Испарение и конденсация, влажность воздуха

Как устранить сухость

В домах зимой наблюдается понижение влажности по причине применения отопительных приборов. Сухой микроклимат может установиться жарким летом, засушливой весной. Чтобы исправить ситуацию, в жилом помещении устанавливают емкость с водой, и по мере испарения подливают в нее воду.

Устраняет сухость аквариум, стоящий с открытой крышкой. Значительно повышает количество пара в воздухе кастрюля с кипящей водой. Поэтому на кухне бывает слишком душно, и там устанавливают вытяжки или открывают окно. Один из современных методов устранения сухости — применение увлажнителя воздуха.

В целом существует с десяток способов проконтролировать влажность воздуха и привести его в норму. Это создаст самые благоприятные условия для учебы, сна, занятий спортом, повысит работоспособность и улучшит самочувствие.

Измерительное устройство

Сегодня есть несколько типов бытового прибора для измерения влажности воздуха в комнатных помещениях или квартирах. Чем измеряют влажность воздуха в комнатах и определяют? Давайте подробнее рассмотрим все типы гигрометров.

Термогигрометр

Влажность воздуха возможно померить благодаря термогигрометру. Рассмотрим его работу. Он обладает сложной системой, поэтому он определяет не только уровень влаги, но и значение температуры внутри комнатного помещения. Также дополнительно данный аппарат проводит фиксацию значений состояния влаги и температурной величины в различных точках. То есть он сравнивает состояние двух показателей в месте, где он находится на этот момент, и в предыдущем помещении.

Прибор для определения влажности воздуха проводит синхронизацию значений, которые он получил в различных точках здания. Согласно этим показаниям термогигрометр дает общий результат значения влажности и температуры. Какими техническими характеристиками обладает он?

Рассмотрим технические характеристики термогигрометра. Длина провода составляет 150 сантиметров. Показатели изображаются как проценты, диапазон которых составляет от 0 до 90. Можно также приобрести в магазинах модели термогигрометров, которые являются беспроводными.

У данных моделей имеется дополнительная функция: когда состояние уровня влаги в комнате является критическим, измеряющий аппарат дает сигнал, который оповещает хозяина о плохой обстановке воздуха. Удобно пользоваться данным прибором (приборами) или измерителем, измеряя влажность в квартире.

Данным гигрометром вы сможете провести измерения температуры и влажности. Вы буквально будете участвовать в изменении домашней «погоды».

Психрометр

Полностью называется данный комнатный аппарат — психрометрический гигрометр. Как определить влажность воздуха в квартире с помощью психрометра? Они имеют два градусника. Один градусник имеет название «сухой», который выполняет стандартную работу – измерение температуры в помещении.

Другой термометр – увлажненный, потому что он находится внутри водяного сосуда, и обмотан фитилем из ткани. Он дает показатели температуры фитиля, который влажный. Значение данной температуры получается за счет испарения влажности. Если показатель влажности имеет низкий уровень, то испарение проводится гораздо быстрее. И наоборот.

Благодаря психрометру, вы сможете получить необходимую информацию о состоянии вашей комнаты, то есть определить влажность воздуха. Сегодня часто пользуются психрометром для контролирования влагосодержания.

Приборы: волосяной и пленочный

Волосяной прибор для измерения влажности воздуха в помещении достаточно легко устроен. Почему его так называют? Работа данного типа гигрометра ведется на основании волоса из синтетики, который является обезжиренным. Как узнать влажность воздуха на нем? Как измерить влажность воздуха в квартире благодаря волосяному устройству?

От изменения состояния воздуха, меняет и свою длину этот синтетический обезжиренный волос. Он натянут меж пружины и стрелочного конца. За счет колебания синтетического волоса осуществляется перемещение стрелки по пластинке с делениями (циферблат), которая и выдает общие значения уровня влаги в комнате. Обсудим «внутренности» аппарата.

Этот прибор для измерения влажности воздуха обладает большим охватом значений – от 0 до 100. Поэтому сведения о состоянии воздушного потока будут наиболее точными. Главная особенность его – это простота его работы. С ними легко обращаться, поэтому вы не будете мучиться с ним во время использования. Данный измеритель можно расположить на стене в комнате – это довольно удобно. Измерьте и узнайте данные о состоянии квартиры, которые будут у вас всегда перед глазами.

