При какой относительной влажности воздуха выпадает роса

При какой относительной влажности воздуха выпадает роса

«Физика – 10 класс»

Вспомните, что такое пар и каковы его основные свойства.
Можно ли считать воздух газом?
Применимы ли законы идеального газа для воздуха?

Вода занимает около 70,8% поверхности земного шара. Живые организмы содержат от 50 до 99,7% воды. Образно говоря, живые организмы — это одушевлённая вода. В атмосфере находится около 13—15 тыс. км3 воды в виде капель, кристаллов снега и водяного пара. Атмосферный водяной пар влияет на погоду и климат Земли.

Водяной пар в атмосфере.

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озёр и рек, далеко не всегда является насыщенным. Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация. Но в воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара.

Содержание водяного пара в воздухе, т. е. его влажность, можно характеризовать несколькими величинами.

Плотность водяного пара в воздухе называется абсолютной влажностью.

Абсолютная влажность выражается, следовательно, в килограммах на метр кубический (кг/м 3 ).

Парциальное давление водяного пара.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нём тела.

Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара.

Парциальное давление водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления — паскалях или миллиметрах ртутного столба.

Так как воздух представляет собой смесь газов, то атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений всех компонент сухого воздуха (кислорода, азота, углекислого газа и т. д.) и водяного пара.

Относительная влажность.

По парциальному давлению водяного пара и абсолютной влажности ещё нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. А именно от этого зависит интенсивность испарения воды и потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, — относительную влажность.

Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению р_{н. п} насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

Относительная влажность воздуха обычно меньше 100 %.

При понижении температуры парциальное давление паров воды в воздухе может стать равным давлению насыщенного пара. Пар начинает конденсироваться, и выпадает роса.

Температура, при которой водяной пар становится насыщенным, называется точкой росы.

По точке росы можно определить относительную влажность воздуха.

Психрометр.

Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов. Мы расскажем об одном из них — психрометре.

Психрометр состоит из двух термометров (рис. 11.4). Резервуар одного из них остаётся сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружён полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идёт испарение и температура, показываемая термометром, окружённым влажной тканью, ближе к температуре, показываемой сухим термометром.

При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.

Значение влажности.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40—60%).

Как вы думаете, при каких условиях выпадает роса? Почему перед дождливым днём вечером на траве нет росы?

Очень важно знать влажность в метеорологии — в связи с предсказанием погоды. Хотя относительное количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1 %), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты. И наоборот, испарение воды сопровождается поглощением теплоты.

В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения процесса необходима определённая влажность.

Очень важно соблюдение режима влажности на производстве при изготовлении электронных схем и приборов, в нанотехнологии.

Хранение произведений искусства и книг требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. При большой влажности холсты на стенах могут провиснуть, что приведёт к повреждению красочного слоя. Поэтому в музеях на стенах вы можете видеть психрометры.

Источник: «Физика – 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Основы термодинамики. Тепловые явления – Физика, учебник для 10 класса – Класс!ная физика

При какой относительной влажности воздуха выпадает роса

1) име­ю­щей зна­че­ние от 50% до 100%

3) име­ю­щей любое зна­че­ние

В воздухе всегда присутствуют водяные пары, концентрация которых может быть различной. Опыт показывает, что концентрация паров не может превышать некоторого максимально возможного значения nmax (для каждой температуры это значение своё). Пары с концентрацией, равной n_max, называются насыщенными. С ростом температуры максимально возможная концентрация водяных паров также растёт. Отношение концентрации n

водяных паров при данной температуре к максимально возможной концентрации при той же температуре называется относительной влажностью, которая обозначается буквой f. Относительную влажность

принято измерять в процентах. Из сказанного следует, что f = (n/n_max) · 100%.

При этом относительная влажность не может превышать 100%.

Пусть при некоторой температуре t концентрация водяных паров в воздухе равна n, а относительная влажность меньше, чем 100%. Если температура будет понижаться, то вместе с ней будет уменьшаться и величина nmax, а значит, относительная влажность будет увеличиваться. При некоторой критической температуре относительная влажность достигнет значения 100% (в этот момент концентрация водяных паров станет максимально возможной при данной температуре). Поэтому дальнейшее понижение температуры приведёт к переходу водяных паров в жидкое состояние — в воздухе образуются капли тумана, а на предметах выпадут капли росы. Поэтому упомянутая выше критическая температура называется точкой росы (обозначается tр).

