Предоставить объяснение почему температура влажного воздуха меньше чем сухого

Обновлено: 02.07.2024

Психрометром называют прибор, который применяется для измерения влажности воздуха.

Чаще всего психрометры используют для определения показателей относительной влажности воздуха. Такие показатели важны во многих сферах производства, например, там, где используется весовое оборудование, чтобы определить точность показателей или доказать необходимость использования весов влагозащищенных.

Наиболее простым из всех психрометром является психрометр Августа. Этот прибор состоит из двух термометров, которые укреплены на штативе, а также с небольшого резервуара для воды. На один из термометров надевается специальный колпачок из тонкой материи (батиста). Конец материи опускается в резервуар с водой. Этот термометр получил название влажного. Второй термометр остается свободным и называется сухим. Влажный термометр, когда ткань смочена, будет показывать более низкую температуру, чем сухой. Это происходит из-за того, что затрачивается некоторое количество тепла на испарение воды с влажного термометра. Следует учитывать, что чем меньше в окружающем воздухе водяных паров, тем интенсивнее испаряется с влажного термометра и тем большей, в результате, будет разница температур между показаниями двух термометров.

Абсолютную и относительную влажность определяют по специальным формулам, но существуют готовые психометрические таблицы, которые значительно упрощают все расчеты и вычисления. В психометрических таблицах находят величину относительной влажности по отсчетам показателей влажного и сухого термометров.

Для измерения влажности психрометр Августа подвешивают на необходимом месте, смачивают тканевый колпачок и через 10 минут можно производить отсчеты показателей. Однако существует и серьезный недостаток: на показатели данного типа психрометра влияет движение воздуха. Этот недостаток был устранен в психрометрах аспирационного типа.

Аспирационный психрометр Асмана

В психрометре Асмана влажность определяется так же, как и в психрометре Августа: на основе разницы температур, которые показывает влажный и сухой термометры. Но существует и кардинальное отличие – психрометр Асмана в пространстве, которое окружает термометры, имеет постоянную скорость движения воздуха.

Оба термометра в таком психрометре погружены в металлические трубки нижними концами. Эти трубки снизу открыты, а сверху соединяются в одну цилиндрическую трубку. Но это еще не все, трубка содержит в себе еще и внутреннюю трубку, в которой есть ртутный резервуар термометра. Конец соединенной трубки соединен с небольшим вентилятором, который приводится в движение от заводной пружины и создает постоянное движение воздуха.

Вычисление относительной и абсолютной влажности можно произвести с помощью формул или воспользовавшись специальной психометрической таблицей.

Измерение влажности с помощью психрометра Асмана проводится через 3-5 минут после того, как специальной пипеткой будет смочен влажный термометр и специальным ключом заведен вентилятор. Этот тип психрометров является наиболее точным и удобным прибором для измерения влажности.

Вообще все современные психрометры делятся на три категории:

Для описания состояния влажного воздуха используют три температурных параметра:

— температуру по сухому термометру,

  • — температуру точки росы,
  • — температуру по мокрому термометру.

Рассмотрим, чем они различаются.

Температура по сухому термометру

Температура по сухому термометру (/) — эта та температура воздуха, которую непосредственно измеряют с помощью термометра.

В быту для этого используют ртутный или спиртовой термометр (градусник). В технике для этих целей применяют термопары или датчики температуры.

То есть температура по сухому термометру — это научное название обычной температуры воздуха.

Температура точки росы

Если влажный воздух охлаждать при неизменном влагосодержании, процесс может протекать до тех пор, пока температура воздуха не понизится до температуры насыщения, т.к. при дальнейшем охлаждении воздуха из него начнет выпадать влага.

Температура, соответствующая состоянию насыщения влажного воздуха при заданном значении влагосодержания, называется температурой точки росы [1.4].

Температура точки росы (/,,) является предельной температурой, до которой можно охлаждать влажный воздух при постоянном влагосодержании без выпадения конденсата.

При дальнейшем охлаждении воздуха при положительных температурах из него начнет выпадать влага (конденсат) в виде капель (росы). Именно из-за этого параметр и получил такое название.

Если на какой-то поверхности образуются капельки конденсата, то это означает, что температура этой поверхности ниже температуры точки росы окружающего воздуха.

Запотевший стакан с прохладительным напитком, покрытые ледяным узором окна, роса на траве и листьях деревьев — все эти явления связаны с температурой точки росы воздуха.

Температура точки росы (точка росы) может быть определена экспериментально путем измерения температуры охлаждаемой зеркальной металлической пластины, омываемой воздухом, в момент начала появления росы на зеркальной поверхности.

На рис. 1.9 приведена номограмма для определения температуры точки росы по относительной влажности воздуха и температуре воздуха по сухому термометру (при нормальном давлении).

Разница сухого и влажного термометра

Рис. 1.9. Номограмма для определения температуры точки росы

Температуру точки росы воздуха необходимо знать для правильного проектирования процессов обработки воздуха, прежде всего его охлаждения.

Если воздух контактирует с поверхностью, имеющей температуру ниже, чем температура воздуха по сухому термометру, но выше, чем температура точки росы воздуха, происходит охлаждение воздуха без осушения, т.е. температура воздуха уменьшается, а влагосодержание остается неизменным (рис. 1.10).