Есть другой тип гигрометра – это пленочный. Как проверить влажность воздуха в квартире с помощью него? Пленочный гигрометр состоит по-другому, поэтому и принцип функционирования отличается от волосяного. Главная отличительная особенность пленочного гигрометра – это наличие элемента, который является чувствительным. Данный компонент в устройстве – это органическая пленка. Принцип работы — органическая пленка может растягиваться, или наоборот, сжиматься – это зависит от состояния влажности воздуха в доме. Значение влажности также отображается на циферблате.

Если во влажном определенном помещении относительно низкие температуры, то рекомендуется использовать именно волосяной или пленочный гигрометры. Другие аппараты просто не подходят для определения уровня влажности в помещении, их практически не используют.

Вода в атмосфере. Испарение

На испарение воды с океанов, морей и суши затрачивается в среднем 23% солнечной радиации, приходящей на земную поверхность. Часть испарившейся влаги конденсируется над океаном, образует осадки и возвращается в океан, совершив так называемый малый круговорот.

Водяной пар, перенесенный воздушными течениями в глубь материков, также в конечном счете выпадает в виде жидких или твердых осадков. Осадки частью просачиваются в почву, образуя грунтовые воды, частью стекают через ручьи и реки в моря и океаны, завершая большой круговорот. Вода во всех видах в атмосфере и почве входит в число важнейших природных ресурсов, необходимых для человечества.

Другие важные факты

Газ в этом контексте называется насыщенным, когда давление водяного пара в воздухе находится при равновесном давлении пара для водяного пара при температуре смеси газа и водяного пара; жидкая вода (и лед при соответствующей температуре) не теряет массу из-за испарения при воздействии насыщенного воздуха. Это также может соответствовать возможности образования росы или тумана в пространстве, в котором отсутствует разница температур между его частями, например, в ответ на снижение температуры. Туман состоит из очень мельчайших капель жидкости, которые в основном удерживаются в воздухе за счет изостатического движения (другими словами, капли падают в воздухе с конечной скоростью, но, поскольку они очень малы, эта конечная скорость тоже очень мала, поэтому не посмотрите на нас, как будто они падают, и кажется, что их держат в воздухе).

Заявление о том, что относительная влажность ( RH  %) никогда не может быть выше 100  %, хотя и является довольно хорошим ориентиром, не является абсолютно точным без более сложного определения влажности, чем приведенное здесь. Образование облаков, при котором частицы аэрозоля активируются с образованием ядер конденсации облаков , требует перенасыщения воздушной посылки до относительной влажности чуть выше 100  %. Один из примеров меньшего масштаба можно найти в камере Вильсона в экспериментах по ядерной физике, в которой для выполнения своей функции индуцируется состояние пересыщения.

Для данной точки росы и соответствующей ей абсолютной влажности относительная влажность будет изменяться обратно пропорционально, хотя и нелинейно, с температурой . Это связано с тем, что парциальное давление воды увеличивается с ростом температуры — принцип работы всего, от фенов до осушителей .

Из-за растущего потенциала более высокого парциального давления водяного пара при более высоких температурах воздуха, содержание воды в воздухе на уровне моря может достигать 3% по массе при 30 ° C (86 ° F) по сравнению с не более чем примерно 0,5. % по массе при 0 ° C (32 ° F). Этим объясняется низкий (при отсутствии мер по добавлению влаги) влажность в отапливаемых конструкциях зимой, что приводит к сухости кожи , зуду в глазах и сохранению статических электрических зарядов. Даже при насыщении (100% относительная влажность) на открытом воздухе нагрев проникающего наружного воздуха, поступающего в помещение, увеличивает его влагоемкость, что снижает относительную влажность и увеличивает скорость испарения с влажных поверхностей в помещении (включая тела людей и домашние растения).

Точно так же летом во влажном климате большое количество жидкой воды конденсируется из воздуха, охлаждаемого в кондиционерах. Более теплый воздух охлаждается ниже точки росы, а избыток водяного пара конденсируется. Это то же самое явление, при котором капли воды образуются на внешней стороне чашки с ледяным напитком.

