Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. И так мы с вами продолжаем изучать свойство паров и то о чем на этой лекции пойдет речь имеет непосредственное отношение к нашей повседневной жизни. Вы, знает, как говорят: "какая сегодня сырая погода", а другой раз: "на улице такая сушь, что я боюсь, что урожай будет низким". Речь пойдет о влажности воздуха...На этой лекции мы поговорим о том, что такое влажность, а на следующей лекции поговорим о том как ее можно измерить. Оказывается, существуют очень остроумные методы измерения влажности. И так мы уже анонсировали, то что влажность крайне важна для нас с вами, потому что от этого зависит успех и сельскохозяйственных работ, от этого зависит наше самочувствие, потому что три четверти поверхности нашей Планеты покрыты водой, и она интенсивно испаряется и мы живем в атмосфере, состоящей не только из кислорода и азота, но и водяного пара, в том числе. И вот от того как много водяного пара в воздухе зависит очень многое. И физики придумали как можно количественно описать содержание водяного пара в воздухе. И эти характеристики и называются абсолютная и относительная влажность. Существуют приборы для измерения влажности и у них есть свое название, они называются гигрометры.
Гигрометр - прибор для измерения влажности.
И так что же такое влажность? Давайте начнем с определения.
Абсолютная влажность воздуха - это физическая величина равная, выраженной в граммах, массе водяного пара, содержащегося в одном кубическом метре воздуха.
Но, к сожалению, абсолютная влажность полностью не описывает состояние воздуха, т.е состояние водяного пара в воздухе. При одной и той же абсолютной влажности может быть и очень сухо и может быть и очень сыро. При абсолютной влажности, которая может быть, например, на улице - сырость. А если точно такая же масса пара будет содержаться в прогретом Солнцем летнем воздухе, то нам будет казаться, что стоит очень сухая погода, хотя, содержание водяного пара будет точно таким же. Почему так? Потому что если температура низкая, то пар будет близок к насыщению, ведь, если мы снижаем температуру, то в конце-концов мы достигнем точки росы. а если температура высокая, то пар далек от насыщения. Поэтому наше самочувствие зависит не столько от того какая масса пара содержится в воздухе, а от того насколько этот пар далек от насыщения. И вот, для того чтобы охарактеризовать насколько пар близок или далек от насыщения используется величина, которая называется относительная влажность.
И так что же такое относительная влажность? И для того, чтобы нам корректно дать определение, относительной влажности, нам необходимо вспомнить о том, что помимо водяного пара в атмосфере есть еще и воздух. Т.е водяной пар, азот, кислород и другие газы вместе образуют атмосферу. Атмосфера давит на нас и на все предметы, погруженные в нее довольно сильно, порядок величины 10 в 5 степени Паскалей. И это давление складывается из давления азота, давления кислорода, из давления углекислого газа и давления водяного пара. Ведь, по стенкам сосуда или по учительскому столу барабанят молекулы всех вышеперечисленных газов. Пар - это фактически газообразное состояние вещества, так из чего же складывается общее давление? Оно представляет собой сумму давлений, которую производил бы водяной пар, если бы не было других компонентов атмосферы или азот, если не было бы других компонентов атмосферы, кислород и так далее. Общее давление - это сумма частичных давлений, которые обусловлены ударами молекул каждого сорта. И вот эти частичные давления называются парциальными давлениями, от слова "partial" - часть. Мы с вами будем говорить о парциальном давлении водяного пара. и давайте сформулируем строгое определение, что такое парциальное давление водяного пара.
Парциальное давление водяного пара - называется давление, которое бы производил бы пар при отсутствии молекул других сортов.
Если мы будем говорить о давлении пара, то на самом деле мы будем подразумевать парциальное давление. Просто, для краткости слово парциальное можно опускать. Все что говорилось о свойствах насыщенного или не насыщенного пара до этого предполагало, что других газов в сосудах нет, но появление других газов никак не отразится на свойствах других паров. Т.е если мы еще добавим азот и кислород, то если пар был насыщенным, то он и останется насыщенным, потому что молекулы газа друг с другом же не взаимодействуют. Поэтому присутствие азота и кислорода на свойствах пара, на скорости конденсации и испарения никак не отразится. Так что все что вы знаете на сегодняшнюю лекцию о паре мы сейчас можем использовать. Давайте представим себе, что у нас имеется сосуд, в котором есть пар и пусть для простоты этот сосуд будет закрытым.
Относительная влажность воздуха - это физическая величина равная отношению фактического парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при температуре воздуха.
Теперь давайте проанализируем график зависимости давления от температуры...если мы будем менять температуру, то относительная влажность при том же содержании паров в воздухе будет меняться. Смотря на график представим, что мы охлаждаем воздух, что при этом происходит? Две точки на графике сближаются и при достижении ими точки росы относительная влажность обращается в единицу. т.е насыщенный пар - это пар со стопроцентной относительной влажностью. Если температуру еще снизить, то пар будет оставаться насыщенным просто начнет выпадать роса и эти вещи надо учитывать в повседневной жизни. Например, в жарких странах летом часто люди пользуются кондиционерами. Кондиционеры снижают температуру воздуха и если они снижают температуру воздуха, значит, относительная влажность, при постоянной абсолютной влажности должна расти. Т.е если мы просто кондиционером будем охлаждать воздух, то она станет сырым и для того, чтобы этого не было в кондиционере есть специальное приспособление. На нем конденсируются водяные пары, кондиционер забирает воздух из помещения, охлаждает его и возвращает его обратно и по дороге он конденсирует тот пар, который находится в кондиционере и через трубочку выводит его на улицу. Все мы видели, когда летом работают кондиционеры из трубочки капает вода и часто раздражает соседей, которые проживают ниже. И наоборот зимой, когда мы отапливаем помещение содержание паров у нас остается тем же самым, но при этом увеличивается температура. При этом давление насыщенного пара растет очень быстро, а давление фактическое остается тем же самым, потому что комната не закрыта. На графике у нас представлена модель для замкнутого сосуда. Значит, если мы отапливаем помещение, значит, влажность при этом падает, при этом если очень сухой воздух, например, могут начать слезиться глаза, потому что слизистая оболочка испаряется, хочется поморгать или протереть глаза. Как выходить из этого положения? В некоторых домах на батареях отопления есть такие керамические сосуды куда наливают воду. Керамика пористая, вода из нее испаряется через стенки или с поверхности сосуда и поддерживает постоянную относительную влажность. За этими вещами, например, очень следят в музеях, потому что полотно картины должно находится при строго определенной влажности. Если влажность слишком высокая, то может появится плесень, если влажность слишком низкая, то может потрескаться красочный слой. И так вот что такое относительная влажность...
Но оказывается, что еще можно и по-другому определить относительную влажность. Давайте вспомним уравнение Клапейрона-Менделеева.
Относительная влажность равна отношению абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного пара при температуре воздуха.
И так мы сейчас закончили все то, что должны были узнать по теории, а теперь давайте закрепим пройденный материал, порешав немного задачи.
И первая задача на определение относительной влажности воздуха.
Следующая задача на определение влажности воздуха при заданной температуре и известной величины точки росы.
И последняя задача-вопрос на определение того, что стоит ли открыть форточку на улицу для того, что бы белье в теплой комнате высохло быстрее при осенней погоде на улице.
На этом мы эту лекцию закончим
Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.