Помещая в поток воздуха поверхность, имеющую температуру ниже, чем температура точки росы воздуха, мы вызываем конденсацию влаги на этой поверхности.

Воздух, проходящий вдоль поверхности, при этом не только охлаждается, но и осушается, т.е. температура и влагосодержание воздуха уменьшаются (рис. 1.11).

Именно процесс охлаждения с осушением реализуется в поверхностных воздухоохладителях, где температура теплообменной поверхности воздухоохладителя поддерживается ниже температуры точки росы входящего воздуха.

Тем самым в воздухоохладителе создаются условия для выпадения конденсата из воздуха, и воздух, проходя через воздухоохладитель, не только охлаждается, но и осушается, уменьшая свое влагосодержание.

Разница сухого и влажного термометра

Рис. 1.11. Охлаждение воздуха с осушением

Универсальный цифровой термометр.

Разница сухого и влажного термометра

Предлагаемое Вашему вниманию устройство разрабатывалось в качестве домашнего термометра для одновременного контроля температуры в помещении и на улице. Кроме измерения температурных параметров, на дисплей выводится информация о текущем времени и дате.
В качестве датчиков контроля температуры, применены широко распространенные DS18B20. Один датчик устанавливается внутри помещения, другой – снаружи. Принципиальная схема представляет собой микроконтроллер, который управляет 4-х строчным символьным ЖКИ – индикатором и часами реального времени DS1307. Часы реального времени включены по типовой схеме – стабилизация частоты осуществляется кварцевым резонатором 32768 Гц, в качестве резервного источника питания применён литиевый элемент напряжением 3В. Управление от микроконтроллера проводится по шине I2C, реализация данного интерфейса в микроконтроллере – программная. Питание устройство получает от внешнего источника 7-14В через стабилизатор LM7805. С этого же стабилизатора напряжение подаётся на датчики температуры DS18B20. Управление подсветкой индикатора производится кнопкой S4. По умолчанию (после включения устройства) подсветка включена.
Внимание! Проверяйте назначение выводов 1 (общий) и 2 (+5В) используемого ЖКИ. У некоторых производителей индикаторов они могут располагаться наоборот! Неправильное подключение источника питания может вывести ЖКИ из строя!

В принципе, для измерения двух каналов температуры и вывода на дисплей времени и даты, можно было бы использовать и более простой микроконтроллер, например, 16F628A. Однако, в дальнейшем планировалось дополнить устройство датчиками контроля влажности, давления и т.д . Исходя из этого, выбор микроконтроллера и разработка печатной платы выполнялись с "запасом" под новые версии прошивок и введение дополнительных функций.
Настройка режима часы/дата: Нажать и удерживать более трёх секунд кнопку S1.После звукового сигнала отпустить кнопку, на дисплее в позиции часов появится курсор. Кнопкой S2 устанавливается нужное значение, а кнопкой S1 осуществляется переход часы-минуты-число-месяц-день.

Разница сухого и влажного термометра

Разница сухого и влажного термометра

В следующей версии прошивки была добавлена функция измерения влажности в помещении. Переключение в режим влажности осуществляется при помощи кнопки S3. Вводимые в схему новые элементы выделены красным цветом. В микроконтроллер для работы с данной функцией необходимо залить версию прошивки 1.1.

Разница сухого и влажного термометра

В большинстве случаев для измерения влажности применяют емкостные датчики, например, HIH-4000. Однако в основу измерения влажности в данном устройстве положен несколько иной принцип – психрометрический метод.
Данный метод основан на измерении разности двух температур. Прибор, который работает на этом принципе, называется психрометр и состоят из двух термометров. Один термометр "сухой", другой – "влажный". Для того, что бы второй термометр был влажным, он оборачивается в хлопчатобумажную ткань, которая опускается в воду и является постоянно влажной за счёт капиллярного эффекта. Испаряясь, вода охлаждает влажный термометр. В результате этого получается разница между показаниями "сухого" и "влажного" термометров. Исходя из разницы температур "влажного" и "сухого термометров", и температуры "сухого" термометра – т.е. температуры в помещении, по специальным таблицам, которые называются психометрическими (табл.1) определяют относительную влажность воздуха.

In the practice of designing and setting up ventilation and air conditioning systems and cold centers for buildings for various purposes, knowledge of the theoretical and practical foundations of issues related to air humidity is required. We bring to the attention of our readers an article on the basics of this section of air conditioning. The topic is supposed to be developed in the next issue of the magazine.

В практике проектирования и наладки систем вентиляции и кондиционирования воздуха и хладоцентров зданий различного назначения необходимы знания теоретических и практических основ вопросов, касающихся влажности воздуха. Предлагаем вниманию читателей статью об основах данного раздела кондиционирования воздуха. Развить тему предполагается в следующем номере журнала.

