напруга водяної пари (мм рт. ст.) | Температура повітря (°С) | Напруга водяної пари (мм рт. ст.) | |
| -20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0 |
0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518 |
+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0 |
11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663 |
+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0 |
42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0 |
Таблиця 3.
Визначення відносної вологості за показаннями
аспіраційного психрометра (у відсотках) 
Таблиця 4. Визначення відносної вологості повітря за показаннями сухого та вологого термометрів у психрометрі серпня за звичайних умов спокійного та рівномірного руху повітря в кімнаті зі швидкістю 0,2 м/с 
Для визначення відносної вологості є спеціальні таблиці (таблиці 3, 4).
Точніші показання дає психрометр Ассмана (рис. 3). Він складається із двох термометрів, укладених у металеві трубки, через які рівномірно просмоктується повітря за допомогою заводного вентилятора, що знаходиться у верхній частині приладу.
Ртутний резервуар одного з термометрів обернений шматочком батиста, який перед кожним визначенням змочується дистильованою водою за допомогою спеціальної піпетки. Після того, як змочили термометр, заводять ключем вентилятор і вішають прилад на штатив.
Через 4-5 хв записують показання сухого та вологого термометрів. Так як з поверхні ртутної кульки, змоченого термометра, відбувається випаровування вологи та поглинання тепла, то він показуватиме нижчу температуру. Обчислення абсолютної вологості виробляють за формулою Шпрунга: 
де А – абсолютна вологість; f - максимальна напруга водяної пари при температурі вологого термометра; 0,5 – постійний психрометричний коефіцієнт (поправка на швидкість руху повітря); t – температура сухого термометра; t1 – температура вологого термометра; Н – барометричний тиск; 755 – середній барометричний тиск (визначають за таблицею 2).
Максимальну вологість (F) визначають за допомогою таблиці 2 за температурою сухого термометра.
Відносну вологість (R) розраховують за формулою:
де R - відносна вологість; А – абсолютна вологість; F – максимальна вологість при температурі сухого термометра.
Для визначення коливань щодо вологості в часі користуються приладом гігрографом.
Прилад влаштований аналогічно термографу, але частиною гігрографа, що сприймає, є знежирений пучок волосся.
Мал. 3. Аспіраційний психрометр Ассмана:
1 – металеві трубки;
2 – ртутні термометри;
3 - отвори для виходу повітря, що просасається;
4 - затискач для підвішування психрометра;
5 – піпетка для змочування вологого термометра.
Прогноз погоди на завтра
Порівняно з учорашнім днем у Москві трохи похолоднішало, температура навколишнього повітря знизилася з 17 °C вчора до 16 °C сьогодні.
Прогноз погоди на завтра не обіцяє суттєвих змін температури, вона залишиться на колишньому рівні від 11 до 22 градусів тепла.
Відносна вологість повітря збільшилася до 75 відсотків та продовжує підвищуватися. Атмосферний тискМинулої доби несуттєво знизилося на 2 мм ртутного стовпа, і стало ще нижчим.
Фактична погода сьогодні
За даними на 2018-07-04 15:00 у Москві злива, дме слабкий вітер
Погодні норми та умови в Москві
Особливості погоди у Москві визначаються насамперед місцем розташування міста.
Столиця знаходиться на Східноєвропейській рівнині, і теплі та холодні маси повітря вільно переміщаються над мегаполісом. На погоду в Москві впливають атлантичні та середземноморські циклони, ось чому рівень опадів тут вищий, і взимку тепліше, ніж у містах, що знаходяться на цій широті.
Погода у Москві відбиває всі явища, характерні для помірно-континентального клімату. Відносна нестійкість погоди виражається, наприклад, у холодній зимі, з раптовими відлигами, різкому похолоданні влітку, випаданні великої кількостіопадів. Ці та інші погодні явищааж ніяк не рідкість. Влітку та восени в Москві часто відзначаються тумани, причина яких криється частково і в діяльності людини; грози, що траплялися навіть узимку.
У червні 1998 року сильний шквал забрав життя восьми людей, 157 людей було поранено. У грудні 2010 року сильний крижаний дощ, зумовлений температурною різницею на висоті і на землі, перетворив вулиці на ковзанку, а гігантські бурульки та дерева, що ламаються під вагою льоду, падали на людей, будівлі та машини.
Температурний мінімум у Москві був зафіксований у 1940 році, він склав -42,2°C, максимум - +38,2°C відзначений у 2010 році.
Середня температура липня 2010 року – 26,1° – близька до норми Арабських Еміратівта Каїра. І загалом, 2010 рік став рекордсменом за кількістю температурних максимумів: за літо було встановлено 22 добові рекорди
Погода в центрі Москви та на околицях неоднакова.