Полезное практическое правило состоит в том, что максимальная абсолютная влажность удваивается на каждые 20 ° F (11 ° C) повышения температуры. Таким образом, относительная влажность будет падать в 2 раза на каждые 20 ° F (11 ° C) повышения температуры, при условии сохранения абсолютной влажности. Например, в диапазоне нормальных температур воздух с температурой 68 ° F (20 ° C) и относительной влажностью 50% станет насыщенным при охлаждении до 50 ° F (10 ° C), его точки росы и 41 ° F (5 ° C). ° C) воздух с относительной влажностью 80%, нагретый до 68 ° F (20 ° C), будет иметь относительную влажность всего 29% и будет казаться сухим. Для сравнения, стандарт теплового комфорта ASHRAE 55 требует, чтобы системы, предназначенные для регулирования влажности, поддерживали точку росы 16,8 ° C (62,2 ° F), хотя нижний предел влажности не установлен.

Водяной пар является более легким газом, чем другие газообразные компоненты воздуха при той же температуре, поэтому влажный воздух будет подниматься вверх за счет естественной конвекции . Это механизм, стоящий за грозами и другими погодными явлениями. Относительная влажность часто упоминается в прогнозах погоды и отчетах, так как это показатель вероятности выпадения росы или тумана. В жаркую летнюю погоду он также увеличивает видимую температуру для людей (и других животных ), препятствуя испарению пота с кожи при повышении относительной влажности. Этот эффект рассчитывается как индекс тепла или humidex .

Устройство, используемое для измерения влажности, называется гигрометром ; тот, который используется для регулирования, называется гигростатом , а иногда и гигростатом . (Это аналогично с термометром и термостатом для температуры, соответственно)
.

Влажность воздуха − что это

Водяные пары – неотделимая часть атмосферы

Чтобы измерить их уровень, применяют понятие абсолютной важности. Это массовая доля содержания H2O на один кубометр газового состава

Если температура окружающей среды находится в пределах 0°C, этот показатель равняется 5 г/м³. Как только температура воздуха повышается, процентное соотношение влаги, уходящей в атмосферу, увеличивается.

Под относительной влажностью (RH) понимают количество частиц водяного пара в воздухе в определённых температурных условиях. При 100% влажности на поверхностях внутри жилого помещения образуется конденсат, а на улице выпадают осадки. На улице и в квартире нормальная влажность воздуха отличается. В окружающей среде она меняется из-за смены сезонов: в тёплое время она выше, в зимнее – ниже. Перепады данной величины обусловлены температурным воздействием.

Идеальный показатель насыщенности атмосферы водяными парами – это тот, при котором человек ощущает себя комфортно.

Следите за влажностью воздуха?

Да, постоянно
11.11%

Нет
77.78%

Периодически
11.11%

Проголосовало: 9

На что влияет влияет влажность воздуха

При сильном отклонении от норм в большую сторону возникает множество проблем.

Повышенная влажность и тепло – отличная среда для размножения спор грибка. Чаще всего черными и зелеными пятнами покрываются углы и стены в ванной комнате, на кухне, в туалете. Люди с ослабленным иммунитетом и дети, проживающие в таких квартирах, подвержены аллергии, частым респираторным заболеваниям. Сырая комната для астматика опасна тем, что при длительном нахождении в ней частота приступов увеличивается.

Если влаги в воздухе больше, чем нужно, в летний зной и жару такое помещение становится настоящей сауной. Это чревато развитием перегрева или теплового удара.

При чрезмерно низком уровне RH человек страдает не меньше.

• Сухость слизистых оболочек. Сопровождается зудом, раздражением носовой полости и глаз, першением в горле, кашлем.
• Трудности с дыханием. Из-за пересыхания носоглотки организм становится подвержен бактериям и вирусам, носовым кровотечениям, бронхиальной астме.
• Пересыхание кожных покровов. Проявляется шелушением, сухостью, раздражением, краснотой кожи, появлением ранних мелких морщин на лице и теле из-за нарушенного водного баланса эпидермиса. Особенно тяжело сухой воздух переносят люди с псориазом и прочими дерматологическими недугами.
• Пересыхание волос – они становятся безжизненными, пересушенными, секущимися.

Величины измерения влажности газа

Для обозначения содержащейся в воздухе влаги используются следующие величины:

абсолютная влажность воздуха

масса водяного пара, содержащаяся в единице объёма воздуха, т.е. плотность содержащегося в воздухе водяного пара, [г/м³ ]; в атмосфере колеблется от 0,1-1,0 г/м³ (зимой над материками) до 30 г/м³ и более (в экваториальной зоне);

максимальная влажность воздуха (граница насыщения) 

количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при определенной температуре в термодинамическом равновесии (максимальное значение влажности воздуха при заданной температуре), [г/м³ ]. При повышении температуры воздуха его максимальная влажность увеличивается;