Н. Кондрашин, инженер


Абсолютная и относительная влажность

Влажность воздуха характеризуют два основных параметра – абсолютная и относительная влажность. При разных температурах воздух может поглощать разное количество влаги: чем выше температура, тем больше влаги может содержаться в воздухе. Абсолютная влажность описывает точное количество влаги, содержащейся в воздухе в граммах воды на килограмм воздуха. Относительная влажность показывает, какое количество влаги относительно максимально возможного для этой температуры содержится в воздухе. Поэтому летом при температуре +25 °C и относительной влажности 30 % в воздухе присутствует значительно больше влаги, чем зимой при температуре –5 °C и относительной влажности 80 %. Нагревание воздуха приводит к уменьшению его относительной влажности, при этом значение абсолютной влажности остается тем же самым.

Для каждого значения давления существует определенная точка, при которой воздух становится неспособным поглотить большее количество влаги. Эта температура называется температурой насыщения, или точкой росы. Если понизить температуру воздуха ниже точки росы, из воздуха начинает выпадать конденсат. Предположим, что у нас есть закрытый сосуд, температура воздуха в котором составляет +20 °C. Абсолютная влажность этого воздуха составляет 10 г/кг, а относительная влажность – 70 %. На основе этих данных можно определить по психрометрической диаграмме, что при снижении температуры воздуха на 6 °C или повышении абсолютной влажности на 5 г/кг воздух достигнет точки росы, а стенки сосуда с внутренней стороны запотеют – на них появится конденсат.

Психрометрическая диаграмма (диаграмма Молье)

Психрометрическая диаграмма, разработанная в 1923 году немецким теплотехником Ричардом Молье, наглядно показывает, как изменяется состояние влажного воздуха в результате нагревания, увлажнения, осушения и охлаждения. Также по этой диаграмме можно выполнять расчеты: изменение параметров воздуха в процессах определяется графическим способом. На психрометрической диаграмме отображаются все параметры, которые необходимы для описания состояния воздуха: температура – t, °C, абсолютная влажность – x, г/кг, относительная влажность – %, удельная энтальпия – h, кДж/кг, плотность – ρ, кг/м 3 . Для удобства использования психрометрическая диаграмма построена в косоугольной системе координат: ось абсцисс повернута по часовой стрелке таким образом, чтобы изотерма (линия постоянной температуры) t= 0 °C в области ненасыщенного влажного воздуха стала горизонтальной.


Линии, соответствующие постоянному значению удельной энтальпии h, проходят слева направо и сверху вниз. Линии, обозначающие постоянное влагосодержание x, располагаются вертикально. Горизонтальная ось, на которую нанесены значения влагосодержания х, не проходит через начало координат – так диаграмма становится более наглядной. В качестве второй оси абсцисс можно использовать кривую парциального давления водяного пара, которое зависит только от влагосодержания x и давления воздуха p. На проходящие под наклоном вниз линии нанесены значения удельной энтальпии h. На диаграмме также показаны кривые относительной влажности. Чтобы определять изменения параметров было проще, на диаграмму могут быть нанесены дополнительные линии (Δhx), например для отслеживания изменений при паровом увлажнении воздуха. Изотермы проходят в области ненасыщенного воздуха с небольшим наклоном. После точки насыщения (относительная влажность = 1) линии направлены вниз, поскольку при достижении максимального паросодержания дополнительная вода может присутствовать в воздухе только в жидкой фазе в виде небольших капель (тумана). В зоне тумана изотерма отличается от проходящей через точку насыщения изоэнтальпы (линии постоянной энтальпии) только на небольшое значение энтальпии, вносимое влагой в виде тумана. В области ненасыщенного воздуха проходят кривые постоянной относительной влажности, равномерно разделенные соответствующими изотермами в диапазоне от 0 до 1. На диаграмме видно, что относительная влажность всегда снижается при нагревании воздуха, если влагосодержание x при этом остается постоянным.

Нагрев при постоянной абсолютной влажности

Адиабатическое увлажнение воздуха (распыление или испарение воды)

Если распыление или испарение воды осуществляется без подвода тепла, то затрачиваемая на испарение энергия забирается из окружающего воздуха, и воздух охлаждается. Так как процесс охлаждения проходит в адиабатических условиях, т. е. без потерь тепла и подвода его извне, он называется адиабатическим охлаждением. На психрометрической диаграмме точное направление, в котором происходит процесс охлаждения во время увлажнения, может быть определено на основе характеристики (Δh/(Δx. Расчет характеристики (Δh/(Δx: (Δh = изменение энтальпии, кДж/кг; (Δx = изменение влагосодержания, г/кг.


Принцип адиабатического увлажнения используют системы увлажнения различных типов: ультразвуковые, оросительные (сотовые), форсуночные низкого и высокого давления. Системы различных типов имеют свои особенности и ограничения для применения.

Изотермическое увлажнение (увлажнение с помощью пара)

Если увлажнение воздуха осуществляется паром, то температура, как правило, остается неизменной, поскольку водяной пар не обменивается энергией с воздухом – подведения теплоты для испарения воды уже не требуется. Расчет характеристики (Δh/(Δx выполняется так же, как и в предыдущем случае.

Изотермическое увлажнение воздуха на практике осуществляется в паровых увлажнителях (парогенераторах) с электродным или резистивным нагревом воды. Выбор технологии нагрева в основном зависит от параметров используемой воды.

Увлажнение воздуха: зачем оно нужно?

