Измерение относительной влажности воздуха по точке росы лабораторная работа

Лабораторная работа «Определение относительной влажности воздуха»
учебно-методическое пособие по физике (10 класс) на тему

С помощью 3 «сухих» и 3 «влажных» термометров определяем температуру воздуха. По разности показаний термометров, используя психрометрическую таблицу, определяем влажность воздуха в аудитории.

Скачать:

Вложение	Размер
opredelenie_vlazhnosti_vozduha.doc	41.5 КБ

Предварительный просмотр:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научиться пользоваться психрометрической таблицей для определения влажности воздуха.

1. Определить влажность воздуха в аудитории.

ОБОРУДОВАНИЕ: 1. Сухой и влажный термометр – 3 комплекта

2. Психрометрическая таблица.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов: азота (N 2 ), кислорода (О 2 ), углекислого газа (СО 2 ), водорода (Н 2 ) и ряда других. В воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. По закону Дальтона давление воздуха равно сумме парциальных давлений составляющих его газов:

Р возд = Р N + Р О + Р СО + Р Н О

Абсолютная влажность (парциальное давление водяного пара) – давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали. Ее выражают в единицах давления – Па (Паскалях) или мм рт. ст. (миллиметрах ртутного столба).

Абсолютной влажностью называют и содержание паров воды в единице объема воздуха. В этом случае ее выражают в единицах плотности – кг/м 3 .

По парциальному давлению водяного пара нельзя судить о том, насколько водяной пар далек от насыщения, а именно от этого зависит интенсивность испарения воды (или ее конденсация) и, следовательно, потеря влаги живыми организмами. Поэтому вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре далек от насыщения – относительную влажность.

Относительной влажностью воздуха (φ) называют отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

Влажность воздуха измеряют с помощью особых приборов: гигрометров и психрометров. Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется и, благодаря этому, термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем более высокую температуру показывает этот «влажный» термометр. По разности температур термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

1. Снять показания трех «сухих» и трех «влажных» термометров, обращая внимание на цену деления термометров.
2. По показаниям термометров сгруппировать их в три пары: «сухой — влажный». Определить разность показаний в каждой паре.
3. Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность воздуха для каждой пары термометров.
4. Определить среднее значение относительной влажности воздуха по формуле:

5. Определить погрешности измерений:

абсолютную – Δφ = ; Δφ ср. =

относительную – δφ ср. = %

6. Оформить отчет. Данные опытов и результаты вычислений занести в таблицу.

Источник

ИНФОФИЗ — мой мир.

Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь

Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь

Как сказал.

Стремись не к тому, чтобы добиться успеха, а к тому, чтобы твоя жизнь имела смысл.

Альберт Эйнштейн

Вопросы к экзамену

Для всех групп технического профиля

Список лекций по физике за 1,2 семестр

Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха

Лабораторная работа № 4

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..

Оборудование: 1. Психрометр.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле :на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха (т.е. это плотность водяного пара). Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздухе , если бы все остальные газы отсутствовали.

Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара p₀ при той же температуре, выраженное в процентах:

Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0. Предельное значение относительной влажности – 100%. Нормальной для человеческого организма считается влажность 60%.

Для измерения влажности воздуха используют приборы гигрометры и психрометры.

1. Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.

Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах

Источник

Лабораторная работа по физике на тему: «Измерение влажности воздуха»

Практическая лабораторная работа по измерению влажности воздуха позволяет познакомиться с понятием влажности воздуха, больше узнать о способах её измерения. Природное явление, оказывающее наибольшее влияние на содержание влаги в атмосфере – процесс испарения воды.

Влажность воздуха – один из важнейших показателей в физике, метеорологии, климатологии и многих других дисциплинах. Значение показателя важно в каждодневной деятельности человека и в быту. При значении этого показателя меньше 40% человек чувствует себя не комфортно.

Цель работы

Познакомиться с понятием «влажность воздуха», получить навык его определения с помощью прибора.

Оборудование — психрометр бытовой.

Теория

В атмосфере, окружающей нас, всегда присутствует определенное количество молекул воды. Пар в атмосфере появляется, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растительности. Количество воды в атмосфере меняется в значительных пределах, зависит оно от многих факторов.

Поддержание определенной влажности воздуха, его контроль важен во многих аспектах деятельности человека. При определенных условиях влажности проходят многие технологические процессы, лабораторный анализ, производство продуктов. Отслеживают данный параметр в музеях, книгохранилищах, лечебных учреждениях.

Абсолютная влажность воздуха – показатель, отражающий содержание воды в кубометре воздуха.

Относительная влажность воздуха — это величина, позволяющая оценить, насколько ненасыщен водяной пар. Чем ниже влажность воздуха, тем менее насыщен пар.

Формула для определения:

Парциальное давление пара – давление паров воды при допущении, что отсутствуют другие газы.

Содержание влаги в атмосфере определяют при помощи приборов:

Конденсационный гигрометр — представляет собой установленную на подставке цилиндрическую емкость из металла, с зеркальной крышкой. В верхней части такой емкости есть два отверстия. Первое служит для того, чтобы налить в прибор эфир и установить термометр, вторая соединяется с приспособлением для нагнетания воздуха.

Сквозь коробочку прокачивается воздух. Эфир, испаряясь, охлаждает зеркало. С уменьшением температуры зеркальной поверхности, на ней появляются капли влаги (сконденсировавшийся пар). В этот момент отмечается температура на термометре.