Від чого та як залежить відносна вологість повітря?
Температура у центральних районахвище, взимку різниця може становити до 5-10 градусів. Цікаво, що офіційні дані про погоду в Москві надаються з метеостанції на ВВЦ, що знаходиться на північному сході міста, а це на кілька градусів нижче температурних значеньметеостанції на Балчузі у центрі мегаполісу.
Погода в інших містах Московського регіону
Сухі речовини та вологість
Вода – одна з найпоширеніших речовин на землі, вона є необхідною умовоюжиття і входить до складу всіх харчових продуктівта матеріалів.
Вода, не будучи власне поживною речовиною, життєво необхідна як стабілізатор температури тіла, переносник нутрієнтів (поживних речовин) і травних відходів, реагент і реакційне середовище в ряді хімічних перетворень, стабілізатор конформації біополімерів і, нарешті, як речовина, що полегшує динамічне прояв ними каталітичних (ензиматичних) властивостей.
Вода – найважливіша складова харчових продуктів.
Вона присутня в різноманітних рослинних та тваринних продуктах як клітинний та позаклітинний компонент, як диспергуюче середовище та розчинник, обумовлюючи консистенцію та структуру. Вода впливає на зовнішній вигляд, смак та стійкість продукту при зберіганні. Завдяки фізичної взаємодіїз білками, полісахаридами, ліпідами та солями, вода робить значний внесок у структуру їжі.
Загальна вологість продукту вказує на кількість вологи в ньому, але не характеризує її причетність до хімічних та біологічних змін у продукті.
У забезпеченні його стійкості під час зберігання важливу рольграє співвідношення вільної та пов'язаної вологи.
Пов'язана волога– це асоційована вода, міцно пов'язана з різними компонентами – білками, ліпідами та вуглеводами за рахунок хімічних та фізичних зв'язків.
Вільна волога– це волога, не пов'язана полімером та доступна для протікання біохімічних, хімічних та мікробіологічних реакцій.
Прямими методами з продукту витягають вологу та встановлюють її кількість; непрямими (висушуванням, рефрактометрією, за щільністю та електропровідністю розчину) – визначають вміст сухих речовин (сухого залишку). До непрямих відносять також метод, заснований взаємодії води з певними реагентами.
Визначення вмісту вологи висушуванням до постійної маси (арбітражний метод)засноване на виділенні гігроскопічної вологи з об'єкта, що досліджується, при певній температурі.
Висушування виробляють до постійної маси або прискореними методамипри підвищеній температуріпротягом заданого.
Висушування зразків, що спекаються в щільну масу, проводять з прожареним піском, маса якого повинна бути в 2-4 рази більша за масу навішування.
Пісок надає навішенню пористості, збільшує поверхню випаровування, перешкоджає утворенню на поверхні скоринки, що ускладнює видалення вологи. Висушування проводять у порцелянових чашках, алюмінієвих або скляних бюксах протягом 30 хвилин при певній температурі, яка залежить від виду продукту.
Масову частку сухих речовин (Х, %) обчислюють за формулою
де m – маса бюкси зі скляною паличкою та піском, г;
m1 – маса бюкси зі скляною паличкою, піском та
наважкою до висушування, г;
m2 – маса бюкси зі скляною паличкою, піском та наважкою
після висушування, р.
Висушування в апараті ВЧ проводиться за рахунок інфрачервоного випромінюванняв апараті, що складається із двох з'єднаних між собою масивних плит круглої або прямокутної форми (рисунок 3.1).
Малюнок 3.1 – Апарат ВЧ визначення вологості
1 – рукоятка; 2 – верхня плита; 3 – блок управління; 4 - нижня плита; 5 – електроконтактний термометр
У робочому стані між плитами встановлюють проміжок 2-3 мм.
Температура гріючої поверхні контролюється двома ртутними термометрами. Для підтримки постійної температури прилад забезпечений контактним термометром, послідовно включеним з реле. На контактному термометрі встановлюється задана температура. Прилад включають до мережі за 20...25 хв до початку висушування для нагрівання до заданої температури.
Наважку продукту висушують у пакеті з роторного паперу розміром 20х14 см протягом 3 хв за певної температури, охолоджують в ексикаторі 2-3 хв і швидко зважують з точністю до 0,01 г.
Вологість (Х, %) розраховують за формулою
де m - Маса пакета, г;
m1 - маса пакета з наважкою до висушування, г;
m2 – маса пакета з висушеною наважкою, р.
Рефрактометричний методзастосовують для виробничого контролю щодо вмісту сухих речовин у об'єктах багатих сахарозою: солодких стравах, напоях, соках, сиропах.
Метод заснований на залежності між коефіцієнтом заломлення об'єкта, що досліджується, або водної витяжки з нього і концентрацією сахарози.