Большинство людей чувствует себя наиболее комфортно при температуре от +20 до +22 °C и относительной влажности от 40 до 60 %. Если значение относительной влажности опускается ниже 30 %, как это случается в отопительный сезон, начинаются проблемы: сухой воздух стремится поглотить как можно больше влаги, которую он забирает из окружающей среды, в том числе и из находящихся в ней людей. В результате может появиться кожный зуд, жжение в глазах, головная боль и общая усталость – так проявляется обезвоживание.

Сухой воздух вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, нарушая их нормальную работу. В результате пыли и болезнетворным микроорганизмам становится проще проникнуть через естественный защитный барьер, что приводит к нарушению нормального функционирования органов дыхания и повышению риска вирусных заболеваний. По данным научных исследований, чтобы снизить риск заражения и вероятность проявления болезненных симптомов до минимально возможного уровня, следует поддерживать влажность воздуха на уровне 40–60 %. Кроме того, падение уровня относительной влажности ниже 35 % приводит к пересыханию одежды, ковров, мебели и других находящихся в помещении предметов, а это способствует усиленному образованию пыли. В сухом воздухе все виды пластиков накапливают электрический заряд, который притягивает еще больше частиц пыли.

Влажность гигроскопичных материалов стремится к равновесию с влажностью окружающего воздуха: после прекращения увлажнения предметы интерьера в помещениях начнут отдавать влагу обратно воздуху. Если в помещении находятся произведения искусства, музыкальные инструменты, мебель или паркет из ценных пород дерева, такое колебание влажности может привести к их растрескиванию и порче, поэтому необходимо не только создать правильную влажность, но и автоматически поддерживать ее, чтобы ни колебания температуры, ни изменения влажности наружного воздуха не могли повлиять на изменение влажности в помещении.

Психрометром называют прибор, который применяется для измерения влажности воздуха.

Чаще всего психрометры используют для определения показателей относительной влажности воздуха. Такие показатели важны во многих сферах производства, например, там, где используется весовое оборудование, чтобы определить точность показателей или доказать необходимость использования весов влагозащищенных.

Наиболее простым из всех психрометром является психрометр Августа. Этот прибор состоит из двух термометров, которые укреплены на штативе, а также с небольшого резервуара для воды. На один из термометров надевается специальный колпачок из тонкой материи (батиста). Конец материи опускается в резервуар с водой. Этот термометр получил название влажного. Второй термометр остается свободным и называется сухим. Влажный термометр, когда ткань смочена, будет показывать более низкую температуру, чем сухой. Это происходит из-за того, что затрачивается некоторое количество тепла на испарение воды с влажного термометра. Следует учитывать, что чем меньше в окружающем воздухе водяных паров, тем интенсивнее испаряется с влажного термометра и тем большей, в результате, будет разница температур между показаниями двух термометров.

Абсолютную и относительную влажность определяют по специальным формулам, но существуют готовые психометрические таблицы, которые значительно упрощают все расчеты и вычисления. В психометрических таблицах находят величину относительной влажности по отсчетам показателей влажного и сухого термометров.

Для измерения влажности психрометр Августа подвешивают на необходимом месте, смачивают тканевый колпачок и через 10 минут можно производить отсчеты показателей. Однако существует и серьезный недостаток: на показатели данного типа психрометра влияет движение воздуха. Этот недостаток был устранен в психрометрах аспирационного типа.

Аспирационный психрометр Асмана

В психрометре Асмана влажность определяется так же, как и в психрометре Августа: на основе разницы температур, которые показывает влажный и сухой термометры. Но существует и кардинальное отличие – психрометр Асмана в пространстве, которое окружает термометры, имеет постоянную скорость движения воздуха.

Оба термометра в таком психрометре погружены в металлические трубки нижними концами. Эти трубки снизу открыты, а сверху соединяются в одну цилиндрическую трубку. Но это еще не все, трубка содержит в себе еще и внутреннюю трубку, в которой есть ртутный резервуар термометра. Конец соединенной трубки соединен с небольшим вентилятором, который приводится в движение от заводной пружины и создает постоянное движение воздуха.

Вычисление относительной и абсолютной влажности можно произвести с помощью формул или воспользовавшись специальной психометрической таблицей.

Измерение влажности с помощью психрометра Асмана проводится через 3-5 минут после того, как специальной пипеткой будет смочен влажный термометр и специальным ключом заведен вентилятор. Этот тип психрометров является наиболее точным и удобным прибором для измерения влажности.

Вообще все современные психрометры делятся на три категории:

Для описания состояния влажного воздуха используют три температурных параметра:

— температуру по сухому термометру,

  • — температуру точки росы,
  • — температуру по мокрому термометру.

Рассмотрим, чем они различаются.

Температура по сухому термометру

Температура по сухому термометру (/) — эта та температура воздуха, которую непосредственно измеряют с помощью термометра.

В быту для этого используют ртутный или спиртовой термометр (градусник). В технике для этих целей применяют термопары или датчики температуры.

То есть температура по сухому термометру — это научное название обычной температуры воздуха.

Температура точки росы

Если влажный воздух охлаждать при неизменном влагосодержании, процесс может протекать до тех пор, пока температура воздуха не понизится до температуры насыщения, т.к. при дальнейшем охлаждении воздуха из него начнет выпадать влага.

Температура, соответствующая состоянию насыщения влажного воздуха при заданном значении влагосодержания, называется температурой точки росы [1.4].

