ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศในภาชนะปิด 25. ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศในห้องปิด

ความชื้นคือการวัดปริมาณไอน้ำในอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์คือปริมาณน้ำที่มีอยู่ในอากาศ ณ อุณหภูมิที่กำหนด เทียบกับปริมาณน้ำสูงสุดที่สามารถกักเก็บได้ในอากาศที่อุณหภูมิเดียวกับไอ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความชื้นสัมพัทธ์จะแสดงปริมาณความชื้นที่ยังขาดหายไป สิ่งแวดล้อมการควบแน่นเริ่มขึ้น ค่านี้แสดงถึงระดับความอิ่มตัวของอากาศด้วยไอน้ำ เมื่อคำนวณความชื้นในอากาศที่เหมาะสมที่สุดในห้อง เราจะพูดถึงความชื้นสัมพัทธ์โดยเฉพาะ

• ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 21°C อากาศแห้ง 1 กิโลกรัมสามารถบรรจุความชื้นได้มากถึง 15.8 กรัม ถ้าอากาศแห้ง 1 กิโลกรัมมีน้ำ 15.8 กรัม ความชื้นสัมพัทธ์จะเท่ากับ 100% หากอากาศในปริมาณเท่ากันมีน้ำ 7.9 กรัมที่อุณหภูมิเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณความชื้นสูงสุดที่เป็นไปได้ อัตราส่วนจะเป็น: 7.9/15.8 = 0.50 (50%) ดังนั้นความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศดังกล่าวจะอยู่ที่ 50%

ความชื้นใดที่เหมาะสมที่สุด?

ความชื้นในอุดมคติในพื้นที่อยู่อาศัยคือ 40-60% ใน เดือนฤดูร้อนอากาศมีความชื้นเพียงพอ (โดยเฉพาะในสภาพอากาศฝนตก ความชื้นสัมพัทธ์สามารถสูงถึง 80-90%) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเพิ่มความชื้นด้วยวิธีอื่น

อย่างไรก็ตามในฤดูหนาวระบบต่างๆ ระบบความร้อนกลางและคนอื่น ๆ อุปกรณ์ทำความร้อนนำไปสู่ อากาศแห้ง. เนื่องจากการให้ความร้อนสูงจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นแต่ไม่ได้เพิ่มปริมาณไอน้ำ สิ่งนี้ทำให้เกิดการระเหยของความชื้นเพิ่มขึ้นจากทุกที่: จากผิวหนังและร่างกายของคุณ, ต้นไม้ในร่มและแม้กระทั่งเฟอร์นิเจอร์ ความชื้นสัมพัทธ์ในอพาร์ทเมนท์ในฤดูหนาวมักจะไม่เกิน 15% นี่ยังน้อยกว่าในทะเลทรายซาฮาร่าด้วยซ้ำ! ที่นั่นความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 25%

โต๊ะ ความชื้นที่เหมาะสมแสดงให้เห็นว่าระดับ 15% ไม่เพียงพอคือ:

มนุษย์ 45-65%อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และเครื่องใช้ในครัวเรือน 45-65%เฟอร์นิเจอร์และเครื่องดนตรี 40-60%ห้องสมุด นิทรรศการ หอศิลป์ และพิพิธภัณฑ์ 40-60%

ทำอย่างไรจึงจะได้ความชื้นที่เหมาะสมที่สุด?

คำแนะนำเดียวคือการทำให้ห้องมีความชื้น

มีวิธีการให้ความชุ่มชื้นแบบ "พื้นบ้าน" มากมาย ตัวอย่างเช่นคุณสามารถแขวนผ้าเช็ดตัวเปียกและผ้าขี้ริ้วไว้ในห้องได้ วางถังน้ำไว้บนเครื่องทำความร้อน การระเหยของน้ำจะทำให้ความชื้นในอากาศเพิ่มขึ้นไม่ช้าก็เร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้เปียโนแห้ง ก่อนหน้านี้แนะนำให้ใส่ขวดน้ำไว้ข้างใน ทางเลือกสำหรับผู้ที่ไม่เสียค่าใช้จ่ายคือน้ำพุประดับในห้อง

อย่างไรก็ตามวิธีการเหล่านี้ไม่สะดวกและไม่มีประสิทธิภาพ ไม่สามารถเพิ่มความชื้นในอากาศในห้องได้อย่างมีนัยสำคัญโดยใช้ขวดน้ำ นอกจากนี้กระป๋องบนหม้อน้ำและผ้าเช็ดตัวบนเชือกดูไม่น่าพึงพอใจนัก

วิธีที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงที่สุดในการเพิ่มความชื้นภายในอาคารคือการติดตั้ง เครื่องทำให้ชื้น. อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมินี้สามารถรักษาระดับความชื้นที่ระบุได้อย่างแม่นยำ อีกทั้งมีราคาไม่แพงและใช้งานง่าย และเครื่องทำความชื้นรุ่นใหม่เองก็ควบคุมความชื้นที่เหมาะสมที่สุด

อากาศเต็มไปด้วยไอน้ำในระดับหนึ่ง ปริมาณของมันมีลักษณะเป็นตัวบ่งชี้เช่นความชื้น มันสามารถเป็นแบบสัมบูรณ์และแบบสัมพัทธ์ได้ ตัวบ่งชี้แรกระบุปริมาณน้ำที่บรรจุอยู่ในอากาศหนึ่งลูกบาศก์เมตร คำที่สองใช้เพื่อกำหนดอัตราส่วนระหว่างปริมาณไอน้ำสูงสุดที่เป็นไปได้ต่อปริมาณจริง หากกำหนดความชื้นในอากาศภายในอาคาร นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่สัมพันธ์กัน

ทำไมต้องวัดและควบคุมความชื้นภายในอาคาร?

ความชื้นในบ้านส่งผลโดยตรงต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของผู้อยู่อาศัยทุกคน หากตัวชี้วัดไม่สอดคล้องกับบรรทัดฐาน ไม่เพียงแต่ผู้คนจะต้องทนทุกข์ทรมานเท่านั้น แต่ยังรวมถึง พืชในบ้าน, เฟอร์นิเจอร์ และสิ่งของอื่นๆ ปริมาณไอน้ำในสิ่งแวดล้อมไม่คงที่และเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี

ทำไมอากาศแห้งถึงเป็นอันตราย?

