Влажность воздуха

Влажность воздуха

Абсолютная влажность — количество влаги (в граммах), содержащейся в одном кубическом метре воздуха. Из-за малой величины обычно измеряют в г/м3. Но в связи с тем, что при определенной температуре воздуха в воздухе может максимально содержаться только определенное количество влаги (с увеличением температуры это максимально возможное количество влаги увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество влаги уменьшается) ввели понятие Относительной влажности.

Относи́тельная вла́жность

Эквивалентное определение — отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной при данной температуре. Измеряется в процентах и определяется по формуле:

где: — относительная влажность рассматриваемой смеси (воздуха); — парциальное давление паров воды в смеси; — равновесное давление насыщенного пара.

Давление насыщенных паров воды сильно растёт при увеличении температуры (см. график). Поэтому при изобарическом (то есть, при постоянном давлении) охлаждении воздуха с постоянной концентрацией пара наступает момент (точка росы), когда пар насыщается. При этом «лишний» пар конденсируется в виде тумана или кристалликов льда. Процессы насыщения и конденсации водяного пара играют огромную роль в физике атмосферы: процессы образования облаков и образование атмосферных фронтов в значительной части определяются процессами насыщения и конденсации, теплота, выделяющаяся при конденсации атмосферного водяного пара обеспечивает энергетический механизм возникновения и развития тропических циклонов (ураганов).

Оценка относительной влажности

Относительная влажность водно-воздушной смеси может быть оценена, если известны её температура (T) и температура точки росы (Td). Когда T и Td выражены в градусах Цельсия, тогда истинно выражение:

[1]

где парциальное давление водного пара в смеси оценено ep :

и влажное давление пара воды в смеси при температуре оценено es :

Перенасыщенный водяной пар

В отсутствие центров конденсации при снижении температуры возможно образование пересыщенного состояния, т. е. относительная влажность становится более 100 %. В качестве центров конденсации могут выступать ионы или частицы аэрозолей, именно на конденсации пересыщенного пара на ионах, образующихся при прохождении заряженной частицы в таком паре основан принцип действия камеры Вильсона и диффузионных камер: капельки воды, конденсирующиеся на образовавшихся ионах образуют видимый след (трек) заряженной частицы.

Другим примером конденсации перенасыщенного водяного пара являются инверсионные следы самолётов, возникающие при конденсации пересыщенного водяного пара на частицах сажи выхлопа двигателей.

Средства и методы контроля

Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются психрометрами и гигрометрами. Психрометр Августа состоит из двух термометров – сухого и влажного. Влажный термометр показывает температуру ниже, чем сухой, т.к. его резервуар обмотан тканью, смоченной в воде, которая, испаряясь, охлаждает его. Интенсивность испарения зависит от относительной влажности воздуха. По показаниям сухого и влажного термометров находят относительную влажность воздуха по психрометрическим таблицам. В последнее время стали широко применяться интегральные датчики влажности (как правило, с выходом по напряжению), основанные на свойстве некоторых полимеров изменять свои электрические характеристики (такие, как диэлектрическая проницаемость среды) под действием содержащихся в воздухе паров воды. Для поверки приборов для измерения влажностей применяют специальные установки – гигростаты.

Значение

Относительная влажность воздуха – важный экологический показатель среды. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения.

Влажность воздуха в помещении можно изменять.

Для повышения влажности применяются увлажнители.

Функции осушения (понижения влажности) воздуха реализованы в большинстве кондиционеров и в виде отдельных приборов – осушителей.

Ссылки

    Perry, R.H. and Green, D.W, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook (7th Edition),

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое “Влажность воздуха” в других словарях:

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — оказывает большое влияние на организм человека. Сырость помещения вредна для здоровья, вызывает порчу вещей и продуктов. В излишне сухом помещении человек также чувствует себя нехорошо: у него пересыхают слизистые оболочки дыхательных лутей,… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства

Влажность воздуха — количество водяного пара в воздухе, оказывающее позитивное или негативное влияние на среду. Удельная влажность воздуха выражается отношением массы водяного пара в единице объема воздуха ко всей массе воздуха (г/кг); абсолютная влажность воздуха… … Экологический словарь

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата. Количественно влажность воздуха может определяться упругостью водяного пара, абсолютной влажностью, относительной влажностью, дефицитом влажности,… … Большой Энциклопедический словарь

Влажность воздуха — содержание в воздухе водяного пара. В. в. одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата. Характеризуется рядом величин: абсолютной В. в. отношением массы водяного пара к объёму воздуха (г/м2); упругостью, или парциальным давлением… … Энциклопедия техники