Температура точки росы (/,,) является предельной температурой, до которой можно охлаждать влажный воздух при постоянном влагосодержании без выпадения конденсата.

При дальнейшем охлаждении воздуха при положительных температурах из него начнет выпадать влага (конденсат) в виде капель (росы). Именно из-за этого параметр и получил такое название.

Если на какой-то поверхности образуются капельки конденсата, то это означает, что температура этой поверхности ниже температуры точки росы окружающего воздуха.

Запотевший стакан с прохладительным напитком, покрытые ледяным узором окна, роса на траве и листьях деревьев — все эти явления связаны с температурой точки росы воздуха.

Температура точки росы (точка росы) может быть определена экспериментально путем измерения температуры охлаждаемой зеркальной металлической пластины, омываемой воздухом, в момент начала появления росы на зеркальной поверхности.

На рис. 1.9 приведена номограмма для определения температуры точки росы по относительной влажности воздуха и температуре воздуха по сухому термометру (при нормальном давлении).

Разница сухого и влажного термометра

Рис. 1.9. Номограмма для определения температуры точки росы

Температуру точки росы воздуха необходимо знать для правильного проектирования процессов обработки воздуха, прежде всего его охлаждения.

Если воздух контактирует с поверхностью, имеющей температуру ниже, чем температура воздуха по сухому термометру, но выше, чем температура точки росы воздуха, происходит охлаждение воздуха без осушения, т.е. температура воздуха уменьшается, а влагосодержание остается неизменным (рис. 1.10).

Помещая в поток воздуха поверхность, имеющую температуру ниже, чем температура точки росы воздуха, мы вызываем конденсацию влаги на этой поверхности.

Воздух, проходящий вдоль поверхности, при этом не только охлаждается, но и осушается, т.е. температура и влагосодержание воздуха уменьшаются (рис. 1.11).

Именно процесс охлаждения с осушением реализуется в поверхностных воздухоохладителях, где температура теплообменной поверхности воздухоохладителя поддерживается ниже температуры точки росы входящего воздуха.

Тем самым в воздухоохладителе создаются условия для выпадения конденсата из воздуха, и воздух, проходя через воздухоохладитель, не только охлаждается, но и осушается, уменьшая свое влагосодержание.

Разница сухого и влажного термометра

Рис. 1.11. Охлаждение воздуха с осушением

Универсальный цифровой термометр.

Разница сухого и влажного термометра

Предлагаемое Вашему вниманию устройство разрабатывалось в качестве домашнего термометра для одновременного контроля температуры в помещении и на улице. Кроме измерения температурных параметров, на дисплей выводится информация о текущем времени и дате.
В качестве датчиков контроля температуры, применены широко распространенные DS18B20. Один датчик устанавливается внутри помещения, другой – снаружи. Принципиальная схема представляет собой микроконтроллер, который управляет 4-х строчным символьным ЖКИ – индикатором и часами реального времени DS1307. Часы реального времени включены по типовой схеме – стабилизация частоты осуществляется кварцевым резонатором 32768 Гц, в качестве резервного источника питания применён литиевый элемент напряжением 3В. Управление от микроконтроллера проводится по шине I2C, реализация данного интерфейса в микроконтроллере – программная. Питание устройство получает от внешнего источника 7-14В через стабилизатор LM7805. С этого же стабилизатора напряжение подаётся на датчики температуры DS18B20. Управление подсветкой индикатора производится кнопкой S4. По умолчанию (после включения устройства) подсветка включена.
Внимание! Проверяйте назначение выводов 1 (общий) и 2 (+5В) используемого ЖКИ. У некоторых производителей индикаторов они могут располагаться наоборот! Неправильное подключение источника питания может вывести ЖКИ из строя!

В принципе, для измерения двух каналов температуры и вывода на дисплей времени и даты, можно было бы использовать и более простой микроконтроллер, например, 16F628A. Однако, в дальнейшем планировалось дополнить устройство датчиками контроля влажности, давления и т.д . Исходя из этого, выбор микроконтроллера и разработка печатной платы выполнялись с "запасом" под новые версии прошивок и введение дополнительных функций.
Настройка режима часы/дата: Нажать и удерживать более трёх секунд кнопку S1.После звукового сигнала отпустить кнопку, на дисплее в позиции часов появится курсор. Кнопкой S2 устанавливается нужное значение, а кнопкой S1 осуществляется переход часы-минуты-число-месяц-день.

Разница сухого и влажного термометра

Разница сухого и влажного термометра

В следующей версии прошивки была добавлена функция измерения влажности в помещении. Переключение в режим влажности осуществляется при помощи кнопки S3. Вводимые в схему новые элементы выделены красным цветом. В микроконтроллер для работы с данной функцией необходимо залить версию прошивки 1.1.