давление пара

давление, которое оказывает водяной пар, содержащийся в воздухе (давление водяного пара как часть атмосферного давления), ;

дефицит влажности

разница между давлением насыщенного пара и давлением пара , то есть между максимальной и абсолютной влажностью воздуха [г/м³ ];

относительная влажность воздуха

отношение давления пара к давлению насыщенного пара, то есть абсолютной влажности воздуха к максимальной ;

точка росы

температура газа, при которой газ насыщается водяным паром °C. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха (газа) появляется конденсат. Таким образом, хотя роса и не выпадает при температуре −10 или −50°C, выпадает изморозь, иней, лёд или снег, точка росы в −10 или −50°C существует и соответствует 2,361 и 0,063 г воды на 1м³ воздуха или другого газа под давлением одна атмосфера;

удельная влажность

вес водяного пара в граммах на килограмм увлажненного воздуха [г/кг], то есть отношение масс водяного пара и увлажненного воздуха;

температура мокрого термометра

температура, при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Относительная влажность газа при этом составляет 100%, влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной.

соотношение компонентов смеси (содержание водяного пара)

вес водяного пара в граммах на килограмм сухого воздуха [г/кг], то есть соотношение масс водяного пара и сухого воздуха.

Влажность и метеорология — несколько простых примеров

Приведем несколько простых примеров, которые покажут как ВВ может помочь нам ориентироваться в окружающем мире.

• Если абсолютная влажность уменьшается, вероятнее всего погода будет улучшаться.
• Ждите ясную погоду если относительная влажность к вечеру возрастает.
• Ждите осадки если заметно растут влажность и температура, а давление понижается. Летом возможны грозы.
• Если абсолютная влажность в течении суток изменялась не сильно и в соответствии с температурой. То вероятнее всего погода будет хорошей.
• Жди улучшения погоды если относительная влажность меняется резко.

Влажность воздуха и погода в народных приметах

• Соль стало сырой и влажной — жди осадков.
• Когда у музыкальных инструментах струны натянуты — жди сухую погоду, и наоборот.
• Волосы на голове становятся более мягкими — жди осадков.

Принцип работы и виды устройств

Работа гигрометров основана на вариациях физических параметров различных материалов. При изменении количества паров в воздухе, меняются свойства: плотность, вес, длина и другие рабочие параметры веществ. Регистрируя изменения физических характеристик материалов, можно делать выводы о количестве паров в воздухе.

Волосной и пленочный влагомеры

Простейшие механизмы приборов, анализируя физические свойства материалов, позволяют безошибочно определить количество паров в воздухе.

Волосное устройство состоит из синтетического обезжиренного волоса, основания со шкалой, стрелки и шкива. При увеличении или уменьшении паров, сила натяжения волоса меняется, шкив проворачивается, меняя положение стрелки на шкале со значениями.

Раритетные и эксклюзивные модели волосных гигрометров действуют исключительно по законам механики, поэтому не требуют внешнего источника питания

Такой измеритель действует в диапазоне от 30 до 80%. Сейчас он практически не используется, поскольку существуют другие модели, имеющие больший диапазон работы.

В пленочном влагомере в качестве чувствительного элемента выступает органическая пленка, присоединенная к шкиву. При изменении показателя влажности, усиливается или уменьшается натяжение пленки, что приводит к движению шкива, который меняет угол наклона стрелки.

Указатель двигается по дугообразному циферблату, показывая процент влажности воздуха в помещении.

Оба механизма действуют по законам механики, поэтому могут точно измерить влагу в помещениях, где держится низкая температура, до 0 °С.

Весовой и конденсационный измерители

С помощью весового гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха. Такое устройство используется для лабораторных опытов, поэтому для домашнего использования в помещениях не подойдет.

Конденсационный измеритель резюмирует наиболее точные данные. Конструкция такого прибора состоит из плоской поверхности, на которой оседает влага, термометра, определяющего момент образования конденсата и пучка света, улавливающего появление первого конденсата. Рабочий диапазон измерителя от 0 до 100%.

Конденсационный прибор имеет большие габариты. Для приведения устройства в действие, применяется резиновая груша, поэтому такие влагомеры используются только в лабораториях

Данные механизмы генерируют результаты с высокой точностью, что необходимо для исследований, но не в качестве домашних измерителей влажности воздуха.

Механический и электрический приборы

Механический или керамический влагомер работает посредством электрического сопротивления массы. Поскольку в составе керамической массы содержится кремний и каолин с частицами металла, полученная смесь меняет сопротивление после изменения влажности воздуха.