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — (Humidity) содержание водяного пара в воздухе. Для характеристики В. В. пользуются следующими величинами: абсолютная В. упругость водяных паров (в мм ртутного столба) в числовом выражении, случайно почти совпадающая с количеством пара в граммах… … Морской словарь

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — содержание водяного пара в (см.); одна из наиболее важных характеристик погоды, климата, различных хранилищ и музеев, имеет большое значение в некоторых технологических процессах. Различают: абсолютную В. в. отношение массы водяного пара,… … Большая политехническая энциклопедия

Влажность воздуха — Естественно изменяющиеся значения относительной и абсолютной влажности воздуха в сочетании с изменяющейся при этом его температурой. Источник: ГОСТ 15150 69 EdwART. Словарь терминов и определений по средствам охранной и пожарной защиты, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

влажность воздуха — Естественно изменяющиеся значения относительной и абсолютной влажности воздуха в сочетании с изменяющейся при этом его температурой. [ГОСТ 15150 69] Тематики внешние воздействующие факторыусловия хранения и транспортированияэксплуатация… … Справочник технического переводчика

Влажность воздуха — – естественно изменяющиеся значения относительной и абсолютной влажности воздуха в сочетании с изменяющейся при этом его температурой. [ГОСТ 15150 69] Рубрика термина: Общие термины Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Влажность воздуха — содержание в воздухе водяного пара (влагосодержание) … Российская энциклопедия по охране труда

влажность воздуха — Содержание водяного пара в воздухе … Словарь по географии

Какая влажность воздуха должна быть в квартире

Назойливый сухой кашель, постоянные простуды и зудящая раздражённая кожа — всё это может быть реакцией на неподходящий уровень влаги.

Что такое влажность и от чего она зависит

Влажность Humidifiers: Air moisture eases skin, breathing symptoms — это, если не вдаваться в подробности, количество водяного пара в воздухе. При влажности 100% пара так много, что воздух не может удержать воду и она проливается дождём. Или начинает конденсироваться и оседать на поверхностях (если вы когда‑либо слышали определение «точка росы» What is Humidity? — Definition, Measurements & Effects , это оно).

Когда мы говорим об относительной влажности, например 50%, подразумевается, что в окружающем воздухе ровно 50% того максимального количества водяного пара, который воздух может удержать.

На уровень влажности влияет много факторов:

  • Сезон. Летом влажность в целом выше (более тёплый воздух способен удерживать больше водяного пара), зимой — ниже.
  • Место проживания. Рядом с водоёмами относительная влажность выше, чем в более сухих районах. В тропиках — выше, чем в северных широтах.
  • Климатические условия внутри помещения. Например, отопительные приборы внутри замкнутых квартир «высушивают» помещение: нагретый воздух способен удерживать больше влаги, но количество водяного пара в комнате не увеличивается, поэтому относительная влажность падает. Увлажнители, напротив, приумножают количество водяного пара в воздухе — и относительная влажность растёт.

Какая влажность должна быть в квартире

Если говорить о самочувствии, учёные однозначны Indoor humidity and your family’s health : лучше всего люди чувствуют себя при относительной влажности в пределах 30–60%.

Но с точки зрения здоровья границы несколько сужаются.

Чтобы свести к минимуму большинство возможных неблагоприятных последствий для здоровья, влажность в помещении надо поддерживать на уровне 40–60% Indirect health effects of relative humidity in indoor environments. .

Сейчас читают ?

Как влажность воздуха влияет на здоровье

Связь между относительной влажностью воздуха и здоровьем может принимать самые неожиданные формы. Например, есть данные Wellbuilt for wellbeing: Controlling relative humidity in the workplace matters for our health , что, возможно, люди легче переносят стресс, если уровень влажности находится в пределах 42–48%. Когда влажность повышается или снижается, реакция на стресс становится более острой.

У людей, которые проводят более половины времени при относительной влажности 30–60%, уровень стресса в среднем на 25% ниже, чем у тех, кто дышит более сухим воздухом.

Впрочем, связь климатических условий и состояния психики ещё не достаточно изучена. Есть и более понятные физиологам закономерности. Вот наиболее распространённые из них.

Чем опасна высокая влажность

1. Возрастает риск появления аллергических реакций

Вызывающие аллергию пылевые клещи и грибы (плесень) начинают особенно активно размножаться, когда относительная влажность достигает 80%. Симптомы аллергии весьма разнообразны: это может быть и навязчивый кашель, и хронический ринит (насморк), и зуд, и раздражения на коже.

Популяции клещей стремительно уменьшаются при относительной влажности ниже 50%. Большинство видов грибов прекращают рост, если уровень становится менее 60%.