ความชื้นภายในอาคารต่ำมักพบเห็นได้บ่อยมากในช่วงฤดูร้อน สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าคน ๆ หนึ่งสูญเสียน้ำอย่างรวดเร็วผ่านทางผิวหนังและทางเดินหายใจ จากปรากฏการณ์เชิงลบดังกล่าวจะสังเกตเห็นผลกระทบดังต่อไปนี้:

• ความยืดหยุ่นและความแห้งกร้านของผิวหนังลดลงซึ่งมาพร้อมกับการปรากฏตัวของ microcracks นำไปสู่การพัฒนาของโรคผิวหนัง;
• ทำให้เยื่อเมือกของดวงตาแห้งทำให้ตาแดง แสบร้อน และน้ำตาไหล
• เลือดสูญเสียส่วนประกอบของเหลวบางส่วนซึ่งจะลดความเร็วของการเคลื่อนไหวทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมในหัวใจ
• บุคคลนั้นมีอาการปวดหัวรู้สึกเหนื่อยและสูญเสียประสิทธิภาพตามปกติ
• ความหนืดของน้ำย่อยเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้ระบบย่อยอาหารบกพร่อง
• การอบแห้งของเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจเกิดขึ้นซึ่งทำให้ภูมิคุ้มกันในท้องถิ่นอ่อนแอลง
• การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในอากาศซึ่งโดยปกติจะถูกทำให้เป็นกลางโดยละอองอากาศ

ในการวัดอากาศในอพาร์ทเมนต์ก็เพียงพอที่จะซื้ออุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดซึ่งมักจะใช้ร่วมกับเทอร์โมมิเตอร์หรือนาฬิกา มีข้อผิดพลาดเล็กน้อย 3-5% ซึ่งไม่สำคัญ

โดยใช้แก้วน้ำ

ในการระบุความชื้นในอากาศ คุณต้องเติมน้ำในแก้วธรรมดาแล้วนำไปแช่ในตู้เย็นเป็นเวลา 3 ชั่วโมงเพื่อให้ของเหลวเย็นลงถึง 3-5°C ภาชนะจะถูกถอดออกและวางบนโต๊ะให้ห่างจากเครื่องทำความร้อน ลองสังเกตผนังกระจกเป็นเวลาหลายนาที โดยจะตรวจจับการควบแน่นในรูปหยดน้ำ ผลการทดลองแสดงดังนี้:

• แก้วแห้งเร็ว - ความชื้นลดลง
• ผนังยังคงมีหมอก - ตรงตามมาตรฐานความชื้นในห้อง
• น้ำเริ่มไหลลงมาที่กระจก - ความชื้นเพิ่มขึ้น

โต๊ะอัสมาน

โต๊ะ Assmann ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจวัดความชื้นโดยใช้ไซโครมิเตอร์ ประกอบด้วยเทอร์โมมิเตอร์ 2 เครื่อง - แบบปกติและอีกเครื่องที่มีฟังก์ชันเพิ่มความชื้น ตัวบ่งชี้ที่วัดโดยอุปกรณ์ตัวที่สองจะลดลงเล็กน้อย ความชื้นในอากาศ ถูกกำหนดโดยใช้ตารางพิเศษโดยใช้ค่าที่ได้รับ

การใช้กรวยเฟอร์

นำกรวยเฟอร์ธรรมดามาวางให้ห่างจากเครื่องทำความร้อน ในอากาศแห้ง เกล็ดของมันจะเปิดออก และในอากาศชื้น เกล็ดก็จะหดตัวแน่น

มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป

มาตรฐานความชื้นภายในอาคารขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์และช่วงเวลาของปี การปฏิบัติตามพารามิเตอร์ที่แนะนำจะช่วยให้มั่นใจได้ สุขภาพและจะไม่ส่งผลเสียต่อภูมิคุ้มกันของมนุษย์

มาตรฐานสำหรับอพาร์ตเมนต์

สำหรับอพาร์ทเมนต์มาตรฐานทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ภูมิอากาศระบุไว้ใน GOST 30494-96 ตาม เอกสารนี้ความชื้นในอากาศในฤดูหนาวควรผันผวนระหว่าง 30-45% และในฤดูร้อน – 30-60% ถึงอย่างไรก็ตาม ค่าที่ระบุ 30% อาจรับรู้ได้ไม่ดีนัก ร่างกายมนุษย์. ดังนั้นแพทย์แนะนำให้รักษาพารามิเตอร์ไว้ที่ 40-60% ซึ่งถือว่าเหมาะสมที่สุดในช่วงเวลาใดของปี

มาตรฐานห้องเด็ก

ร่างกายของเด็กไม่สามารถทำงานได้อย่างเหมาะสมในที่มีความชื้นในอากาศต่ำ สิ่งนี้นำไปสู่การทำให้เยื่อเมือกแห้งอย่างรวดเร็วซึ่งอาจส่งผลให้ภูมิคุ้มกันในท้องถิ่นลดลง

สถานที่ทำงาน

ระดับความชื้นในที่ทำงานขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของงาน ตัวอย่างเช่น สำหรับพนักงานออฟฟิศจะเป็น 40-60%

จะทำให้ปากน้ำในร่มเป็นปกติได้อย่างไร?

เพื่อให้ปากน้ำในร่มสะดวกสบายสำหรับการใช้ชีวิตคุณต้องใช้เคล็ดลับต่อไปนี้:

• การใช้เครื่องเพิ่มความชื้นในอากาศ ที่ขาดไม่ได้ในช่วงฤดูร้อนในทุกห้อง
• การระบายอากาศสม่ำเสมอ
• การเพิ่มจำนวนพืชในร่ม
• ความพร้อมของการระบายอากาศเสีย เครื่องดูดควันจะจ่ายไฟให้กับห้อง อากาศบริสุทธิ์และปรับปริมาณไอน้ำให้เป็นปกติ
• ในบางกรณี ขอแนะนำให้ใช้เครื่องลดความชื้นพิเศษที่มีสารดูดซับ
• ห้ามตากเสื้อผ้าในที่พักอาศัยซึ่งส่งผลเสียต่อปากน้ำ

วิดีโอ: วิธีวัดความชื้นในอากาศ

• บ้าน
• เครื่องปรับอากาศ

วิดีโอสอนนี้สามารถดูได้โดยการสมัครสมาชิก

สมัครสมาชิกแล้ว? ที่จะเข้ามา

I-17="">ไอน้ำอิ่มตัว ความชื้นในอากาศ

เราจะอุทิศบทเรียนวันนี้เพื่ออภิปรายแนวคิดเรื่องความชื้นในอากาศและวิธีการวัด ปรากฏการณ์หลักที่ส่งผลต่อความชื้นในอากาศคือกระบวนการระเหยของน้ำซึ่งเราได้พูดถึงไปแล้วก่อนหน้านี้และแนวคิดที่สำคัญที่สุดที่เราจะใช้คือไอน้ำอิ่มตัวและไม่อิ่มตัว

หากเราแยกแยะสถานะของไอน้ำที่แตกต่างกัน สถานะเหล่านั้นจะถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาระหว่างไอน้ำกับของเหลว ถ้าเราจินตนาการว่ามีของเหลวบางอย่างเข้าไป ภาชนะปิดและกระบวนการระเหยเกิดขึ้นไม่ช้าก็เร็วกระบวนการนี้จะเข้าสู่สถานะที่การระเหยในช่วงเวลาเท่ากันจะได้รับการชดเชยด้วยการควบแน่นและสิ่งที่เรียกว่าสมดุลไดนามิกของของเหลวกับไอของมันจะเกิดขึ้น (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. ไอน้ำอิ่มตัว

คำนิยาม.ไอน้ำอิ่มตัวคือไอน้ำที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์กับของเหลว หากไอน้ำไม่อิ่มตัว แสดงว่าไม่มีสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. ไอน้ำไม่อิ่มตัว

