Вологість повітря та її вимірювання

· Водяна пара у повітрі

· Вологість повітря.

· Прилади для вимірювання вологості

· Приклади розв’язування задач

Водяна пара у повітрі. З поверхні водойм, вологого ґрунту, листків рослин, легенів і шкіри тварин та людини в атмосферу Землі випаровується величезна кількість водяної пари (10¹⁴ т/рік) і майже ¼ цієї води випадає у вигляді опадів на сушу. Тому атмосферне повітря завжди вологе. Атмосферне повітря є сумішшю різних газів (, , інертні гази, водяна пара). Хоча водяної пари в атмосфері мало порівняно з іншими її складовими, її значення для життєдіяльності всього живого величезне.

Від наявності водяної пари в атмосфері залежить режим випаровування з поверхні суходолу, морів. Перехід водяної пари в рідкий і твердий стан приводить до утворення туманів, хмар, опадів. Виділення теплоти конденсації, замерзання слугують внутрішнім джерелом енергії руху повітряних мас. Здатність водяної пари поглинати сонячне та інфрачервоне випромінювання Землі впливає на тепловий режим земної поверхні й атмосфери.

Процеси випаровування впливають також на організм людини, що складається на 65% з води. За одну добу (в залежності від роду занять) з поверхні шкіри і легенів людини випаровується майже 2 кг води. Це вказує на велике значення вологості оточуючого повітря для її здоров’я й самопочуття. Тривале перебування в теплому й вологому повітрі порушує теплообмін в організмі. Людина стає в’ялою, її працездатність знижується. Тому про вміст водяної пари в атмосфері (вологість) щоденно повідомляють у зведенні погоди.

Важливе значення має вологість для життєдіяльності тваринного і рослинного світу, для процесів сушіння виробів тощо.

Контроль і підтримання необхідної вологості дуже важливі також для зберігання книг, творів мистецтва, музичних інструментів, харчових продуктів, овочів, фруктів тощо.

Для підтримання необхідної вологості користуються приладами, які зволожують чи осушують повітря – кондиціонерами.

Вологість повітря. Вміст водяної пари в повітрі, тобто його вологість, можна охарактеризувати кількома величинами.

На практиці абсолютна вологість дорівнює вмісту водяної пари в грамах в одному кубічному метрі повітря (густина водяної пари).

За густиною водяної пари не можна судити про те, наскільки водяна пара в цих умовах близька до насиченої. Тому ввели величину, яка показує наскільки водяна пара за певної температури близька до насичення – відносну вологість повітря.

Оскільки атмосферний тиск – це сума тиску сухого повітря і водяної пари, що є в ньому, то тиск, який чинила б водяна пара, коли б не було інших газів, називають парціальним тиском водяної пари.

Відносна вологість – це відношення парціального тиску водяної пари p, що міститься в повітрі за певної температури, до тиску насиченої пари (за такої самої температури), виражена у відсотках:

%, або %,

де – відповідно густина ненасиченої пари (абсолютна вологість); – густина насиченої водяної пари.

Оскільки тиск насиченої пари не залежить від об’єму, але залежить від температури і ця залежність є складною, тому вона досліджена експериментально. На основі здобутих результатів складено таблиці залежності тиску насиченої водяної пари від температури. Якщо знижується температура ненасиченої пари, то її відносна вологість зростатиме без додаткового випаровування води. Знижуючи температуру повітря, можна довести пару, що в ньому перебуває, до стану насичення, що приводить до випадання роси.

Температура, до якої треба ізобарно охолодити повітря певної вологості, щоб водяна пара стала насиченою, називається точкою роси.

Точка роси характеризує вологість повітря, оскільки вона дає змогу визначити парціальний тиск водяної пари і відносну вологість.

Прилади для вимірювання вологості повітря. Вологість повітря вимірюють спеціальними приладами – психрометром, гігрометром тощо.

Мал. 34 Гігрометр психрометричний і його схематичне зображення

Гігрометр психрометричний (мал. 34) складається з двох термометрів: резервуар одного з них, який показує температуру повітря, залишається сухим, резервуар другого оточений шматком тканини, зануреної у воду. Вода випаровується і завдяки цьому термометр охолоджується. Чим більша відносна вологість , тим менш інтенсивне випаровування і тим вищу температуру показує термометр, оточений вологою тканиною. За різницею температур термометрів і спеціальною таблицею можна визначити відносну вологість повітря. Найсприятливішою для організму людини є відносна вологість від 40% до 60%.

Вимірюють вологість також за допомогою волосяного гігрометра, дія якого ґрунтується на властивості волосини людини змінювати свою довжину у вологому повітрі. Унаслідок збільшення вологості довжина волосини зростає, а зі зменшенням вологості волосина коротшає.