Лабораторна робота №8
Визначення абсолютної і відносної
Студент повинен вміти: Користуватися приладами для визначення вологості повітря, визначати абсолютну, максимальну і відносну вологість різними методами.
До складу атмосфери Землі входить водяна пара, що утворюється при випаровуванні води з усіх водойм, з рослинного покриву, при диханні тварин і т.д.
Для кількісної характеристики водяної пари в повітрі вводяться такі поняття:
1. Абсолютна вологість f - фізична величина, що чисельно дорівнює масі водяної пари, що міститься в одиниці об'єму повітря при даній температурі і виражається в г / м 3. Так як щільність пара пропорційна його тиску, то абсолютну вологість часто характеризують пружністю (парціальним тиском) водяного пара і вимірюють в мм.рт.ст. Дійсно, з рівняння Менделєєва - Клайперона тиск
2. Максимальна вологість F - фізична величина, що чисельно дорівнює масі водяної пари, необхідного для насичення 1 м3 повітря при даній температурі. Вимірюється також в г / см 3 або в мм рт. ст.
3. Відносна вологість Е - відношення абсолютної вологості до максимальної вологості при тій же температурі, тобто
Відносна вологість вимірюється у відсотках і характеризує ступінь насичення повітря водяною парою.
4. Дефіцит вологості D - різниця між максимальною і абсолютною вологістю, яка вказує, яка кількість водяної пари не вистачає для того, щоб повітря при даній температурі був насиченим
Для медицини важливо знати як абсолютну, так і відносну вологість повітря.
Наприклад, випаровування води з поверхні шкіри залежить від відносної вологості, тому що чим більше різниця між абсолютною і максимальною вологістю, тобто чим більше дефіцит вологості, тим швидше йде випаровування.
Розглядаючи випаровування води легкими, слід враховувати абсолютну вологість, тому що з легких видихається майже повністю насичений водяною парою повітря при температурі приблизно 30 о С. Кількість пара, яким повітря насичується в легенях, залежить від абсолютної вологості вдихуваного повітря. Нормальною для життя людини вважається відносна вологість від 40% до 60%.
Для вимірювання абсолютної і відносної вологості повітря існує кілька методів.
Метод безпосереднього вимірювання.
Сутність даного методу полягає в наступному. Пропустивши певний обсяг повітря через речовина, що поглинає пари води, визначають збільшення маси цієї речовини. Ця надбавка і є маса поглинається пара. Цей спосіб є найбільш точним, але дуже громіздким і на практиці застосовується рідко.
Визначення вологості повітря за допомогою
Гігрометр Ламбрехт - прилад конденсаційного типу. Він складається з невеликої металевої циліндричної камери з нікельованої передньою стінкою, оточеній таким же кільцем. У циліндричної камері є отвори, в одне з них вставляється термометр і через нього, за допомогою піпетки наливається ефір в такій кількості, щоб рідина покривала кулька термометра; інший отвір служить для виходу повітря, у третю впаяна металева трубочка, яка доходила майже до самого дна. За допомогою гумової груші в цю трубочку повільно вдувається повітря, який проходить через шар ефіру. При швидкому випаровуванні ефіру відбувається охолодження стінки камери і при деякій температурі, нижче кімнатної, водяна пара, що знаходиться в прилеглому до стіни шарі повітря, стане насиченим і почне конденсуватися на поверхні камери.
Температура, при якій водяна пара, що знаходиться в повітрі, стає насиченим, називається точкою роси.
У момент появи перших ознак роси (потускнение поверхні) припиняють продування повітря і швидко відраховують температуру t1 по термометру - точка появи роси. Через деякий час потускнение починає зникати з поверхні 3 і в момент його зникнення відраховують температуру t2 зникнення роси. Зазвичай температура t1 трохи нижче t2. За температуру точки роси береться середнє з цих двох відліків:
Точку роси визначають не менше 5 разів і розраховують її середнє значення. Абсолютна вологість f визначається з таблиці залежності тиску і щільності насиченої водяної пари від температури точки роси (tср). Максимальна вологість визначається по тій же таблиці, але при кімнатній температурі. Знаючи абсолютну і максимальну вологість знаходимо за формулою (1) відносну вологість і дефіцит вологості за формулою (2).
Визначення вологості повітря аспіраційних
Вологість повітря може бути також визначена за показаннями психрометра і Психрометричний таблицями. Психрометричний метод визначення вологості заснований на залежності швидкості випаровування води від вологості навколишнього повітря. Психрометр Ассмана складається з двох однакових термометрів, резервуари яких з метою захисту від випромінювання навколишніх тіл поміщені всередині відкритих металевих двохстінних трубочок.
Резервуар одного з термометрів обмотаний батистом, який змочується водою. Обертанням вентилятора в прилад засмоктується повітря, який обтікає резервуари термометрів, проходить по повітропровідної трубках і викидається назовні. Сухий термометр буде показувати температуру повітря t1. а вологий - температуру t2. Внаслідок випаровування води з поверхні батисту температура t2 буде менше t1 і різниця між ними тим більше, чим менше відносна вологість повітря.
Абсолютну вологість f розраховують за формулою:
Р1 - тиск насичених парів при температурі t2 випаровується рідини; і визначається за таблицею 1;
А0 - постійна психрометра і А0 = 0,0013 г / град;
Н0 - атмосферний тиск, виражене в міліметрах ртутного стовпа;
t1 - температура сухого термометра.