เมื่อใช้แนวคิดทั้งสองนี้ เราจะอธิบายคุณลักษณะที่สำคัญของอากาศว่าเป็นความชื้น

คำนิยาม.ความชื้นในอากาศ– ค่าที่แสดงปริมาณไอน้ำในอากาศ

คำถามเกิดขึ้น: เหตุใดแนวคิดเรื่องความชื้นจึงสำคัญที่ต้องพิจารณา และไอน้ำเข้าสู่อากาศได้อย่างไร เป็นที่ทราบกันว่าพื้นผิวโลกส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยน้ำ (มหาสมุทรโลก) จากพื้นผิวที่มีการระเหยอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 3) แน่นอนว่าในด้านต่างๆ เขตภูมิอากาศความเข้มข้นของกระบวนการนี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิเฉลี่ยรายวันการมีอยู่ของลม ฯลฯ ปัจจัยเหล่านี้เป็นตัวกำหนดความจริงที่ว่าในบางสถานที่ กระบวนการทำให้ไอน้ำมีความเข้มข้นมากกว่าการควบแน่น และในบางแห่ง กระบวนการกลายเป็นไอจะเป็นอย่างอื่น โดยเฉลี่ยอาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าไอที่ก่อตัวในอากาศไม่อิ่มตัวและต้องอธิบายคุณสมบัติของมัน

ข้าว. 3. การระเหยของของเหลว (แหล่ง)

สำหรับมนุษย์ ระดับความชื้นเป็นพารามิเตอร์ทางสิ่งแวดล้อมที่สำคัญมาก เนื่องจากร่างกายของเราตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างแข็งขัน ตัวอย่างเช่น กลไกในการควบคุมการทำงานของร่างกาย เช่น เหงื่อออก เกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิและความชื้นของสิ่งแวดล้อม ที่ความชื้นสูง กระบวนการระเหยความชื้นออกจากพื้นผิวจะได้รับการชดเชยในทางปฏิบัติโดยกระบวนการควบแน่นและการกำจัดความร้อนออกจากร่างกายจะหยุดชะงัก ซึ่งนำไปสู่การรบกวนในการควบคุมอุณหภูมิ ที่ความชื้นต่ำ กระบวนการระเหยของความชื้นจะมีผลเหนือกว่ากระบวนการควบแน่น และร่างกายจะสูญเสียของเหลวมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะขาดน้ำได้

ปริมาณความชื้นมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญต่อการไหลของน้ำด้วย กระบวนการทางเทคโนโลยี. ตัวอย่างเช่นเนื่องจากคุณสมบัติของน้ำที่ทราบกันดี ไฟฟ้าเนื้อหาในอากาศอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการทำงานที่ถูกต้องของเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่

นอกจากนี้ แนวคิดเรื่องความชื้นยังเป็นเกณฑ์การประเมินที่สำคัญที่สุด สภาพอากาศซึ่งใครๆ ก็รู้จากการพยากรณ์อากาศ เป็นที่น่าสังเกตว่าหากเราเปรียบเทียบความชื้นในช่วงเวลาต่างๆ ของปีในสภาพภูมิอากาศปกติของเรา ความชื้นจะสูงขึ้นในฤดูร้อนและต่ำกว่าในฤดูหนาว ซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มข้นของกระบวนการระเหยที่อุณหภูมิต่างกันโดยเฉพาะ

ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์

ลักษณะสำคัญของอากาศชื้นคือ:

1. ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศ
2. ความชื้นสัมพัทธ์.

อากาศเป็นก๊าซคอมโพสิตและมีก๊าซหลายชนิด รวมทั้งไอน้ำด้วย ในการประมาณปริมาณในอากาศจำเป็นต้องพิจารณาว่าไอน้ำมีมวลเท่าใดในปริมาตรที่จัดสรรไว้ - ค่านี้มีลักษณะเป็นความหนาแน่น ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศเรียกว่า ความชื้นสัมบูรณ์.

คำนิยาม.ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์- ปริมาณความชื้นที่มีอยู่ในตัวเดียว ลูกบาศก์เมตรอากาศ.

การกำหนดความชื้นสัมบูรณ์: (ตามการกำหนดความหนาแน่นตามปกติ)

หน่วยความชื้นสัมบูรณ์: img="">

มวลไอน้ำ (น้ำ) ในอากาศ กิโลกรัม (ในหน่วย SI) หรือ กรัม

I-19="">ความชื้นสัมพัทธ์

เพื่ออธิบายการรับรู้ดังกล่าว จึงได้กล่าวถึงปริมาณต่อไปนี้: ความชื้นสัมพัทธ์.

คำนิยาม.ความชื้นสัมพัทธ์– ค่าที่ระบุว่าไอน้ำถึงจุดอิ่มตัวมากน้อยเพียงใด

นั่นคือค่าความชื้นสัมพัทธ์ ด้วยคำพูดง่ายๆจะแสดงดังต่อไปนี้: หากไอน้ำอยู่ไกลจากความอิ่มตัว แสดงว่าความชื้นต่ำ หากอยู่ใกล้ แสดงว่าความชื้นสูง

การกำหนดความชื้นสัมพัทธ์: .

หน่วยความชื้นสัมพัทธ์: %.

สูตรการคำนวณ ความชื้นสัมพัทธ์:

Img="" i-20="">ไฮโกรมิเตอร์การควบแน่น

ดังที่เห็นได้จากสูตร ประกอบด้วยความชื้นสัมบูรณ์ที่เราคุ้นเคยอยู่แล้ว และความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน คำถามเกิดขึ้น: จะกำหนดค่าหลังได้อย่างไร? มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้ เราจะพิจารณา การควบแน่นไฮโกรมิเตอร์(รูปที่ 4) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการกำหนดจุดน้ำค้าง

คำนิยาม.จุดน้ำค้าง– อุณหภูมิที่ไอน้ำอิ่มตัว

ข้าว. 4. ไฮโกรมิเตอร์การควบแน่น (แหล่ง)

ตัวอย่างเช่น ของเหลวที่ระเหยง่าย เช่น อีเทอร์ เทลงในภาชนะของอุปกรณ์ ใส่เทอร์โมมิเตอร์ (6) และอากาศจะถูกสูบผ่านภาชนะโดยใช้หลอดไฟ (5) อันเป็นผลมาจากการไหลเวียนของอากาศที่เพิ่มขึ้น การระเหยของอีเทอร์อย่างรุนแรงเริ่มต้นขึ้น อุณหภูมิของภาชนะลดลงด้วยเหตุนี้และน้ำค้าง (หยดไอน้ำควบแน่น) ปรากฏบนกระจก (4) ในขณะที่น้ำค้างปรากฏบนกระจก ให้วัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์ อุณหภูมินี้คือจุดน้ำค้าง

จะทำอย่างไรกับค่าอุณหภูมิที่ได้รับ (จุดน้ำค้าง)? มีตารางพิเศษสำหรับการป้อนข้อมูล - ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวที่สอดคล้องกับจุดน้ำค้างแต่ละจุด เป็นที่น่าสังเกตว่าเมื่อจุดน้ำค้างเพิ่มขึ้น ค่าของความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่สอดคล้องกันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งอากาศอุ่น ปริมาณความชื้นในอากาศก็จะมากขึ้น และในทางกลับกัน อากาศยิ่งเย็น ปริมาณไอสูงสุดในอากาศก็จะยิ่งต่ำลง