Вологість повітря
Коефіцієнт заломлення залежить від температури, тому вимір проводять після термостатування призм і досліджуваного розчину.
Масу сухих речовин (Х, г) для напоїв із цукром розраховують за формулою
де а – масова для сухих речовин, визначена
рефрактометричним методом, %;
Р - обсяг напою, см3.
для сиропів, плодово-ягідних та молочних киселів та ін.
за формулою
де а – масова часткасухих речовин у розчині, %;
m1 – маса розчиненої навішування, г;
m – маса навішування, р.
Крім цих поширених методів визначення сухих речовин, застосовується ще ряд методів, що дозволяють визначити вміст як вільної, так і пов'язаної вологи.
Диференціальна скануюча колориметрія.
Якщо зразок охолодити до температури менше 0оС, то вільна волога замерзне, пов'язана – ні. При нагріванні замороженого зразка в колориметрі можна виміряти тепло, що споживається під час танення льоду.
Незамерзаюча вода визначається як різниця між загальною та замерзаючою водою.
Діелектричні виміри. Метод ґрунтується на тому, що при 0оС значення діелектричної проникності води та льоду приблизно рівні. Але якщо частина вологи пов'язана, її діелектричні властивості повинні сильно відрізнятися від діелектричних властивостей об'ємної води і льоду.
Вимірювання теплоємності.
Теплоємність води більша, ніж теплоємність льоду, т.к. із підвищенням температури у воді відбувається розрив водневих зв'язків. Цю властивість використовують із вивчення рухливості молекул води.
Значення теплоємності, залежно від вмісту в полімерах, дає відомості про кількість зв'язаної води. Якщо за низьких концентраціях вода специфічно пов'язана, її внесок у теплоємність малий. В області високих значень вологості її в основному визначає вільна волога, вклад якої в теплоємність приблизно в 2 рази більше, ніж льоду.
Ядерно-магнітний резонанс (ЯМР).Метод полягає у вивченні рухливості води у нерухомій матриці.
За наявності вільної та зв'язаної вологи отримують дві лінії у спектрі ЯМР замість однієї для об'ємної води.
Попередня11121314151617181920212223242526Наступна
ПОДИВИТИСЯ ЩЕ:
Вологість повітря. Одиниці виміру. Вплив працювати авіації.
Вода є речовиною, яка може при одній і тій же температурі одночасно перебувати в різних агрегатних станах: газоподібному (водяна пара), рідкому (вода), твердому (лід). Ці стани і називають іноді фазовим станом води
За певних умов вода з одного (фазового) стану може переходити до іншого. Так водяна пара може перейти в рідкий стан (процес конденсації), або, минаючи рідку фазу, перейти у твердий стан – лід (процес сублімації).
У свою чергу вода та лід можуть перейти в газоподібний стан – водяну пару (процес випаровування).
Під вологістю розуміється один з фазових станів - водяна пара, що міститься в повітрі.
Він надходить в атмосферу шляхом випаровування з водних поверхонь, ґрунту, снігу, рослинного покриву.
В результаті випаровування частина води переходить у газоподібний стан, утворюючи над поверхнею, що випаровує шар пари.
Відносна вологість
Ця пара повітряними потоками переноситься у вертикальному та горизонтальному напрямках.
Процес випаровування триває доти, доки над поверхнею, що випаровує, кількість водяної пари не досягне повного насичення, тобто максимальної кількостіможливого в даному обсязі при постійних тиску та температурі повітря.
Кількість водяної пари, що знаходиться в повітрі, характеризують такі одиниці:
Пружність водяної пари.
Як і будь-який інший газ, водяна пара має власну пружність і чинить тиск, який вимірюється в мм.рт.ст або гПа. Кількість водяної пари у цих одиницях позначається: фактичне – е, що насичує е.На метеостанціях шляхом вимірювання пружності гПа проводять спостереження за вологістю водяної пари.
Абсолютна вологість. Є кількістю водяної пари в грамах, що містяться в одному кубічному метрі повітря (г/ ).
Літерою а– позначається фактична кількість, літерою А– насичуючий простір. Абсолютна вологість за своєю величиною близька до пружності водяної пари, що виражається в мм рт ст, але не в гПа при температурі 16,5 С еі арівні між собою.
Питома вологістьє кількість водяної пари в грамах, що містяться в одному кілограмі повітря (г/кг).
Літерою q -позначається фактична кількість, буквою Q -насичуючий простір. Питома вологість є зручною величиною для теоретичних розрахунків, оскільки вона не змінюється при нагріванні, охолодженні, стисканні та розширенні повітря (якщо тільки при цьому не відбувається конденсація повітря). Величина питомої вологості застосовується для різноманітних розрахунків.
Відносна вологістьявляє собою відсоткове відношення кількості водяної пари, що міститься в повітрі, до тієї кількості, яка насичувала б цей простір за однієї і тієї ж температури.
Відносна вологість позначається буквою r.
Відповідно до визначення
r=e/E*100%
Кількість водяної пари, що насичує простір, може бути різним, і залежить від того, скільки молекул пари може вилетіти з поверхні, що випаровується.
Насичення повітря водяною парою залежить від температури повітря, чим вище температура, тим більша кількість водяної пари, і чим нижча температура, тим вона менша.
Точка роси– це температура, до якої треба охолодити повітря, щоб водяна пара, що міститься в ньому, досягла повного насичення (при r = 100%).
Різниця між температурою повітря та температурою точки роси (Т-Тd) називається дефіцит точки роси.
Він показує наскільки треба охолодити повітря, щоб водяна пара, що міститься в ньому, досягла стану насичення.
При малому дефіциті насичення повітря відбувається значно швидше, ніж за великого дефіциту насичення.
Кількість водяної пари залежить так само від агрегатного стануповерхні, що випаровує, від її кривизни.
При одній і тій же температурі кількість пари, що насичує, буває більше над однією і меншою над льодом (лід має міцні молекули).
При одній і тій же температурі кількість пари буде більшою над опуклою поверхнею (поверхня крапель), ніж над рівною поверхнею, що випаровує.
Всі ці фактори відіграють велику роль у процесі утворення туманів, хмар та опадів.
Зниження температури призводить до насичення наявної в повітрі водяної пари, а потім і до конденсації цієї пари.
Вологість повітря істотно впливає на характер погоди, визначаючи умови польоту. Наявність водяної пари призводить до утворення туману, серпанку, хмарності, що ускладнюють політ грози, крижаний дощ.
Вологість повітря- вміст у повітрі, що характеризується рядом величин. Вода, що випарувалася з поверхні при їх нагріванні, потрапляє в та зосереджується в нижніх шарах тропосфери. Температура, при якій повітря досягає насичення вологою при даному вмісті водяної пари і незмінному, називається точкою роси.
Вологість характеризується такими показниками:
Абсолютна вологість(Лат. absolutus - повний). Вона виражається масою водяної пари в 1м повітря. Обчислюється у грамах водяної пари на 1 м3 повітря. Чим вище, тим більша абсолютна вологість, оскільки більше води при нагріванні переходить з рідкого стану в пароподібний. Вдень абсолютна вологість більша, ніж уночі. Показник абсолютної вологості залежить від : в полярних широтах, наприклад, вона дорівнює до 1 г на 1 м2 водяної пари, на екваторі до 30 грам на 1 м2 в Батумі ( , узбережжя ) абсолютна вологість становить 6 г на 1 м, а в Верхоянську ( , ) - 0,1 грама на 1 м. Від абсолютної вологості повітря великою мірою залежить рослинний покрив місцевості;
Відносна вологість. Це відношення кількості вологи, що знаходиться в повітрі, до тієї кількості, яку може містити при тій же температурі. Обчислюється відносна вологість у відсотках. Наприклад, відносна вологість дорівнює 70%. Це означає, що повітря містить 70% тієї кількості пари, яку може вмістити при даній температурі. Якщо добовий перебігабсолютної вологості прямо пропорційний ходу температур, то відносна вологість обернено пропорційна цьому ходу. Людина почувається добре при , що дорівнює 40-75%. Відхилення від норми викликає хворобливий стан організму.
Повітря в природі рідко буває насиченим водяними парами, але завжди містить якусь його кількість. Ніде на Землі не було зареєстровано відносну вологість, що дорівнює 0%. на метеорологічних станціяхвологість вимірюється за допомогою приладу гігрометра, крім того, використовуються прилади-самописці - гігрографи;
Повітря насичене і ненасичене. При випаровуванні води з поверхні океану або суші повітря не може вміщати водяну пару безмежно. Ця межа залежить від . Повітря, яке більше не може вмістити вологу, називається насиченим. З цього повітря при найменшому охолодженні його починають виділятися крапельки води у вигляді роси. Це тому, що вода при охолодженні переходить зі стану (пар) в рідке. Повітря, що знаходиться над сухим і теплою поверхнеюзазвичай містить водяної пари менше, ніж міг би містити при даній температурі. Таке повітря називається ненасиченим. При його охолодженні не завжди виділяється вода. Чим повітря тепліше, тим більша його здатність до вологопоглинання. Наприклад, при температурі -20°С повітря містить трохи більше 1 г/м води; при температурі + 10°С - близько 9 г/м3, а при +20°С - близько 17 г/м Тому при здається сильної вологості повітря в