Разница сухого и влажного термометра

В большинстве случаев для измерения влажности применяют емкостные датчики, например, HIH-4000. Однако в основу измерения влажности в данном устройстве положен несколько иной принцип – психрометрический метод.
Данный метод основан на измерении разности двух температур. Прибор, который работает на этом принципе, называется психрометр и состоят из двух термометров. Один термометр "сухой", другой – "влажный". Для того, что бы второй термометр был влажным, он оборачивается в хлопчатобумажную ткань, которая опускается в воду и является постоянно влажной за счёт капиллярного эффекта. Испаряясь, вода охлаждает влажный термометр. В результате этого получается разница между показаниями "сухого" и "влажного" термометров. Исходя из разницы температур "влажного" и "сухого термометров", и температуры "сухого" термометра – т.е. температуры в помещении, по специальным таблицам, которые называются психометрическими (табл.1) определяют относительную влажность воздуха.

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Любовь Богданова

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Влажность воздуха2.doc

Цели урока:

  • Образовательные:
  • выяснить теоретические знания учащихся по теме "Испарение. Кипение".
  • сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха, точке росы.
  • продемонстрировать способ измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения — психрометра.
  • Развивающие: развивать умение анализировать информацию, пользоваться справочниками/
  • Воспитательные: показать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека.

Задачи урока:

  • организовать деятельность учащихся по приобретению новых знаний;
  • вызвать интерес учащихся к занятию, придать ему поисково-творческий характер;
  • развивать у учащихся потребность в творческой деятельности, в самовыражении через различные виды работы

1 Учитель обеспечивает психологический настрой учащихся.

Подготовка к восприятию нового учебного материала.(7 минут)

На доске записаны два эпиграфа.
1. В любой области человеческого знания заключается бездна поэзии.
К. Паустовский
2. …поэзия в пустой войне с наукой;
по сути же у них - единый корень;
Познанье же, друзья, вмещает всё в себе:
Материю и дух - в единстве и борьбе.
А. Л. Чижевский (Слайд 1)

Сегодняшний урок не совсем обычный, его можно назвать “физико-поэтическим” Эпиграфами к сегодняшнему уроку я выбрала такие слова… ( читает с первый эпиграф ). Эти строчки написаны писателем , произведения которого о родной природе наполнены поэтическими образами - человеком, казалось бы, далёким от науки - Константином Георгиевичем Паустовским.
(читает второй эпиграф). Автор этих строк - Александр Леонидович Чижевский - учёный , который открыл, пользуясь языком цифр и формул, взаимосвязи между активностью Солнца и жизнью на Земле, исследовавшим влияние положительных и отрицательных ионов атмосферы на человека. Сегодня мы попытаемся увидеть, как трудно отделить порой друг от друга поэзию и науку! Часто для учёного математическая формула обладает не меньшей красотой, чем для поэта выразительное художественное описание раннего утра или бурь человеческих страстей.

. Организационный этап

– По вашим лицам вижу, что сегодня настроение у вас хорошее. Давайте поработаем сегодня на уроке так, чтобы ваше настроение осталось таким же, а может быть стало ещё лучше. Приготовьте, пожалуйста ваши тетради, они нам понадобятся. Запишите сегодняшнее число…

– Тему сегодняшнего урока предлагаю определить вам самим, выполнив мои задания.

(Слайд 2) – Итак, первое задание: подумайте, что объединяет сюжеты на слайде.

– Оставьте место для темы урока, а ниже запишите в тетради это природное явление. (Облака)

(Слайд 3) – Что это? (Дождь)

(Слайд 4) – Запишите через запятую и это явление.

(Слайд 5) – О каком явлении идёт речь? Запишем это слово в наш конспект.

2. (Слайд 6) – О каком явлении сейчас пойдёт речь, вы, конечно, сразу догадаетесь, но, пожалуйста, послушайте, как красиво оно описано Львом Толстым.

3.(Слайд 7) – Запишем это слово в наш конспект. А про что следующий отрывок?

– Запишем это слово в наш конспект

4..(Слайд 8) – Следующее задание. О чём идёт речь в следующем описании?

Древние викинги считали, что она соединяет мир богов и мир людей. Древние греки считали ее вестницей богов. В честь нее названа одна из оболочек глаза. Кто она? (Радуга)

5.(Слайд 9) – Давайте запишем название родственных радуге явлений. Это радужные круги вокруг солнца – гало (что в переводе с греческого означает круг)

6 Послушайте стихотворение И.Токмаковой, скажите, о каком явлении идёт речь
Кто-то ночью утащил лес.
Был он вечером, а утром исчез!
Не осталось ни пенька, ни куста,
Только белая кругом пустота.
Где же прячутся птица и зверь?
И куда ж за грибами теперь?

-. Речь идёт о тумане.

А теперь второе задание – ответ на основной вопрос: что объединяет эти явления? (Вода, содержащаяся в атмосфере, влажность воздуха)

(Слайд 10) – Итак, тема сегодняшнего урока – влажность воздуха.

2. Изучение нового материала

– А что именно мы можем узнать про влажность воздуха? Какие вопросы можем поставить?
Итак, цель нашего урока: рассмотреть понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы и ознакомиться с приборами для измерения влажности воздуха, научиться пользоваться психрометром для измерения относительной влажности.
(Слайд 11) Познакомимся с планом урока. Он находится у вас на столах.