На измерении точки росы основано действие прибора для определения относительной влажности воздуха — конденсационного гигрометра. Он состоит из зеркальца, которое может охлаждаться при помощи какого-либо

устройства, и точного термометра для измерения температуры зеркальца. При понижении температуры зеркальца до точки росы на нём выпадают капли жидкости. Величину относительной влажности воздуха определяют по измеренному значению точки росы при помощи специальных таблиц.

Существует ещё одна разновидность тумана — ледяной туман. Он наблюдается при температурах ниже −(10 ÷ 15) °C и состоит из мелких кристалликов льда, которые сверкают либо в лучах солнца, либо в свете луны или фонарей. Особенностью ледяного тумана является то, что он может наблюдаться и при относительной влажности, меньшей 100% (даже менее 50%). Условием возникновения ледяного тумана при низкой относительной влажности является очень низкая температура (ниже −30 °C) и наличие обильных источников водяного пара (например, труб и сточных водоёмов

промышленных предприятий, печных труб жилых помещений, выхлопных труб мощных двигателей внутреннего сгорания и т. п.). Поэтому ледяной туман при низкой влажности наблюдается в населённых пунктах, на крупных железнодорожных станциях, на активно действующих аэродромах и т. п.

Строительные консультации, экспертизы, информация

• Главная
• Wiki-справочник
• Точка росы

Точка росы

Точка росы – точнее сказать: температура точки росы – это температура воздуха, при которой, находящаяся в нем газообразная вода (водяные пары) преобразуется в жидкое состояние – конденсат, или, проще говоря, точка росы – это температура, при которой выпадает конденсат.

Конденсат выпадает прямо в воздухе в виде тумана, когда температура самого воздуха понижается до точки росы и ниже или выпадает на какой-либо поверхности в виде росы – когда температура этой поверхности равна или ниже температуры точки росы воздуха ее окружающего.

ПРОЦЕСС ПОЯВЛЕНИЯ ТОЧКИ РОСЫ И ОБРАЗОВАНИЯ КОНДЕНСАТА

Максимальное количество влаги, которое воздух способен содержать в себе в форме газа (водяных паров) зависит от его температуры. Чем меньше температура воздуха, тем меньше водяных паров может удерживать в себе воздух, и наоборот. Таким образом, конденсат образуется в одном из двух случаев:

при любой влажности воздуха при понижении его температуры до точки росы;

при любой температуре воздуха при повышении влажности воздуха до максимально возможного значения, для которого данная температура является точкой росы.

Вероятность образования конденсата тем больше, чем ниже температура воздуха или температура окружающих его поверхностей и, чем больше количество водяных паров, содержится в воздухе.

АБСОЛЮТНАЯ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Количество водяных паров в воздухе оценивается значениями двух параметров:

абсолютной влажностью – количеством воды в граммах, содержащихся в одном кубическом метре воздуха (г/куб.м);

относительной влажностью – степенью насыщения воздуха водяными парами в процентах, относительно максимально возможного насыщения воздуха при данной температуре (%).

Для любого значения абсолютной влажности воздуха есть соответствующее значение температуры – точка росы, при которой, наступает максимальное насыщение воздуха влагой (относительная влажность достигает 100%).

Можно сказать и по-другому: любое значение температуры воздуха становится точкой росы, в тот момент, когда абсолютная влажность воздуха поднимается до предельных для этой температуры значений (относительная влажность достигает 100%).

В указанные моменты воздух уже не способен удерживать в себе воду в газообразной форме и «лишние» водяные пары выпадают в жидкой фазе прямо в воздухе (туман) или на холодные поверхности, окружающие воздух, в виде конденсата (росы).

График точки росы (100-процентной относительной влажности воздуха) в зависимости от абсолютной влажности воздуха

Источники:

http://class-fizika.ru/10_a200c.html
http://phys-oge.sdamgia.ru/problem?id=1234
http://acadomia.ru/wiki/%D2%EE%F7%EA%E0%20%F0%EE%F1%FB/