Читайте также:  Стальные трубы их виды и особенности

2. Повышается риск надышаться токсичными парами

Чем выше влажность, тем активнее из внутренних строительных материалов (ДСП, фанеры, древесноволокнистых плит, ламината, некоторых изоляционных материалов) выделяется токсичный газ формальдегид.

Организм может реагировать на повышенную концентрацию этого вещества резью и жжением в глазах, першением в горле, кашлем, тошнотой, появлением раздражённых участков на коже.

3. Можно получить тепловой удар

Этот момент важен для тех, кто активно занимается спортом или другими физнагрузками. Пот — часть системы терморегуляции: мы потеем, чтобы снизить температуру разогретого жарой или активностью организма.

Если воздух вокруг насыщен водяным паром, пот не сможет эффективно испаряться (ему просто некуда). А это может привести к перегреву и даже смерти.

Чем опасна низкая влажность

1. Пересыхают слизистые оболочки глаз и носа

Сухость в носоглотке снижает Rhinitis sicca, dry nose and atrophic rhinitis: a review of the literature местный иммунитет и повышает риск подхватить респираторную инфекцию. Сухость глаз может привести Dry eyes к возникновению синдрома сухого глаза.

2. Возрастает риск заболеть ОРВИ

И не только из‑за упомянутого выше пересыхания слизистых. Изучение передающихся по воздуху инфекционных бактерий и вирусов показало Indirect health effects of relative humidity in indoor environments : их концентрация падает до минимума при относительной влажности от 40% до 70%.

Кроме того, сухой воздух делает вирусы и бактерии более подвижными Influenza virus transmission is dependent on relative humidity and temperature , то есть упрощает их передачу.

3. Кожа становится обезвоженной

Сухость даёт о себе знать шелушащимися участками на открытых частях тела (руках, щеках, носу), раздражениями, неровным цветом лица.

4. Ухудшается состояние при простудах, аллергии, астме

Пересыхание слизистых приводит к першению в горле, а значит, кашель при низкой влажности становится более активным и утомляющим.

Как привести влажность воздуха в квартире к норме

Для начала надо понять, что именно не так: воздух в помещении пересушен или, напротив, переувлажнён. Самый простой путь — воспользоваться гигрометром. Этот прибор позволяет точно установить относительную влажность. Если он покажет значения в диапазоне от 40% до 60%, значит, всё в порядке.

Что делать, если воздух слишком сухой

Купите бытовой увлажнитель. Это устройство насыщает окружающий воздух водяным паром и помогает быстро повысить относительную влажность в комнате.

Если по каким‑либо причинам прибор недоступен, просто расставьте по дому или квартире открытые ёмкости с водой, заведите «увлажняющие» комнатные растения (таким талантом обладают, например, гибискус, фикус, драцена) или воспользуйтесь любым другим из наших лайфхаков — о них мы подробно писали здесь.

Что делать, если влажность воздуха повышена

Вот несколько простых приёмов.

  • Воспользуйтесь осушителем. Это прибор, который вытягивает излишнюю влагу из воздуха. Такие устройства часто устанавливают, например, в подвалах, чтобы избавить их от сырости.
  • Включите кондиционер. Он тоже сушит воздух, избавляя от избыточной влаги.
  • Чаще проветривайте и вентилируйте помещение. Это дешёвый и эффективный способ понизить избыточную влажность.

Приборы для измерения влажности воздуха

Что такое влажность воздуха

Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.

Понижение влажности в помещении может произойти из-за чрезмерного использования обогревательных приборов или кондиционера. Приготовление еды без вытяжки или качественной вентиляции, сушка белья в в доме, повышенная влажность на улице приводят к высокому уровню влажности в квартире.

Сухой воздух в помещении способен вызвать усыхание мебели и отделочных материалов, увядание растений, сухость кожи и слизистых оболочек. Нередко сухой воздух приводит к аллергическим реакциям и развитию простудных заболеваний.

Слишком влажный воздух также может испортить мебель и отделочные материалы, поспособствовать развитию грибка на стенах и снижению иммунитета у человека. В квартире может появиться неприятный запах сырости.

Чем измеряют влажность воздуха

Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях.

Сегодня существуют специальные приборы, с помощью которых можно определить баланс влажности воздуха в помещении с высокой точностью.

Приборы для измерения влажности воздуха

Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.

Гигрометр — это прибор, который измеряет влажность воздуха в помещении. Если процент содержания влаги в воздухе слишком низкий, в организм могут попасть различные вирусы, которые могут значительно ослабить иммунитет. Благодаря гигрометру можно избежать дискомфорта и защитить слизистые и кожу от пересыхания.