– Мы уже ответили на 1-й вопрос, когда формулировали тему урока. Давайте повторим, что такое влажность воздуха? (Влажность воздуха – это содержание водяного пара в атмосфере)

– Какова причина появления водяного пара в воздухе? (Парообразование, испарение)

– Вспомните, как происходит испарение, от чего зависит скорость испарения? (С поверхности водоёмов, почвы растений. Скорость зависит от начальной температуры тела, рода вещества, площади поверхности, ветра)

– Как проявляется влажность воздуха? (конспект) (В образовании облаков, дождя, инея, радуги, росы)

(Слайды 12 – 16) – Какое значение имеет влажность воздуха, на что она влияет?

– Мы выяснили, что влажность воздуха – важное для нас явление, поэтому необходимо научиться ее определять.

– В воздухе содержатся водяные пары, и мы можем определить, например, массу водяных паров в 1 м 3 воздуха. Это абсолютная влажность воздуха. Какова единица массы? (Кг)

– В каких единицах можно выразить массу водяных паров в 1 м 3 воздуха? (Кг/м 3 )

– Абсолютную влажность принято выражать в единицах г/м 3 . Какая физическая величина имеет такую же единицу? (Плотность)

– Поэтому абсолютную влажность обозначают так же, как и плотность. Запишем в конспект: абсолютная влажность обозначается…

-Найдите в учебнике на стр. 117 определение этой величины и прочитайте его.

Абсолютная влажность воздуха 8,3г/м 3 что это значит? . Много это или мало? Какой прогноз нас ожидает? (Ученики затрудняются ответить)

Абсолютная влажность ничего не говорит о том, какой воздух: сухой или влажный, насколько водяной пар далёк от насыщения. Для оценки степени влажности вводят понятие ещё одной влажности. (Относительной)

– Плотность водяных паров можно сравнить с плотностью насыщенных водяных паров. Итак, формула для относительной влажности будет иметь вид…

– Давайте сформулируем определение относительной влажности. (Учащиеся формулируют)

– Найдите в учебнике на стр. 118 определение относительной влажности, прочитайте его и сравните с тем определением, которое сконструировали мы.

(Слайд 18) – Итак, мы ввели две величины, характеризующие содержание водяных паров в атмосфере, – абсолютную и относительную влажности.

– Подумайте, как экспериментально можно доказать наличие водяного пара в атмосфере?

(Слайд 19) Опыт. Укрепить шары. В один из шаров налить холодной воды с кусочками снега (1/2 часть). Через некоторое время появится роса.

– Вы видите воду, выпавшую из влажного воздуха при конденсации паров.

(Слайд 20) – Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, достиг состояния насыщения, называется точкой росы. Точка росы также характеризует влажность возду При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса.
Для хорошего самочувствия человека относительная влажность воздуха должна быть 40-60%. Если влажность меньше, то воздух сухой. Как вы думаете, чем опасен для человека сухой воздух?
Ответ учащихся. При сухом воздухе процесс испарения идёт интенсивнее. Это приводит к обезвоживанию организма, высыхает слизистая оболочка носа, горла. Повышается вероятность простудных заболеваний.

При низкой влажности воздуха во внешней среде дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, на поверхности скапливается больше статического электричества. Какие процессы происходят при высокой влажности?

Ответ учащихся. При высокой влажности замедляется процесс испарения влаги с кожи человека. Воздух становится удушливым. Человек чувствует себя некомфортно.

Знаете ли вы, какие приборы помогают регулировать влажность?

Ответ учащихся. Кондиционеры. Могут регулировать влажность растения(но это не приборы)

Физкультминутка

(Слайд 21) – Для измерения относительной влажности используют такие приборы как гигрометр и психрометр. Запишите схему в тетрадь

– Внимательно посмотрите на экран, назовите и покажите основные элементы конденсационного гигрометра.

– Назовите основные элементы прибора. (Сухой и влажный термометр)

– Для чего нужен сухой термометр? (Для измерения температуры воздуха)

– Для чего нужен влажный термометр? (Для измерения температуры воды)

– Почему отличаются показания сухого и влажного термометров? (При испарении термометр охлаждается)

– Каковы показания сухого и влажного термометров?

– Определяем влажность воздуха в классной комнате с помощью психрометрической таблицы. (Определяем температуру).

– Посмотрите на таблицу, которая находится у вас на столе. Какие параметры нам нужно знать? (Температуру сухого термометра и разность показаний сухого и влажного.)

– Вычисляем и находим столбец, соответствующий найденной разности. На пересечении выделенной строки и столбца находим значение относительной влажности.

3. Закрепление

– Для тренировки выполните в тетради 1-е задание на ваших листах: определить значение относительной влажности для указанных показаний термометров. (1 = 20 %; 2 = 92 %)

– Представьте, что вы работаете на метеорологической станции. Каков будет ваш прогноз для каждого значения влажности? (1 – осадков не будет; 2 – осадки вероятны)

Объясните, почему такая зависимость: чем выше влажность, тем меньше разность показаний сухого и влажного термометров? (Чем выше влажность, тем медленнее происходит испарение, влажный термометр медленнее охлаждается, температуры меньше отличаются.)

Задача 1. Температура сухого термометра равна 10С, температура влажного термометра -8С. Определите относительную влажность воздуха.

Задача 2. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10С. Какую температуру показывает влажный термометр?

Задача 3. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 10С. Относительная влажность воздуха 20%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.

(Ответ tc=18C? tвл=8С).