ไฮโกรมิเตอร์สำหรับเส้นผม

ให้เราพิจารณาหลักการทำงานของไฮโกรมิเตอร์ประเภทอื่นซึ่งเป็นเครื่องมือในการวัดลักษณะความชื้น (จากภาษากรีก hygros - "เปียก" และ metreo - "ฉันวัด")

ไฮโกรมิเตอร์สำหรับเส้นผม(รูปที่ 5) เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งเส้นผม เช่น เส้นผมของมนุษย์ ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่ทำงานอยู่

ข้าว. 5. เครื่องวัดความชื้นสัมพัทธ์ของเส้นผม (ที่มา)

การทำงานของไฮโกรมิเตอร์ของเส้นผมนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเส้นผมที่สูญเสียไขมันในการเปลี่ยนความยาวเมื่อความชื้นในอากาศเปลี่ยนแปลง (เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นความยาวของเส้นผมจะเพิ่มขึ้นและลดลงก็จะลดลง) ซึ่งทำให้สามารถวัดความชื้นสัมพัทธ์ได้ ผมถูกยืดไว้บนโครงโลหะ การเปลี่ยนแปลงความยาวของเส้นผมจะถูกส่งไปยังลูกศรที่เคลื่อนที่ไปตามสเกล ควรจำไว้ว่าไฮโกรมิเตอร์ของเส้นผมไม่ได้ให้ค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่แม่นยำและใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในบ้านเป็นหลัก

ไซโครมิเตอร์

อุปกรณ์ที่สะดวกและแม่นยำกว่าในการวัดความชื้นสัมพัทธ์คือไซโครมิเตอร์ (จากภาษากรีกโบราณ ψυχρός - "เย็น") (รูปที่ 6)

ไซโครมิเตอร์ประกอบด้วยเทอร์โมมิเตอร์สองตัวซึ่งได้รับการแก้ไขในระดับทั่วไป เทอร์โมมิเตอร์ตัวหนึ่งเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบเปียกเนื่องจากถูกห่อด้วยผ้า Cambric ซึ่งจุ่มอยู่ในอ่างเก็บน้ำที่อยู่ด้านหลังอุปกรณ์ น้ำระเหยออกจากผ้าเปียกซึ่งนำไปสู่การระบายความร้อนของเทอร์โมมิเตอร์ กระบวนการลดอุณหภูมิจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งถึงขั้นตอนจนกระทั่งไอน้ำที่อยู่ใกล้ผ้าเปียกถึงความอิ่มตัว และเครื่องวัดอุณหภูมิเริ่มแสดงอุณหภูมิจุดน้ำค้าง ดังนั้นเทอร์โมมิเตอร์กระเปาะเปียกจึงแสดงอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับอุณหภูมิแวดล้อมจริง เทอร์โมมิเตอร์ตัวที่สองเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบแห้งและแสดงอุณหภูมิจริง

ตามกฎแล้วจะมีตารางไซโครเมทริกที่เรียกว่า (ตารางที่ 2) ในร่างกายของอุปกรณ์ เมื่อใช้ตารางนี้ คุณสามารถกำหนดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศโดยรอบได้จากค่าอุณหภูมิที่แสดงโดยเทอร์โมมิเตอร์กระเปาะแห้ง และจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกระเปาะแห้งและเปียก

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะไม่มีโต๊ะดังกล่าว แต่คุณก็สามารถประมาณปริมาณความชื้นได้โดยใช้หลักการต่อไปนี้ หากการอ่านเทอร์โมมิเตอร์ทั้งสองเครื่องอยู่ใกล้กัน การระเหยของน้ำจากเครื่องที่มีความชื้นจะได้รับการชดเชยเกือบทั้งหมดด้วยการควบแน่น กล่าวคือ ความชื้นในอากาศสูง ในทางกลับกัน หากความแตกต่างในการอ่านเทอร์โมมิเตอร์มีมาก การระเหยจากผ้าเปียกจะมีชัยเหนือการควบแน่น และอากาศจะแห้งและมีความชื้นต่ำ

ตารางลักษณะความชื้น

ให้เราหันไปดูตารางที่ช่วยให้เราสามารถกำหนดลักษณะของความชื้นในอากาศได้

อุณหภูมิ,

ความดัน มม. rt. ศิลปะ.

ความหนาแน่นของไอ

ใน บทเรียนนี้เราจะนำเสนอแนวคิดเรื่องความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศสัมบูรณ์และสัมพัทธ์ โดยจะมีการหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดและปริมาณที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดเหล่านี้ ได้แก่ ไอน้ำอิ่มตัว จุดน้ำค้าง อุปกรณ์สำหรับวัดความชื้น ในระหว่างบทเรียนเราจะทำความคุ้นเคยกับตารางความหนาแน่นและความดันไออิ่มตัวและตารางไซโครเมทริก

สำหรับมนุษย์ ระดับความชื้นเป็นพารามิเตอร์ทางสิ่งแวดล้อมที่สำคัญมาก เนื่องจากร่างกายของเราตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างแข็งขัน ตัวอย่างเช่น กลไกในการควบคุมการทำงานของร่างกาย เช่น เหงื่อออก เกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิและความชื้นของสิ่งแวดล้อม ที่ความชื้นสูง กระบวนการระเหยความชื้นออกจากพื้นผิวจะได้รับการชดเชยในทางปฏิบัติโดยกระบวนการควบแน่นและการกำจัดความร้อนออกจากร่างกายจะหยุดชะงัก ซึ่งนำไปสู่การรบกวนในการควบคุมอุณหภูมิ ที่ความชื้นต่ำ กระบวนการระเหยของความชื้นจะมีผลเหนือกว่ากระบวนการควบแน่น และร่างกายจะสูญเสียของเหลวมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะขาดน้ำได้

ปริมาณความชื้นมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญต่อการไหลของกระบวนการทางเทคโนโลยีด้วย ตัวอย่างเช่น เนื่องจากคุณสมบัติของน้ำในการนำกระแสไฟฟ้า ปริมาณน้ำในอากาศจึงอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการทำงานที่ถูกต้องของเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่

นอกจากนี้ แนวคิดเรื่องความชื้นยังเป็นเกณฑ์ที่สำคัญที่สุดในการประเมินสภาพอากาศซึ่งใครๆ ก็รู้จากการพยากรณ์อากาศ เป็นที่น่าสังเกตว่าหากเราเปรียบเทียบความชื้นในช่วงเวลาต่างๆ ของปีในสภาพภูมิอากาศปกติของเรา ความชื้นจะสูงขึ้นในฤดูร้อนและต่ำกว่าในฤดูหนาว ซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มข้นของกระบวนการระเหยที่อุณหภูมิต่างกันโดยเฉพาะ

ลักษณะสำคัญของอากาศชื้นคือ:

1. ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศ
2. ความชื้นสัมพัทธ์.