Принцип работы этого прибора основан на физических характеристиках материалов, из которых он состоит. Материалы в зависимости от уровня влаги в воздухе меняют свойства: вес, плотность, длину и другие.

Гигрометр бывает нескольких видов:

  • волосяной,
  • пленочный,
  • весовой,
  • конденсационный,
  • психрометрический,
  • электронный.

Волосяной гигрометр

Волосяной измерительный прибор состоит из обезжиренного синтетического волоса, стрелки, пружины и шкалы. Когда количество паров в воздухе изменяется, происходит изменение силы натяжения волоса и пружина реагирует на эти изменения, меняя положение стрелки на шкале. Диапазон определения влажности у волосяного гигрометра — от 30 до 80%.

Пленочный гигрометр

Чувствительного элементом здесь служит пленка, которая также при изменении уровня влажности стягивается или растягивается. Это приводит в движение противовес, который меняет угол наклона стрелки по шкале. Рабочий диапазон также составляет от 30 до 80%.

Весовой и конденсационный гигрометры

Весовой механический и конденсационный гигрометр отличаются высокой точностью измерения уровня влажности в помещении, так как оба являются устройством для измерения абсолютной влажности воздуха. Такая аппаратура применяется только в лабораториях, но не для измерения влажности домашнего воздуха.

Психрометрический гигрометр

Психрометр основан на взаимодействии между собой «сухого» и «влажного» термометров. В приборе установлены два градусника с подкрашенными жидкостями (красного и синего цветов). Одна из этих трубок обмотана хлопчатобумажной тканью, конец которой погружен в резервуар с раствором. Ткань намокает, а затем влага начинает испаряться, тем самым охлаждая «влажный» термометр. Чем ниже влажность воздуха в помещении, тем ниже будут показания термометра.

Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.

Психрометры бывают нескольких видов:

  • стационарный. Включает два градусника (сухой и влажный). Работает по принципу, описанному выше. Процент влажности воздуха рассчитывается по таблице.
  • аспирационный. От стационарного отличается лишь наличием специального вентилятора, который служит для обдува термометров поступающим потоком воздуха, тем самым ускоряя процесс измерения влажности воздуха.
  • дистанционный. Этот психрометр бывает двух видов: манометрическим и электрическим. Вместо ртутных или спиртовых градусников имеет кремниевые датчики. Однако, как и в первых двух случаях, один из датчиков остается сухим, второй — влажным.

Электронный гигрометр (цифровой)

Также известны как домашние цифровые метеостанции. Принцип работы цифровых гигрометров строится на постоянном измерении состояния воздуха в помещении. Прибор функционирует от электросети или бытовой батарейки. Внутри гигрометра находится датчик, который фиксирует изменения концентрации влаги в комнатном воздухе.

Все расчеты отображаются на дисплее прибора, информация обновляется в режиме реального времени.

Как выбрать измеритель влажности воздуха

Современные электронные гигрометры безопасны и компактны. Точность измерения влажности воздуха практически не имеет погрешностей, а значит, это один из самых подходящих вариантов для квартиры.

Существует множество моделей, отличающихся по набору функций, дизайну, размерам и т. д.

Чтобы выбрать гигрометр в квартиру, нужно учитывать несколько моментов.

Преимущества устройства

  • в первую очередь следует обратить внимание на скорость выдачи результатов и коэффициент погрешности показаний;
  • гигрометры могут совмещать в себе сразу несколько устройств: термометр, часы, будильник, измеритель точки росы, календарь, барометр, уровень атмосферного давления, иметь голосовое сопровождение и другие возможности. Если измеритель влажности выполняет несколько функций одновременно, он называется стационарной домашней метеостанцией;
  • некоторые современные модели гигрометров имеют Wi-Fi модуль для вывода на дисплей информации о погоде в регионе;
  • также есть выносные модели, которые легко можно переносить из помещения в помещение или даже на улицу для измерения влажности воздуха.

Диапазон влажности и порог нагрева

Диапазон влажности воздуха зависит от назначения комнаты. К примеру:

  • в спальне и гостиной эти показатели могут разниться от 20 до 80%;
  • на кухне, возле балкона и в кладовке — от 10 до 90%;
  • в ванной комнате уровень влажности может достигать все 100%, особенно после принятия ванны или душа.

Чем шире диапазон рабочих значений у прибора, тем выше его цена. Перед покупкой гигрометра стоит учесть, где он будет находиться, отсюда и выбирать рабочий диапазон.

Порог нагрева важен для приборов установленных в бане или сауне. В таком случае рабочая температура должна быть не ниже 120 °С.

Точность измерения

Этот показатель тоже важен, однако приборов с большими расхождениями в показаниях на российском рынке нет, а максимальная точность с минимальными погрешностями нужна лишь для обслуживания, например домашней винотеки.

Как поддерживать относительную влажность воздуха в доме

Мы уже определились, чем измерить состояние влажности воздуха в помещении, осталось теперь разобраться, как же восстановить оптимальный уровень влажности.

Читайте также:  Шумоизоляция стен

Если влажность низкая

Проветривайте помещение. Однако такой метод не всегда может существенно улучшить состояние домашнего микроклимата, так как летом уличный воздух может быть сухим.

Также при проветривании традиционным способом в квартиру могут попасть опасные микробы, аллергены, пыль, вредные газы и неприятные запахи. Но если держать окна постоянно закрытыми, то есть большая вероятность столкнуться с еще одной проблемой поддержания микроклимата — духотой (высокий уровень углекислого газа).

Качественная вентиляция также важна при проветривании комнат. Приток свежего воздуха в помещение может обеспечить клапан, однако его будет недостаточно, чтобы проветрить помещение, в котором проживают более одного человека. Воздух проходя через приточно-вытяжной клапан не подогревается и не очищается.

Без труда разобраться с духотой и не запустить в дом опасных «гостей» с улицы поможет бризер. Это устройство приточной вентиляции, которое забирает воздух с улицы, подогревает, очищает его и подает в помещение.

  • Регулярно проводите влажную уборку комнат.
  • Установите дома аквариум. Содержание дома рыбок в аквариуме также может повлиять на влажность воздуха. Но помните, что за рыбками нужно ухаживать и содержать аквариум в чистоте.
  • Можно расположить на подоконниках или около радиаторов отопления емкости с водой.
  • Увлажнитель воздуха — хороший вариант для дома. Этот прибор справится с сухостью домашнего воздуха, улучшит микроклимат и предотвратит развитие респираторных заболеваний.
  • Климатическая техника (кондиционер, бризер, очиститель воздуха, терморегулятор Danfoss Eco) в комплекте с базовой станцией MagicAir поможет не только отследить данные состояния микроклимата в доме, но и поддерживать оптимальные показатели.
  • Базовая станция собирает информацию из комнатного воздуха о температуре, его влажности и о концентрации углекислого газа. Все показатели отображаются на экране смартфона в приложении MagicAir.

    Если влажность высокая

    Вторая сторона медали — слишком много влаги в воздухе.

    1. Не сушите белье в квартире. Лучшего всего делать это на балконе.
    2. После принятия водных процедур, когда влажность воздуха в ванной комнате может доходить до 100%, нужно проветрить. При качественной вентиляции достаточно будет открыть дверь в ванную и ближайшее к ванной комнате окно или включить бризер.
    3. Можно приобрести специальное устройство для поглощения влаги. Принцип работы этого прибора противоположен процессу увлажнения воздуха: встроенный вентилятор прогоняет влажный воздух через устройство. Внутри также расположен испаритель, который превращает влагу в конденсат, стекающий в специальную емкость.

    Если завести привычку постоянно поддерживать оптимальную влажность воздуха на необходимом уровне,то это поспособствует уменьшению риска развития болезней дыхательных путей и случаев аллергических реакций. Нормализованная влажность благоприятно влияет на кожу, защищает ее от пересыхания и преждевременного старения.

    Влажность воздуха

    Влажность воздуха.

    Влажность воздуха – это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли. Это одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата, влияющих на человека, другие живые организмы и технологические процессы.

    Влажность воздуха:

    Влажность воздуха – это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли.

    По сути, воздух – это смесь газов, состоящая из кислорода , азота и пр. газов , в т.ч. водяного пара. Водяной пар составляет небольшую часть всей этой смеси газов .

    Влажность воздуха – это одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата, влияющих на человека, другие живые организмы и технологические процессы.

    Основными характеристиками влажного воздуха являются:

    абсолютная влажность воздуха (или плотность водяного пара в воздухе).

    относительная влажность воздуха .

    Абсолютная влажность воздуха:

    Абсолютная влажность воздуха (f) – это количество водяного пара (в единицах массы), фактически содержащегося в 1 м³ воздуха.

    Иными словами, абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе.

    Обычно используемая единица абсолютной влажности – грамм на метр кубический, г/м³.

    Абсолютная влажность воздуха определяется по формуле:

    m – масса водяного пара, содержащегося в определенном объёме воздуха,

    Количество водяного пара измеряется в единицах массы – в килограммах или граммах. Но для удобства определения абсолютной влажности воздуха и небольшого количества содержащегося в воздухе пара количество водяного пара измеряется в граммах.

