ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Лабораторная работа № 1
Определение влажности воздуха
Цель работы – определение относительной и абсолютной влаж-
ности воздуха.
Приборы и принадлежности: психрометр Ассмана, резиновая пи-
петка.
Водяной пар является одной из важных составных частей атмосфе-
ры. Его большее или меньшее количество в воздухе определяет влаж-
ность или сухость климата, условия жизни человека и произрастания рас-
тений. Поглощая излучение земной поверхности и излучая тепло, водя-
ной пар атмосферы повышает температуру ее нижних слоев и создает бо-
лее теплый
климат. Сгущение водяного пара способствует возникнове-
нию облаков и выпадению осадков – явлениям, от которых также зависит
во многих отношениях хозяйственная деятельность человека. Конденса-
ция и испарение сопровождаются выделением и поглощением большого
количества тепла, и поэтому пар играет большую роль в энергетике атмо-
сферы.
Знание свойств водяного пара, знакомство с процессами
его пре-
вращения совершенно необходимо при рассмотрении всех динамиче-
ских и термодинамических явлений в атмосфере, а также для прогноза
погоды.
Характеристика водяного пара
Парциальное давление водяного пара (упругость водяного пара).
По закону Дальтона давление атмосферы составлено из суммы парци-
альных давлений газов и паров, входящих в состав атмосферы:
∑
=
=
n
i
iaтм
PP
1
, (1)
где P
aтм
– атмосферное давление; P
i
– парциальное давление компонен-
та смеси.
Наблюдения показывают, что происходящие в атмосфере процес-
сы очень часто близки к адиабатическим.
Если водяной пар далек от насыщения, то его состояние описыва-
ется уравнением Менделеева-Клайперона
RT
m
PV
µ
= (2)
4
или
RTP
µ
ρ
= , (3)
где – парциальное давление пара (в СИ измеряется в паскалях – Па); ρ –
плотность водяного пара; µ – молярная масса; T – температура по шкале
Кельвина; R – универсальная газовая постоянная. Плотность водяного
пара ρ носит название в метеорологии абсолютной влажности.
Абсолютная влажность (парциальная плотность водяного пара) –
масса водяного пара, заключенного в единице объема. В
СИ единицей
измерения абсолютной влажности является кг/м
3
. В природе наблюда-
ется переход ненасыщенных паров в насыщенные. Для последних пар-
циальное давление P
н
при данной температуре есть величина постоян-
ная, а следовательно, постоянна и абсолютная влажность насыщенных
паров ρ
н
. Для этих величин составлены таблицы зависимости от темпе-
ратуры.
Эмпирически получена формула, описывающая зависимость пар-
циального давления насыщенных паров от температуры в пределах от -
20°С до +30°С:
t242
7.64t
н
4.58·10P
+
= ,
где t – температура по шкале Цельсия, P
н
измеряется в мм.рт.ст.
Переход парциального давления насыщенных паров к плотности
(парциальной) насыщенных паров по формуле (3) невозможен, если на-
сыщенный пар недостаточно разрежен и есть сконденсированная из па-
ра жидкость.
Величиной, показывающей насколько данный пар далек от насы-
щения, служит относительная влажность. Относительная влажность f –
отношение парциального давления пара
, имеющегося в воздухе при дан-
ной температуре, к парциальному давлению насыщенных паров при этой
температуре, выраженное в процентах:
%, 100
P
P
f
н
⋅= (4)
где величина P
н
берется из таблицы для данной температуры.
На практике часто (с небольшой погрешностью для комнатных
температур) принимают
%. 100 f
н
⋅=
ρ
ρ
(5)
Лабораторная работа № 1 или
ρ
Определение влажности воздуха P= RT , (3)
µ
Цель работы – определение относительной и абсолютной влаж- где – парциальное давление пара (в СИ измеряется в паскалях – Па); ρ –
ности воздуха. плотность водяного пара; µ – молярная масса; T – температура по шкале
Приборы и принадлежности: психрометр Ассмана, резиновая пи- Кельвина; R – универсальная газовая постоянная. Плотность водяного
петка. пара ρ носит название в метеорологии абсолютной влажности.
Абсолютная влажность (парциальная плотность водяного пара) –
Водяной пар является одной из важных составных частей атмосфе- масса водяного пара, заключенного в единице объема. В СИ единицей
ры. Его большее или меньшее количество в воздухе определяет влаж- измерения абсолютной влажности является кг/м3. В природе наблюда-
ность или сухость климата, условия жизни человека и произрастания рас- ется переход ненасыщенных паров в насыщенные. Для последних пар-
тений. Поглощая излучение земной поверхности и излучая тепло, водя- циальное давление Pн при данной температуре есть величина постоян-
ной пар атмосферы повышает температуру ее нижних слоев и создает бо- ная, а следовательно, постоянна и абсолютная влажность насыщенных
лее теплый климат. Сгущение водяного пара способствует возникнове- паров ρн. Для этих величин составлены таблицы зависимости от темпе-
нию облаков и выпадению осадков – явлениям, от которых также зависит ратуры.
во многих отношениях хозяйственная деятельность человека. Конденса- Эмпирически получена формула, описывающая зависимость пар-
ция и испарение сопровождаются выделением и поглощением большого циального давления насыщенных паров от температуры в пределах от -
количества тепла, и поэтому пар играет большую роль в энергетике атмо- 20°С до +30°С:
сферы. 7.64t
Знание свойств водяного пара, знакомство с процессами его пре- Pн =4.58·10 242+ t ,
вращения совершенно необходимо при рассмотрении всех динамиче- где t – температура по шкале Цельсия, Pн измеряется в мм.рт.ст.
ских и термодинамических явлений в атмосфере, а также для прогноза Переход парциального давления насыщенных паров к плотности
погоды. (парциальной) насыщенных паров по формуле (3) невозможен, если на-
сыщенный пар недостаточно разрежен и есть сконденсированная из па-
Характеристика водяного пара ра жидкость.
Парциальное давление водяного пара (упругость водяного пара). Величиной, показывающей насколько данный пар далек от насы-
По закону Дальтона давление атмосферы составлено из суммы парци- щения, служит относительная влажность. Относительная влажность f –
альных давлений газов и паров, входящих в состав атмосферы: отношение парциального давления пара, имеющегося в воздухе при дан-
n ной температуре, к парциальному давлению насыщенных паров при этой
Paтм =∑Pi , (1) температуре, выраженное в процентах:
i =1
где Paтм – атмосферное давление; Pi – парциальное давление компонен- P
f = ⋅ 100 %, (4)
та смеси. Pн
Наблюдения показывают, что происходящие в атмосфере процес- где величина Pн берется из таблицы для данной температуры.
сы очень часто близки к адиабатическим. На практике часто (с небольшой погрешностью для комнатных
Если водяной пар далек от насыщения, то его состояние описыва- температур) принимают
ется уравнением Менделеева-Клайперона ρ
m f = ⋅100 %. (5)
PV = RT (2) ρн
µ
3 4