อากาศเป็นก๊าซคอมโพสิตและมีก๊าซหลายชนิด รวมทั้งไอน้ำด้วย ในการประมาณปริมาณในอากาศจำเป็นต้องพิจารณาว่าไอน้ำมีมวลเท่าใดในปริมาตรที่จัดสรรไว้ - ค่านี้มีลักษณะเป็นความหนาแน่น ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศเรียกว่า ความชื้นสัมบูรณ์.

คำนิยาม.ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์- ปริมาณความชื้นที่มีอยู่ในอากาศหนึ่งลูกบาศก์เมตร

การกำหนดความชื้นสัมบูรณ์: (ตามการกำหนดความหนาแน่นตามปกติ)

หน่วยความชื้นสัมบูรณ์: (ในหน่วย SI) หรือ (เพื่อความสะดวกในการตรวจวัดไอน้ำจำนวนเล็กน้อยในอากาศ)

สูตรการคำนวณ ความชื้นสัมบูรณ์:

การกำหนด:

มวลของไอน้ำ (น้ำ) ในอากาศ กิโลกรัม (ในหน่วย SI) หรือ กรัม

ปริมาตรอากาศที่มีมวลไอน้ำที่ระบุคือ

ในอีกด้านหนึ่ง ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์เป็นค่าที่เข้าใจได้และสะดวกสบายเนื่องจากจะให้แนวคิดเกี่ยวกับปริมาณน้ำจำเพาะในอากาศโดยมวล ในทางกลับกัน ค่านี้ไม่สะดวกจากมุมมองของความอ่อนแอ ความชื้นจากสิ่งมีชีวิต ปรากฎว่าตัวอย่างเช่นบุคคลไม่รู้สึกถึงปริมาณน้ำในอากาศ แต่เป็นปริมาณที่สัมพันธ์กับค่าสูงสุดที่เป็นไปได้

เพื่ออธิบายการรับรู้ดังกล่าว จึงได้กล่าวถึงปริมาณต่อไปนี้: ความชื้นสัมพัทธ์.

คำนิยาม.ความชื้นสัมพัทธ์– ค่าที่ระบุว่าไอน้ำถึงจุดอิ่มตัวมากน้อยเพียงใด

กล่าวคือ ค่าของความชื้นสัมพัทธ์ หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ถ้าไอน้ำอยู่ไกลจากความอิ่มตัว ความชื้นก็จะต่ำ ถ้าอยู่ใกล้ แสดงว่าความชื้นสูง

การกำหนดความชื้นสัมพัทธ์: .

หน่วยความชื้นสัมพัทธ์: %.

สูตรการคำนวณ ความชื้นสัมพัทธ์:

การกำหนด:

ความหนาแน่นของไอน้ำ (ความชื้นสัมพัทธ์) (ในหน่วย SI) หรือ ;

ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด (ในหน่วย SI) หรือ

ดังที่เห็นได้จากสูตร ประกอบด้วยความชื้นสัมบูรณ์ที่เราคุ้นเคยอยู่แล้ว และความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน คำถามเกิดขึ้น: จะกำหนดค่าหลังได้อย่างไร? มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้ เราจะพิจารณา การควบแน่นไฮโกรมิเตอร์(รูปที่ 4) - อุปกรณ์ที่ใช้ในการกำหนดจุดน้ำค้าง

คำนิยาม.จุดน้ำค้าง- อุณหภูมิที่ไอน้ำอิ่มตัว

ข้าว. 4. ไฮโกรมิเตอร์การควบแน่น ()

ตัวอย่างเช่น ของเหลวที่ระเหยง่าย เช่น อีเทอร์ เทลงในภาชนะของอุปกรณ์ ใส่เทอร์โมมิเตอร์ (6) และอากาศจะถูกสูบผ่านภาชนะโดยใช้หลอดไฟ (5) อันเป็นผลมาจากการไหลเวียนของอากาศที่เพิ่มขึ้น การระเหยของอีเทอร์อย่างรุนแรงเริ่มต้นขึ้น อุณหภูมิของภาชนะลดลงด้วยเหตุนี้และน้ำค้าง (หยดไอน้ำควบแน่น) ปรากฏบนกระจก (4) ในขณะที่น้ำค้างปรากฏบนกระจก ให้วัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์ อุณหภูมินี้คือจุดน้ำค้าง

จะทำอย่างไรกับค่าอุณหภูมิที่ได้รับ (จุดน้ำค้าง)? มีตารางพิเศษสำหรับการป้อนข้อมูล - ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวที่สอดคล้องกับจุดน้ำค้างแต่ละจุด เป็นที่น่าสังเกตว่าเมื่อจุดน้ำค้างเพิ่มขึ้น ค่าของความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่สอดคล้องกันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งอากาศอุ่น ปริมาณความชื้นในอากาศก็จะมากขึ้น และในทางกลับกัน อากาศยิ่งเย็น ปริมาณไอสูงสุดในอากาศก็จะยิ่งต่ำลง

ให้เราพิจารณาหลักการทำงานของไฮโกรมิเตอร์ประเภทอื่น ๆ อุปกรณ์สำหรับวัดลักษณะความชื้น (จากภาษากรีก hygros - "เปียก" และ metreo - "ฉันวัด")

ไฮโกรมิเตอร์สำหรับเส้นผม(รูปที่ 5) - อุปกรณ์สำหรับวัดความชื้นสัมพัทธ์ซึ่งเส้นผมเช่นเส้นผมของมนุษย์ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่

การทำงานของไฮโกรมิเตอร์ของเส้นผมนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเส้นผมที่สูญเสียไขมันในการเปลี่ยนความยาวเมื่อความชื้นในอากาศเปลี่ยนแปลง (เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นความยาวของเส้นผมจะเพิ่มขึ้นและลดลงก็จะลดลง) ซึ่งทำให้สามารถวัดความชื้นสัมพัทธ์ได้ ผมถูกยืดไว้บนโครงโลหะ การเปลี่ยนแปลงความยาวของเส้นผมจะถูกส่งไปยังลูกศรที่เคลื่อนที่ไปตามสเกล ควรจำไว้ว่าไฮโกรมิเตอร์ของเส้นผมไม่ได้ให้ค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่แม่นยำและใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในบ้านเป็นหลัก

อุปกรณ์ที่สะดวกและแม่นยำกว่าในการวัดความชื้นสัมพัทธ์คือไซโครมิเตอร์ (จากภาษากรีกโบราณ ψυχρός - "เย็น") (รูปที่ 6)

ไซโครมิเตอร์ประกอบด้วยเทอร์โมมิเตอร์สองตัวซึ่งได้รับการแก้ไขในระดับทั่วไป เทอร์โมมิเตอร์ตัวหนึ่งเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบเปียกเนื่องจากถูกห่อด้วยผ้า Cambric ซึ่งจุ่มอยู่ในอ่างเก็บน้ำที่อยู่ด้านหลังอุปกรณ์ น้ำระเหยออกจากผ้าเปียกซึ่งนำไปสู่การระบายความร้อนของเทอร์โมมิเตอร์ กระบวนการลดอุณหภูมิจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งถึงขั้นตอนจนกระทั่งไอน้ำที่อยู่ใกล้ผ้าเปียกถึงความอิ่มตัว และเครื่องวัดอุณหภูมิเริ่มแสดงอุณหภูมิจุดน้ำค้าง ดังนั้นเทอร์โมมิเตอร์กระเปาะเปียกจึงแสดงอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับอุณหภูมิแวดล้อมจริง เทอร์โมมิเตอร์ตัวที่สองเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบแห้งและแสดงอุณหภูมิจริง

ตามกฎแล้วจะมีตารางไซโครเมทริกที่เรียกว่า (ตารางที่ 2) ในร่างกายของอุปกรณ์ เมื่อใช้ตารางนี้ คุณสามารถกำหนดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศโดยรอบได้จากค่าอุณหภูมิที่แสดงโดยเทอร์โมมิเตอร์กระเปาะแห้ง และจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกระเปาะแห้งและเปียก

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะไม่มีโต๊ะดังกล่าว แต่คุณก็สามารถประมาณปริมาณความชื้นได้โดยใช้หลักการต่อไปนี้ หากการอ่านเทอร์โมมิเตอร์ทั้งสองเครื่องอยู่ใกล้กัน การระเหยของน้ำจากเครื่องที่มีความชื้นจะได้รับการชดเชยเกือบทั้งหมดด้วยการควบแน่น กล่าวคือ ความชื้นในอากาศสูง ในทางกลับกัน หากความแตกต่างในการอ่านเทอร์โมมิเตอร์มีมาก การระเหยจากผ้าเปียกจะมีชัยเหนือการควบแน่น และอากาศจะแห้งและมีความชื้นต่ำ

ให้เราหันไปดูตารางที่ช่วยให้เราสามารถกำหนดลักษณะของความชื้นในอากาศได้

อุณหภูมิ,	ความดัน มม. rt. ศิลปะ.	ความหนาแน่นของไอ

โต๊ะ 1. ความหนาแน่นและความดันของไอน้ำอิ่มตัว

โปรดทราบอีกครั้งว่าตามที่ระบุไว้ข้างต้น ค่าความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ เช่นเดียวกับความดันของไอน้ำอิ่มตัว

โต๊ะ 2. ตารางไซโครเมทริก

ขอให้เราจำไว้ว่าความชื้นสัมพัทธ์ถูกกำหนดโดยค่าของการอ่านค่ากระเปาะแห้ง (คอลัมน์แรก) และความแตกต่างระหว่างการอ่านค่าความชื้นแบบแห้งและเปียก (แถวแรก)

ในบทเรียนวันนี้ เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับคุณลักษณะที่สำคัญของอากาศ นั่นก็คือ ความชื้น ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ความชื้นจะลดลงในฤดูหนาว (ฤดูหนาว) และเพิ่มขึ้นในฤดูร้อน (ฤดูร้อน) สิ่งสำคัญคือต้องสามารถควบคุมปรากฏการณ์เหล่านี้ได้ เช่น หากจำเป็นต้องเพิ่มความชื้น ให้วางห้องไว้ เวลาฤดูหนาวแหล่งน้ำหลายแห่งเพื่อเพิ่มกระบวนการระเหย อย่างไรก็ตาม วิธีนี้จะได้ผลเฉพาะที่อุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งสูงกว่าภายนอกเท่านั้น

ในบทต่อไป เราจะดูว่างานของแก๊สคืออะไรและหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

บรรณานุกรม

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / เอ็ด. ออร์โลวา วี.เอ., รอยเซนา ไอ. ฟิสิกส์ 8. - อ.: ความจำ.
2. Peryshkin A.V. ฟิสิกส์ 8. - ม.: อีแร้ง, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. ฟิสิกส์ 8. - ม.: การตรัสรู้.

1. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "dic.academic.ru" ()
2. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "baroma.ru" ()
3. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "femto.com.ua" ()
4. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "youtube.com" ()

การบ้าน

สำหรับงานนี้ คุณจะได้รับ 1 คะแนนจากการสอบ Unified State ในปี 2020

ภารกิจที่ 10 ของการสอบ Unified State ในวิชาฟิสิกส์นั้นเน้นไปที่สมดุลทางความร้อนและทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับมัน ตั๋วมีโครงสร้างในลักษณะที่ประมาณครึ่งหนึ่งมีคำถามเกี่ยวกับความชื้น (ตัวอย่างทั่วไปของปัญหาดังกล่าวคือ "ความเข้มข้นของโมเลกุลไอน้ำเพิ่มขึ้นกี่ครั้งหากปริมาตรของไอน้ำลดลงครึ่งหนึ่งตามอุณหภูมิคงที่") ส่วนที่เหลือ เกี่ยวกับความจุความร้อนของสาร คำถามเกี่ยวกับความจุความร้อนมักประกอบด้วยกราฟ ซึ่งต้องศึกษาก่อนจึงจะตอบคำถามได้อย่างถูกต้อง

ภารกิจที่ 10 ของการสอบ Unified State ในวิชาฟิสิกส์มักจะทำให้นักเรียนลำบาก ยกเว้นหลายตัวเลือกที่ใช้เพื่อกำหนดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศโดยใช้ตารางไซโครเมทริก บ่อยครั้งที่เด็กนักเรียนเริ่มทำงานมอบหมายให้เสร็จสิ้นด้วยคำถามนี้ ซึ่งโดยปกติจะใช้เวลาหนึ่งหรือสองนาทีในการแก้ปัญหา หากนักเรียนได้รับตั๋วที่มีภารกิจประเภท 10 ของการสอบ Unified State ในวิชาฟิสิกส์ การทดสอบทั้งหมดจะง่ายกว่ามากเนื่องจากเวลาในการทำให้สำเร็จนั้นถูกจำกัดไว้ที่จำนวนนาทีที่กำหนด

ไอน้ำอิ่มตัว

ถ้าเป็นเรือด้วย ปิดของเหลวให้แน่น ปริมาณของของเหลวจะลดลงก่อนแล้วจึงคงที่ เมื่อไม่เมน ที่อุณหภูมินี้ระบบไอของเหลวจะเข้าสู่สถานะ สมดุลความร้อนและจะคงอยู่ในนั้นนานเท่าที่ต้องการ ในเวลาเดียวกันกับกระบวนการระเหย การควบแน่นก็เกิดขึ้น ทั้งสองกระบวนการโดยเฉลี่ยให้กำลังใจซึ่งกันและกัน ในช่วงแรกหลังจากที่ของเหลวถูกเทลงในภาชนะและปิดแล้ว ของเหลวก็จะระเหยออกไปและความหนาแน่นของไอที่อยู่ด้านบนจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน จำนวนโมเลกุลที่กลับคืนสู่ของเหลวก็จะเพิ่มขึ้น ยิ่งความหนาแน่นของไอมากเท่าไร จำนวนโมเลกุลของไอก็จะกลับคืนสู่ของเหลวมากขึ้นเท่านั้น เป็นผลให้ในภาชนะปิดที่อุณหภูมิคงที่สมดุลแบบไดนามิก (เคลื่อนที่) จะถูกสร้างขึ้นระหว่างของเหลวและไอนั่นคือจำนวนโมเลกุลที่ออกจากพื้นผิวของของเหลวหลังจากเวลาที่แน่นอนร ช่วงเวลาที่จะเท่ากับค่าเฉลี่ยกับจำนวนโมเลกุลไอที่คืนสู่ของเหลวในช่วงเวลาเดียวกันข. ไอน้ำนะ การลอยตัวในสมดุลไดนามิกกับของเหลวเรียกว่าไออิ่มตัว นี่คือคำจำกัดความของขีดล่างหมายความว่าในปริมาตรที่กำหนดที่อุณหภูมิที่กำหนด ไอน้ำไม่สามารถมีปริมาณมากไปกว่านี้ได้

แรงดันไอน้ำอิ่มตัว .

จะเกิดอะไรขึ้นกับไอน้ำอิ่มตัวหากปริมาตรที่ใช้ลดลง? ตัวอย่างเช่น หากคุณบีบอัดไอน้ำที่อยู่ในสภาวะสมดุลกับของเหลวในกระบอกสูบใต้ลูกสูบ เพื่อรักษาอุณหภูมิของสิ่งที่อยู่ภายในกระบอกสูบให้คงที่ เมื่อไอน้ำถูกบีบอัด สมดุลจะเริ่มถูกรบกวน ในตอนแรก ความหนาแน่นของไอจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และโมเลกุลจำนวนมากจะเริ่มเคลื่อนจากก๊าซไปสู่ของเหลวมากกว่าจากของเหลวสู่ก๊าซ ท้ายที่สุดแล้วจำนวนโมเลกุลที่ออกจากของเหลวต่อหน่วยเวลานั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้นและการอัดของไอจะไม่เปลี่ยนจำนวนนี้ กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งสมดุลไดนามิกและความหนาแน่นของไอเกิดขึ้นอีกครั้ง ดังนั้นความเข้มข้นของโมเลกุลจึงรับค่าเดิมแทน ดังนั้นความเข้มข้นของโมเลกุลไออิ่มตัวที่อุณหภูมิคงที่จึงไม่ขึ้นอยู่กับปริมาตรของมัน เนื่องจากความดันเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของโมเลกุล (p=nkT) ตามคำจำกัดความนี้ว่าความดันของไออิ่มตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาตรที่มันครอบครอง ความดัน p n.p. ความดันไอซึ่งของเหลวอยู่ในสมดุลกับไอของมัน เรียกว่า ความดันไออิ่มตัว

การขึ้นอยู่กับความดันไออิ่มตัวกับอุณหภูมิ

ตามที่ประสบการณ์แสดงให้เห็น สถานะของไอน้ำอิ่มตัวนั้นอธิบายโดยประมาณโดยสมการสถานะของก๊าซในอุดมคติ และความดันของมันจะถูกกำหนดโดยสูตร P = nkT เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความดันไออิ่มตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาตร จึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น อย่างไรก็ตามการพึ่งพาพี.เอ็น. จาก T ซึ่งพบจากการทดลองไม่เป็นสัดส่วนโดยตรง ดังเช่นในก๊าซอุดมคติที่ปริมาตรคงที่ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันของไออิ่มตัวจริงจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าความดันของก๊าซในอุดมคติ (รูปที่.เส้นโค้งท่อระบายน้ำ 12) ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? เมื่อของเหลวถูกให้ความร้อนในภาชนะปิด ของเหลวบางส่วนจะกลายเป็นไอน้ำ เป็นผลให้ตามสูตร P = nkT ความดันไออิ่มตัวเพิ่มขึ้นไม่เพียงเนื่องจากอุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น แต่ยังเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโมเลกุล (ความหนาแน่น) ของไอด้วย โดยพื้นฐานแล้ว การเพิ่มขึ้นของความดันเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจะถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยการเพิ่มความเข้มข้นศูนย์กลาง ครั้งที่สอง (ความแตกต่างที่สำคัญในพฤติกรรมและก๊าซในอุดมคติและไอน้ำอิ่มตัวคือเมื่ออุณหภูมิของไอน้ำในภาชนะปิดเปลี่ยนแปลง (หรือเมื่อปริมาตรเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่) มวลของไอน้ำจะเปลี่ยนไป ของเหลวกลายเป็นไอบางส่วนหรือในทางกลับกันไอระเหยไปบางส่วนทสยา ไม่มีอะไรแบบนี้เกิดขึ้นกับก๊าซในอุดมคติ) เมื่อของเหลวระเหยหมดแล้ว ไอน้ำจะหยุดอิ่มตัวเมื่อได้รับความร้อนเพิ่มเติม และความดันที่ปริมาตรคงที่จะเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ (ดูรูปเส้นโค้ง ส่วนที่ 23)

เดือด.

การเดือดคือการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของสารจากของเหลวไปเป็นสถานะก๊าซ ซึ่งเกิดขึ้นตลอดปริมาตรของของเหลวทั้งหมด (ไม่ใช่แค่จากพื้นผิวของมันเท่านั้น) (การควบแน่นเป็นกระบวนการย้อนกลับ) เมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น อัตราการระเหยก็จะเพิ่มขึ้น ในที่สุดของเหลวก็เริ่มเดือด เมื่อเดือดจะเกิดฟองอากาศที่เติบโตอย่างรวดเร็วทั่วทั้งปริมาตรของของเหลวซึ่งลอยขึ้นสู่พื้นผิว จุดเดือดของของเหลวคงที่ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานทั้งหมดที่จ่ายให้กับของเหลวนั้นถูกใช้ไปเพื่อแปลงให้เป็นไอ การเดือดเริ่มต้นภายใต้เงื่อนไขใด

ของเหลวมักประกอบด้วยก๊าซละลาย ซึ่งปล่อยออกมาที่ด้านล่างและผนังของถัง รวมถึงฝุ่นละอองที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวซึ่งเป็นศูนย์กลางของการกลายเป็นไอ ไอของเหลวภายในฟองอากาศจะอิ่มตัว เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันไออิ่มตัวจะเพิ่มขึ้น และฟองอากาศจะมีขนาดเพิ่มขึ้น ภายใต้อิทธิพลของแรงลอยตัวพวกมันจะลอยขึ้นด้านบน หากชั้นบนของของเหลวมีมากขึ้น อุณหภูมิต่ำจากนั้นการควบแน่นของไอน้ำจะเกิดขึ้นเป็นฟองในชั้นเหล่านี้ ความดันลดลงอย่างรวดเร็วและฟองอากาศก็ยุบตัว การพังทลายเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนผนังของฟองสบู่ชนกันและทำให้เกิดบางสิ่งที่คล้ายกับการระเบิด การระเบิดขนาดเล็กจำนวนมากทำให้เกิดเสียงรบกวนที่มีลักษณะเฉพาะ เมื่อของเหลวอุ่นขึ้นเพียงพอ ฟองอากาศจะหยุดยุบและลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ของเหลวจะเดือด สังเกตกาต้มน้ำบนเตาอย่างระมัดระวัง คุณจะพบว่ามันเกือบจะหยุดส่งเสียงดังก่อนที่มันจะเดือด การขึ้นอยู่กับความดันไออิ่มตัวกับอุณหภูมิอธิบายว่าทำไมจุดเดือดของของเหลวจึงขึ้นอยู่กับความดันบนพื้นผิว ฟองไอสามารถเติบโตได้เมื่อความดันของไออิ่มตัวภายในนั้นเกินความดันในของเหลวเล็กน้อย ซึ่งเป็นผลรวมของความดันอากาศบนพื้นผิวของของเหลว (ความดันภายนอก) และความดันอุทกสถิตของคอลัมน์ของเหลว การเดือดเริ่มต้นที่อุณหภูมิซึ่งความดันไออิ่มตัวในฟองเท่ากับความดันในของเหลว ยิ่งแรงดันภายนอกมาก จุดเดือดก็จะยิ่งสูงขึ้น และในทางกลับกัน โดยการลดความดันภายนอก เราก็จะลดจุดเดือดลงด้วย คุณสามารถทำให้น้ำเดือดได้โดยการสูบอากาศและไอน้ำออกจากขวด อุณหภูมิห้อง. ของเหลวแต่ละชนิดมีจุดเดือดของตัวเอง (ซึ่งคงที่จนกว่าของเหลวจะเดือดหมด) ซึ่งขึ้นอยู่กับความดันไออิ่มตัว ยิ่งความดันไออิ่มตัวสูง จุดเดือดของของเหลวก็จะยิ่งต่ำลง

ความชื้นในอากาศและการวัด

มีไอน้ำอยู่ในอากาศรอบตัวเราเกือบตลอดเวลา ความชื้นในอากาศขึ้นอยู่กับปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ อากาศชื้นประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำในเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าอากาศแห้งความเจ็บปวด สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ ข้อความที่ได้ยินทุกวันในรายงานพยากรณ์อากาศ

เกี่ยวกับความชื้นสูงคืออัตราส่วนของความหนาแน่นของไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศต่อความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (แสดงให้เห็นว่าไอน้ำในอากาศใกล้จะอิ่มตัวแค่ไหน)

จุดน้ำค้าง

ความแห้งหรือความชื้นของอากาศขึ้นอยู่กับว่าไอน้ำใกล้จะอิ่มตัวแค่ไหน ถ้า อากาศเปียกเย็นจากนั้นไอน้ำในนั้นสามารถทำให้อิ่มตัวและจากนั้นก็จะควบแน่น สัญญาณว่าไอน้ำอิ่มตัวแล้วคือการปรากฏตัวของของเหลวควบแน่นหยดแรก - น้ำค้าง อุณหภูมิที่ไอระเหยในอากาศอิ่มตัวเรียกว่าจุดน้ำค้าง จุดน้ำค้างยังบ่งบอกถึงความชื้นในอากาศด้วย ตัวอย่าง: น้ำค้างที่ตกลงมาในตอนเช้า หมอกของกระจกเย็นๆ หากคุณหายใจเข้าไป การก่อตัวของหยดน้ำบนท่อน้ำเย็น ความชื้นในห้องใต้ดินของบ้าน ในการวัดความชื้นในอากาศจะใช้เครื่องมือวัด - ไฮโกรมิเตอร์ ไฮโกรมิเตอร์มีหลายประเภท แต่ประเภทหลักคือเส้นผมและไซโครเมตริก

« ฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10"

เมื่อแก้ไขปัญหา เราต้องจำไว้ว่าความดันและความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาตร แต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น สมการสถานะของก๊าซในอุดมคติสามารถนำไปใช้ในการอธิบายไอน้ำอิ่มตัวได้โดยประมาณ แต่เมื่อไอน้ำอิ่มตัวถูกบีบอัดหรือให้ความร้อน มวลของมันจะไม่คงที่

เมื่อแก้ไขปัญหาบางอย่างคุณอาจต้องใช้ค่าความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด ข้อมูลนี้จะต้องนำมาจากตาราง

ภารกิจที่ 1

ถังปิดที่มีปริมาตร V 1 = 0.5 m 3 มีน้ำที่มีมวล m = 0.5 กก. ภาชนะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ t = 147 °C ควรเปลี่ยนปริมาตรของถังเท่าใดจึงจะมีเฉพาะไอน้ำอิ่มตัวเท่านั้น ค่า pH ความดันไออิ่มตัว n ที่อุณหภูมิ t = 147 °C เท่ากับ 4.7 10 5 Pa

สารละลาย.

ไอน้ำอิ่มตัวที่ความดัน pH n มีปริมาตรเท่ากับโดยที่ M = 0.018 กิโลกรัม/โมล คือมวลโมลของน้ำ ปริมาตรของถังคือ V 1 > V ซึ่งหมายความว่าไอน้ำไม่อิ่มตัว เพื่อให้ไอน้ำอิ่มตัว ควรลดปริมาตรของถังลง

ภารกิจที่ 2

ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศในภาชนะปิดที่อุณหภูมิ t 1 = 5 °C เท่ากับ φ 1 = 84% และที่อุณหภูมิ t 2 = 22 °C จะเท่ากับ φ 2 = 30% ความดันไออิ่มตัวของน้ำที่อุณหภูมิ t 2 มากกว่าที่อุณหภูมิ t 1 กี่ครั้ง?

สารละลาย.

ความดันไอน้ำในถังที่ T 1 = 278 K คือ ที่ไหน p n n1 - ความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิ T1 ที่อุณหภูมิ T 2 = ความดัน 295 K

เนื่องจากปริมาตรคงที่ ตามกฎของชาร์ลส์

จากที่นี่

ภารกิจที่ 3

ในห้องที่มีปริมาตร 40 ม. 3 อุณหภูมิอากาศคือ 20 ° C ความชื้นสัมพัทธ์φ 1 = 20% ต้องระเหยน้ำมากแค่ไหนเพื่อให้ความชื้นสัมพัทธ์ φ 2 ถึง 50% เป็นที่ทราบกันว่าที่อุณหภูมิ 20 °C ความดันไออิ่มตัว рнп = 2330 Pa

สารละลาย.

ความชื้นสัมพัทธ์ จากที่นี่

ความดันไอที่ความชื้นสัมพัทธ์ φ 1 และ φ 2

ความหนาแน่นสัมพันธ์กับความดันด้วยความเท่ากัน ρ = Mp/RT ดังนั้น

มวลของน้ำในห้องที่มีความชื้น φ 1 และ φ 2

มวลน้ำที่จะระเหย:

ภารกิจที่ 4

ในห้องที่มีหน้าต่างปิดอยู่ที่อุณหภูมิ 15 °C ความชื้นสัมพัทธ์ φ = 10% ความชื้นสัมพัทธ์จะเป็นอย่างไรหากอุณหภูมิในห้องเพิ่มขึ้น 10 °C? ความดันไออิ่มตัวที่ 15 °C pH p1 = 12.8 มม. ปรอท ศิลปะ และที่ 25 °C pH p2 = 23.8 มม. ปรอท ศิลปะ.

เนื่องจากไอน้ำไม่อิ่มตัว ความดันบางส่วนของไอน้ำจึงเปลี่ยนแปลงไปตามกฎของชาร์ลส์ p 1 /T 1 = p 2 /T 2 จากสมการนี้ คุณสามารถกำหนดความดันของไอน้ำไม่อิ่มตัว p 2 ที่ T 2: p 2 = p 1 T 2 / T 1 ความชื้นสัมพัทธ์ที่ T 1 เท่ากัน