    Содержание водяного пара у земной поверхности в среднем колеблется между сотыми долями процента по массе в полярных широтах и до 2,6% у экватора.

    Относительная влажность воздуха:

    Относительная влажность воздуха (φ) – это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре.

    Относительная влажность обычно выражается в процентах.

    Относительная влажность воздуха – величина, показывающая насколько далек пар от насыщения.

    Относительная влажность воздуха – это также отношение фактического давления водяного пара, содержащегося в воздухе (т.н. парциальное давление водяного пара или упругость водяного пара), к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, выраженное в процентах

    Относительная влажность воздуха определяется по формуле:

    f – плотность водяного пара (абсолютная влажность) при данной температуре в г/м³,

    fmax – плотность насыщенного водяного пара (максимальная абсолютная влажность) при данной температуре в г/м³.

    Относительная влажность воздуха очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

    Максимальная абсолютная влажность:

    Максимальная абсолютная влажность воздуха для различных температур составляет:

    Температура t, °C−30−20−10102030
    Максимальная абсолютная влажность fmax, (г/м³)0,3300,8802,1564,8689,35627,14830,078
    Температура t, °C405060708090100
    Максимальная абсолютная влажность fmax, (г/м³)50,67282,257129,020196,213290,017417,935588,208

    Максимальная абсолютная влажность воздуха показывает максимальное возможное (предельное) количество водяного пара, которое может содержаться в единице объема воздуха при определенной температуре.

    Из представленной таблицы видно, что при более высокой температуре воздух способен содержать больше водяного пара, чем при низкой.

    Температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар достигает состояния насыщения, называют точкой росы . Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха появляется конденсат.

    Относительная влажность воздуха, количество теплоты

    Теория к заданию 10 из ЕГЭ по физике

    Насыщенные и ненасыщенные пары

    Насыщенный пар

    При испарении одновременно с переходом молекул из жидкости в пар происходит и обратный процесс. Беспорядочно двигаясь над поверхностью жидкости, часть молекул, покинувших ее, снова возвращается в жидкость.

    Если испарение происходит в закрытом сосуде, то сначала число молекул, вылетевших из жидкости, будет больше числа молекул, возвратившихся обратно в жидкость. Поэтому плотность пара в сосуде будет постепенно увеличиваться. С увеличением плотности пара увеличивается и число молекул, возвращающихся в жидкость. Довольно скоро число молекул, вылетающих из жидкости, станет равным числу молекул пара, возвращающихся обратно в жидкость. С этого момента число молекул пара над жидкостью будет постоянным. Для воды при комнатной температуре это число приблизительно равно $10^<22>$ молекул за $1с$ на $1см^2$ площади поверхности. Наступает так называемое динамическое равновесие между паром и жидкостью.

    Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

    Это означает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

    При динамическом равновесии масса жидкости в закрытом сосуде не изменяется, хотя жидкость продолжает испаряться. Точно так же не изменяется и масса насыщенного пара над этой жидкостью, хотя пар продолжает конденсироваться.

    Давление насыщенного пара. При сжатии насыщенного пара, температура которого поддерживается постоянной, равновесие сначала начнет нарушаться: плотность пара возрастет, и вследствие этого из газа в жидкость будет переходить больше молекул, чем из жидкости в газ; продолжаться это будет до тех пор, пока концентрация пара в новом объеме не станет прежней, соответствующей концентрации насыщенного пара при данной температуре (и равновесие восстановится). Объясняется это тем, что число молекул, покидающих жидкость за единицу времени, зависит только от температуры.

    Итак, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.

    Поскольку давление газа пропорционально концентрации его молекул, то и давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема. Давление $р_0$, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

    При сжатии насыщенного пара большая его часть переходит в жидкое состояние. Жидкость занимает меньший объем, чем пар той же массы. В результате объем пара при неизменной его плотности уменьшается.

    Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Для идеального газа справедлива линейная зависимость давления от температуры при постоянном объеме. Применительно к насыщенному пару с давлением $р_0$ эта зависимость выражается равенством:

    Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.

    Экспериментально определенная зависимость $Р_0(Т)$ отличается от зависимости $p_0=nkT$ для идеального газа. С увеличением температуры давление насыщенного пара растет быстрее, чем давление идеального газа (участок кривой $АВ$). Это становится особенно очевидным, если провести изохору через точку $А$ (пунктирная прямая). Происходит это потому, что при нагревании жидкости часть ее превращается в пар, и плотность пара растет.

    Поэтому, согласно формуле $p_0=nkT$, давление насыщенного пара растет не только в результате повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара. Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара заключается в изменении массы пара при изменении температуры при неизменном объеме (в закрытом сосуде) или при изменении объема при постоянной температуре. С идеальным газом ничего подобного происходить не может (МКТ идеального газа не предусматривает фазового перехода газа в жидкость).

    Читайте также:  Штробление стен своими руками

    После испарения всей жидкости поведение пара будет соответствовать поведению идеального газа (участок $ВС$ кривой).

    Ненасыщенный пар

    Если в пространстве, содержащем пары какой-либо жидкости, может происходить дальнейшее испарение этой жидкости, то пар, находящийся в этом пространстве, является ненасыщенным.

    Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью, называется ненасыщенным.

    Ненасыщенный пар можно простым сжатием превратить в жидкость. Как только это превращение началось, пар, находящийся в равновесии с жидкостью, становится насыщенным.

    Влажность воздуха

    Влажность воздуха — это содержание в воздухе водяного пара.

    Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

    В зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

    Количественная оценка влажности

    Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, понятиями абсолютной и относительной влажности.

    Абсолютная влажность — это количество граммов водяного пара, содержащееся в $1м^3$ воздуха при данных условиях, т. е. это плотность водяного пара $р$, выраженная в г/$м^3$.

    Относительная влажность воздуха $φ$ — это отношение абсолютной влажности воздуха $р$ к плотности $р_0$ насыщенного пара при той же температуре.

    Относительную влажность выражают в процентах:

    Концентрация пара связана с давлением ($p_0=nkT$), поэтому относительную влажность можно определить как процентное отношение парциального давления $р$ пара в воздухе к давлению $р_0$ насыщенного пара при той же температуре:

    Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.

    Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.

    Точка росы

    Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения при постоянном давлении и данной влажности воздуха. При достижении точки росы в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается, начинается конденсация водяного пара. Точка росы может быть вычислена по значениям температуры и влажности воздуха или определена непосредственно конденсационным гигрометром. При относительной влажности воздуха $φ = 100%$ точка росы совпадает с температурой воздуха. При $φ t_1$ и, следовательно, $Q > 0$. При охлаждении тела $t_2

    Понятие относительной влажности воздуха

    Когда речь идет о нашем здоровье, то знание относительной влажности воздуха и формулы ее определения становится на первое место. Впрочем, точную формулу знать не обязательно, но неплохо хотя бы в общих чертах представлять себе, что это такое, зачем измерять влажность в доме, и какими способами это можно сделать.

    Какой должна быть оптимальная влажность

    Влажность в помещении, где человек работает, проводит досуг или спит, имеет особое значение. Наши органы дыхания созданы таким образом, что слишком сухой или насыщенный водяными парами воздух для них губителен. Поэтому существуют государственные стандарты, которые регламентируют, какой должна быть влажность воздуха в помещении.

    ГОСТ 30494-11 устанавливает четкие рамки, в которых должен быть микроклимат жилого и общественного помещения. Помимо состава и оптимального объема воздуха, указывается его влажность.

    Норма влажности 45% — оптимальна для жилой комнаты. Зимой этот показатель составляет 30-45 %. Максимально допустимая величина достигает 60%. В теплое время этот показатель увеличивается на 5%.

    Такие же значения применимы к антикварным вещам, книгам, мебели, электрическим приборам. Для растений оптимальная влажность воздуха в квартире варьируется, поскольку тропические и субтропические виды любят сырую, теплую обстановку, а другие предпочитают нормальные или засушливые условия.

    Для детской комнаты комфортная влажность составляет 60%, но разрешены отклонения на 10% в ту или иную сторону, поэтому детские оборудуют увлажнителями.

    Граничных значений лучше не допускать, поскольку при них понижается работоспособность, ухудшается самочувствие. Вполне реально поддерживать оптимальный микроклимат в тех помещениях, где вы дольше всего пребываете.

    Что мерить

    Прежде всего, надо понимать, что мерить. Существуют различные параметры влажного воздуха, среди которых наиболее известны температура, парциальное давление, скорость перемещения, плотность.

    Измеряться может абсолютная и относительная влажность. Абсолютная величина показывает, сколько воды (водяных паров) содержится в единице объема воздуха. Иными словами, берут заданный объем воздуха, определяют, сколько в нем килограмм или грамм пара и делят массу на объем.

    Характеристика понятная, но не удобная. Человеческому организму важно знать, насколько пар насыщен. А насыщенным он становится, когда его так много, что сколько воды испаряется с поверхности, столько и конденсируется.

    Для определения относительной влажности существует своя формула. Это отношение плотности водяного пара к плотности насыщенного пара при данных условиях. Величину умножают на 100, поэтому она выражается в процентах (%).

    Чем больше относительная влажность приближается к 100%, тем больше водяного пара содержится в воздухе, тем тяжелее нам дышать. От влажности развивается удушье, люди теряют сознание, падают в обморок. Вредно так же слишком маленькое значение относительной влажности в помещении. В такой обстановке пересыхает горло, сохнет кожа, начинается кашель, болят глаза.

    Способы измерения

    Настало время узнать, чем измерить влажность воздуха в квартире. Выбор здесь широк, начиная от проверенных временем приспособлений и заканчивая современными электронными устройствами. Общее название всех этих приборов – гигрометры. С их помощью можно определить другие показатели, например, температуру.

    Покупая прибор, следует обращать внимание на диапазон, в котором измеряется основная величина. Чем больше он будет, тем лучше. Погрешность измерений должна быть как можно меньше, оптимально – в пределах 1%.

    Электронные приборы снабжают дополнительными функциями для человека – будильником, встроенной памятью, подсветкой в темных условиях, часами.

    Определить влажность в доме можно подсобными средствами. Берут стакан с водой, помещают в холодильник на 3 часа, чтобы он остыл. После этого достают стакан, ставят на стол вдали от батареи. На стенках стакана появляется конденсат. Надо наблюдать за его состоянием. Возможны 3 ситуации.

    • Конденсат быстро испаряется, поверхность стакана становится через 5-6 минут сухой. Необходимо дополнительное увлажнение комнаты.
    • Конденсат стекает, образуя лужицу внизу. Слишком сыро.
    • Капельки воды на стакане спокойно висят на протяжении 5 минут. Относительная влажность нормальная.

    Приблизительные измерения можно провести при помощи еловой шишки. Если чешуйки «взъерошились», отстают одна от другой, то воздух чрезмерно сух.

    Для определения влажности используют сухой и мокрый термометр. Мокрый термометр получается, если обернуть нижнюю часть (спиртовую колбу) кусочком мокрой ткани, конец которой постоянно опущен в воду. Вначале вычисляют разницу показаний двух термометров, затем по таблице определяют значение влажности. Такой прибор называется психрометром.

    Зная основные понятия, можно сказать, каково значение относительной влажности воздуха, если показания сухого термометра совпадают с показаниями мокрого. В этом случае она составляет 100%. Чем больше разность, тем более сухой в помещении воздух.

    Если в доме слишком влажно

    Простейший способ понизить влажность – регулярно проветривать помещение, открывать форточку, но есть и другие методы.

    Чтобы привести характеристики влажности воздуха в норму, можно установить мощную вытяжку. Бороться с сыростью также помогают поглотители влаги. Раньше между двойными стеклами ставили рюмочки с солью. Соль поглощает воду, предотвращает запотевание окон. Сегодня вместо соли продаются специальные осушители. В них используются таблетки, забирающие воду из воздуха.

      Для поддержания здорового микроклимата необходимо:

  • правильно обогревать здание или хотя бы отдельно взятую комнату;
  • следить за поддержанием оптимальной температуры;
  • не допускать порчи сантехники, протечки труб;
  • устанавливать вытяжку.
  • Для нормализации микроклимата иногда применяют вентиляторы. Особенно важна вентиляция во влажных помещениях, таких как бассейны, прачечные, оранжереи, бани, ванные комнаты. Вентилятор способствует притоку свежих воздушных масс. В теплых и насыщенных водяными парами помещениях быстро развивается плесень, бактерии, поэтому своевременно устранять сырость очень важно.

    Как устранить сухость

    В домах зимой наблюдается понижение влажности по причине применения отопительных приборов. Сухой микроклимат может установиться жарким летом, засушливой весной. Чтобы исправить ситуацию, в жилом помещении устанавливают емкость с водой, и по мере испарения подливают в нее воду.

    Если своевременно поливать цветы, то они способны создать благоприятный микроклимат.

    Устраняет сухость аквариум, стоящий с открытой крышкой. Значительно повышает количество пара в воздухе кастрюля с кипящей водой. Поэтому на кухне бывает слишком душно, и там устанавливают вытяжки или открывают окно. Один из современных методов устранения сухости — применение увлажнителя воздуха.

    В целом существует с десяток способов проконтролировать влажность воздуха и привести его в норму. Это создаст самые благоприятные условия для учебы, сна, занятий спортом, повысит работоспособность и улучшит самочувствие.

    Ссылка на основную публикацию