– А теперь вернёмся к вопросам, которые мы обсудили на уроке.

– Что мы изучили сегодня на уроке?
– Какие виды влажности мы рассмотрели?
– Как определяется влажность воздуха?

А теперь проверим, как вы усвоили материал сегодняшнего урока. Выполним тест с дальнейшей проверкой

1 для физического насыщенный пар понятия подберите соответствующую примету или пословицу

А) Если звёзды блестят ярко – к стуже Б) Яблоко от яблони недалеко падает В) Где роса, там дождя не жди

2 Каким прибором измеряют относительную влажность воздуха

А) Динамометр Б) Манометр В) термометр Г) Психрометр

3 Для здоровья и хорошего самочувствия че­ловека относительная влажность должна быть:

А) 20-30%; Б)40-60%; В) 60-80%.

4 Температура , при которой пар, находящийся в воздухе, достиг состояния насыщения,

А) точкой росы Б) точкой тумана В) температурой испарения

5 Определить значение влажности воздуха для указанных показаний термометров t в =24 C 0 t с =19 C 0

Ответы: 1 В 2 Г 3 Б 4 А 5 В (Слайд 26)

Комментирование оценок за урок.

5 Д.з Дома выучите § 35, вопросы к нему зад 34и выполните творческое задание: подберите народные приметы, связанные с влажностью воздуха, найдите в художественной литературе описание тумана, при этом, по желанию, вы можете просто записать их в тетрадь, записать и оформить их на альбомных листах или при оформлении их в тетрадь при этом объяснить их с точки зрения физики. (Слайд 27)

(Слайд 28) Издавна человек пытался узнать, какая погода будет на следующий день, поэтому появилось множество народных примет. Давайте попробуем объяснить некоторые из них с точки зрения физики. Например: соль мокнет - к дождю. Почему? Дрова в печи трещат и мечут искры - к ненастью. Почему? (Учащиеся отвечают.)

6. Итог урока

Выучи намертво, не забывай
И повторяй как заклинанье:
"Не потеряй веру в тумане,
Да и себя не потеряй!"

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А это имеет боль­ шое значение для поддержания температуры тела по­ стоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%). Максимально допусти­ мое значение относительной влажности φ, при котором человек чувствует себя еще нормально, уменьша­ ется с ростом температуры.

Видно, что высокую температуру легче переносить при сухом воздухе. Поэтому 40 °С в пустыне могут не так сильно изнурять, как 30 °С в городе после ливня, когда влажность доходит до 70%. Это и понятно. Что­бы не перегреться, организм в жару должен интенсив­ но потеть, но при высокой влажности пот не будет ис­ паряться, что не даст спасительного охлаждения тела. Низкая влажность воздуха в жарких странах исполь­ зуется и в медицинских целях. В частности, для лече­ния почек, когда требуется ослабить нагрузку на них. При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, сильно потея, выводит влагу из организма боль­ шей частью не через почки, а через кожу. Так что количе ство водяного пара в атмосфере сравнительно невели­ ко (около 1%), роль его в атмосферных явлениях зна­ чительна. Конденсация водяного пара приводит к об­ разованию облаков и последующему выпадению осад­ ков. При этом выделяется большое количество тепло­ты. И наоборот, испарение воды сопровождается по­ глощением теплоты.

В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального хода технологических процессов не­ обходима определенная влажность. Хранение произ­ ведений искусства и книг также требует поддержания определенной влажности воздуха. Поэтому в музеях висят психрометры.

Важно знать не абсолютное количество водяного пара в атмосфере, а относительное. Относитель­ ную влажность измеряют психрометром. Психрос (уохро?) ~~ холодный.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А это имеет боль­ шое значение для поддержания температуры тела по­ стоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%). Максимально допусти­ мое значение относительной влажности φ, при котором человек чувствует себя еще нормально, уменьша­ ется с ростом температуры.

Видно, что высокую температуру легче переносить при сухом воздухе. Поэтому 40 °С в пустыне могут не так сильно изнурять, как 30 °С в городе после ливня, когда влажность доходит до 70%. Это и понятно. Что­бы не перегреться, организм в жару должен интенсив­ но потеть, но при высокой влажности пот не будет ис­ паряться, что не даст спасительного охлаждения тела. Низкая влажность воздуха в жарких странах исполь­ зуется и в медицинских целях. В частности, для лече­ния почек, когда требуется ослабить нагрузку на них. При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, сильно потея, выводит влагу из организма боль­ шей частью не через почки, а через кожу. Так что количе ство водяного пара в атмосфере сравнительно невели­ ко (около 1%), роль его в атмосферных явлениях зна­ чительна. Конденсация водяного пара приводит к об­ разованию облаков и последующему выпадению осад­ ков. При этом выделяется большое количество тепло­ты. И наоборот, испарение воды сопровождается по­ глощением теплоты.

В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального хода технологических процессов не­ обходима определенная влажность. Хранение произ­ ведений искусства и книг также требует поддержания определенной влажности воздуха. Поэтому в музеях висят психрометры.

Важно знать не абсолютное количество водяного пара в атмосфере, а относительное. Относитель­ ную влажность измеряют психрометром. Психрос (уохро?) ~~ холодный.

Читайте также: