Влажность воздуха. Точка росы

Известно, что атмосфера Земли состоит из смеси газов (азота, кислорода и т. п.) и водяного пара. Его содержание в атмосфере характеризуется влажностью воздуха. Коли­чественная его оценка определяется абсо­лютной и относительной величинами.

Масса водяного пара, который находится при данной температуре в 1 м³ воздуха, харак­теризует его абсолютную влажность.

Фак­тически это плотность водяного пара в воз­духе при определенной температуре, ведь m / V = ρ.

Влажность воздуха существен­но влияет на развитие флоры и фауны на Земле, жизнь чело­века. Влажность зависит от многих факторов — физическо­го состояния атмосферы, темпе­ратуры, близости морей и океа­нов, других водоемов и т. д.

Согласно закону Дальтона наличие водя­ного пара в атмосфере вызывает парци­альное давление, которое связано с плот­ностью водяного пара ρ соотношением, сле­дующим из уравнения Менделеева-Кла­пейрона:

p = ρRT / M,

где R — универсальная газовая постоянная, T — температура воздуха, M — его молярная масса. Следовательно, парциальное давле­ние водяного пара может также характе­ризовать абсолютную влажность воздуха.

Абсолютную влажность возду­ха, выраженную через парци­альное давление, иногда на­зывают упругостью водяного пара.

Абсолютная влажность воздуха не дает возможности оценить степень насыщения воздуха водяным паром. Поэтому на прак­тике используют относительную характерис­тику влажности воздуха.

Относительная влаж­ность — это отношение парциального дав­ления водяного пара p при данной темпе­ратуре к давлению насыщенного пара при той же температуре p_н:

φ = (p / p_н) • 100%.

Как правило, относительную влаж­ность выражают в процен­тах.

Таким образом, чтобы определить отно­сительную влажность воздуха, необходимо знать парциальное давление пара при дан­ной температуре и давление насыщенного пара при этой же температуре.

Парциальное давление пара при данной температуре мож­но найти, определив точку росы.

Рис. 3.4. Точка росы

Пусть при определенной температуре воз­духа t₁ (рис. 3.4) водяной пар имеет пар­циальное давление p₁ (точка A). Если воздух охлаждать при том же давлении, то пар будет приближаться к состоянию насыще­ния, поскольку он зависит от температу­ры — чем она ниже, тем меньше будет давление насыщенного пара. В точке B во­дяной пар становится насыщенным, начи­нает конденсироваться; говорят, выпадает роса.

Температура t_р, до которой следует изобарно охладить воздух данной влажности, чтобы водяной пар стал насыщенным, на­зывается точкой росы.

Зная температуру точки росы, с помо­щью таблицы можно определить парциаль­ное давление водяного пара воздуха — оно равно давлению насыщенного пара при тем­пературе, равной точке росы.

Рис. 3.5. Внешний вид психрометра

Таблица 1. Давление и плотность насыщен­ного водяного пара

Относительную влажность воздуха можно определить также по соответствующим зна­чениям плотности водяного пара при тем­пературе точки росы t_p и плотности насы­щенного водяного пара р_н при температуре воздуха.

Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометров или психрометра (рис. 3.5), ис­пользуя таблицу влажности.

На этой странице материал по темам:

• Законы молекулярной физики

• Точка росы физика

• Какое значение имеет влажность воздуха для жизни на земле кротко

• Формула точки росы по физике атмосферы

• Молекулярная физика доклад

Вопросы по этому материалу:

• Что называется абсолютной и относительной влажностью воздуха?

• Что такое точка росы?

• Какие методы измерения влажности вам известны?

• Какой из методов измерения влажности наиболее точный?

• Когда абсолютная влажность воздуха больше — зимой или летом?

• Какое значение имеет влажность для жизни на Земле? Объяс­ните свой ответ.