За счет этого при различном содержании пара, стрелка на приборе меняет положение, отражая влажность воздуха.

Данный механизм работы позволяет делать керамические приборы компактными, поэтому они пользуются спросом для измерения влажности воздуха в быту.

Электронный или комнатный гигрометр – современный высокоскоростной прибор для определения влажности воздуха в помещении.

В конструкции могут быть использованы следующие принципы действия:

• измерение электропроводности окружающего воздуха;
• оптоэлектронный метод, с измерением точки росы;
• измерение электрического сопротивления полимеров и солей;
• анализ емкости конденсата.

Цифровой влагомер работает при помощи микросхем, поэтому расчеты производятся в течение нескольких секунд, а выходные данные имеют минимальную погрешность.

Точные показания электронного гигрометра возможны при отсутствии сквозняка. Некоторые модели допускают колебания до 2 м/с, чтобы это учесть, необходимо предварительно ознакомиться с технической документацией

При определении влажности воздуха устройствами данного типа, необходимо учитывать температуру окружающей среды. Малейшие отклонения от стационарных условий влияют на конечные показатели, поэтому перед непосредственным измерением уличные двери должны быть закрыты в течение 15 минут.

Кроме температурных колебаний на работу устройств влияет близость нагревательных приборов. Поэтому при размещении гигрометров любого типа учитывайте близость радиаторов и размещайте их на противоположной стене или столике, расположенном на значительном расстоянии от обогревателей.

Абсолютная и относительная влажность

Прежде всего, нужно вспомнить некоторые определения из школьного курса физики. Влажность – это физическая величина, определяющая содержание в воздухе воды.

Для оценки влажности атмосферного воздуха применяют два основных показателя. Количество водяных паров в одном кубическом метре воздуха называют абсолютной влажностью или плотностью водяных паров в воздухе.

После прогулок под мелким моросящим дождем невольно задумаешься, а можно ли у себя в квартире искусственно создать такую же полезную воздушную среду

По данному параметру еще не определишь, насколько воздух влажен или сух. Его нужно сравнить с максимально возможной влажностью воздуха при данной температуре. Результат этого сравнения покажет, насколько далек воздух от полного насыщения водяными парами, или, наоборот, насколько близок к максимальной влажности.

Если воздух далек от насыщения, он считается сухим, а влажность низкой. Если воздух близок к полному насыщению водой, он считается влажным, а влажность высокой

Относительная влажность воздуха сообщает, какую долю плотность водяных паров при данной температуре составляет от максимальной плотности насыщенных водяных паров и выражается в процентах.

Выводы

1. Парциальное давление – это давление одного газа из смеси. Парциальное — от итальянского «парцио» — часть чего-то целого.
2. Если сложить все парциальные давления, получим общее давление смеси газов.
3. Воздух – это смесь газов. Давление воздуха — это сумма парциальных давлений всех газов, составляющих воздух.
4. В воздухе даже при отрицательной температуре содержится водяной пар. Измеряя количество этого пара, мы будем измерять влажность воздуха.
5. Чем выше температура, тем больше водяного пара воздух сможет удержать. Конечно, если добавить в воздух этот водяной пар.
6. Выделяют два вида влажности воздуха — абсолютную и относительную.
7. Абсолютную влажность указывают с помощью плотности водяного пара или же с помощью парциального давления водяного пара.
8. Приборы для измерения влажности называют гигрометрами. Широко используют конденсационные, волосные и психрометрические гигрометры.
9. Психрометрический гигрометр сокращенно называют психрометром.
10. Самодельный психрометр можно изготовить из двух одинаковых бытовых термометров. Один термометр назовем влажным, второй — сухим.
11. Относительную влажность можно определить, пользуясь психрометром и психрометрической таблицей.
12. Сначала измеряем температуру воздуха, а после — относительную влажность воздуха.
13. Относительная влажность – это дробная величина. Ее указывают в процентах. В числителе дроби – плотность пара, имеющегося в воздухе, в знаменателе – максимальная при этой температуре плотность пара, т. е. плотность насыщенного при этой температуре пара.
14. Абсолютная и относительная влажность воздуха связаны. Зная температуру воздуха и одну из влажностей, можно определить вторую влажность (по абсолютной можно определить относительную и наоборот). Для этого используйте таблицу плотностей водяного пара при различных температурах.