Точка росы – значение температуры, при которой водяной пар конденсируется и выпадает в виде капель.

Используя полученные результаты, сверяясь с таблицей давления насыщенных паров, можно определить влажность воздуха;

Волосной гигрометр — в этом приборе в качестве активного элемента используется волос, чаще человеческий. В основе функционирования прибора заложено свойство волоса удлинятся или укорачиваться, в зависимости от уровня содержания влаги в окружающей атмосфере. Если влажность понижается, волос укорачивается и сдвигает стрелку прибора. Подобный метод измерения может оказаться неточным.

Психрометр — удобный и точный прибор, состоящий из двух термометров, закрепленных на общей рамке. Резервуар одного из них обмотан тканью, погруженной в сосуд с водой. Анализируя разность показаний сухого и влажного термометров, на основании сведений психрометрической таблицы легко определить содержание паров воды в воздухе.

Ход работы

Задание

Используя показания психрометра и данные психрометрической таблицы, выяснить, какова влажность воздуха в помещении.

Внимательно осмотрите психрометр, найдите сухой и влажный термометры. Убедитесь, что в емкости есть вода.

Снимите показания сухого термометра. Они соответствуют температуре воздуха в классе. Внесите данные в таблицу (t_сухого).

Снимите показания влажного термометра, впишите в раздел t_{влажного}.

Рассчитайте разницу между показаниями обоих термометров: Δt.

Пользуясь данной психрометрической таблицей, определите влажность воздуха.

Источник

Лабораторная работа Гигрометр (1)

Тема: «Измерение влажности воздуха методом точки росы .»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании гигрометр а..

В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютной влажностью воздуха r _а — называется плотность водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре.

, .

Относительная влажность воздуха j показывает сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

, .,

где ρ₀-плотность насыщенного водяного пара при данной температуре и определяется по таблице «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры» Таким образом, относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

Для жилых помещений нормальной влажностью считается относительная влажность, равная 40 — 60 %. О влажности воздуха можно судить только по относительной влажности, так как при одной и той же абсолютной влажности в зависимости от температуры воздух может казаться или сухим или влажным.

Определение точки росы

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы Т _р

При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара

При определение точки росы используется таблица «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах» и значение абсолютной влажности ρ_a

В колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ_a и проецируем на колонку температур, полученное значение и есть точка росы Т_р

Абсолютная влажность воздуха равна:

Находим в колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ_a. В данном случае это Проецируем в горизонтальном направлении на колонку температур; полученное значение 13 0 С и есть точка росы

Для определения влажности можно воспользоваться гигрометром.

Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.

Задание. Определить влажность воздуха с помощью гигрометра .

Источник

Лабораторная работа №3 » Вычисление относительной влажности воздуха»

Лабораторная работа №3

«Определение влажности воздуха»

Цель: закрепить понятие о влажности воздуха и способах ее измерения; определить абсолютную и относительную влажность воздуха, точку росы;

научиться пользоваться справочными таблицами: «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры», «Психрометрическая таблица», психрометром.

Оборудование: Психрометр, психрометрическая таблица, таблица «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

Руководство к работе:

В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютной влажностью воздуха  _а — называется плотность водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре.

Относительная влажность воздуха  показывает сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

,

где ρ ₀ -плотность насыщенного водяного пара при данной температуре и определяется по таблице «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры» Таким образом, относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

Для жилых помещений нормальной влажностью считается относительная влажность, равная 40 — 60 %. О влажности воздуха можно судить только по относительной влажности, так как при одной и той же абсолютной влажности в зависимости от температуры воздух может казаться или сухим или влажным.

Относительную влажность воздуха можно определить с помощью психрометра.

Психрометр илипсихрометр Августа (см.рисунок) состоит из двух термометров: сухого и увлажненного. На шарике увлажненного термометра закреплен фитиль, конец которого опущен в чашечку с водой. Вода, испаряясь с фитиля забирает от термометра тепло, поэтому показания увлажненного термометра ниже, чем у сухого. По показанию сухого и разности показаний сухого и увлажненного термометров с помощью психрометрической таблицы находится относительная влажность воздуха.

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы Т _р

При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара ρ ₀ = ρ _a

Запотевание холодного предмета, внесенного в теплую комнату, объясняется тем, что воздух вокруг предмета охлаждается ниже точки росы и часть имеющихся в нем водяных паров конденсируется.

Порядок выполнения работы:

Снять показания психрометра в различных частях класса.

Пользуясь психрометрической таблицей определить относительную влажность воздуха.

Рассчитать абсолютную влажность воздуха и определить точку росы используя таблицу «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

Результаты в таблицу:

Показания сухого термометра,

Показания увлажненного термометра,

Разность показаний сухого и увлажненного термометров,

Относительная влажность воздуха,  , %

Абсолютная влажность воздуха, а, кг/м3

Сделать выводы по работе.

Ответить на контрольные вопросы.

Почему показания влажного термометра психрометра меньше показаний сухого термометра? При каком условии разность показаний термометров наибольшая?

Температура в помещении понижается, а абсолютная влажность остается прежней. Как изменится разность показаний термометров психрометра?

Почему после жаркого дня роса бывает более обильна?

Относительная влажность воздуха при 200С равна 58%. При какой температуре выпадает роса?

Относительная влажность воздуха при температуре 293 К равна 44 %. Что показывает увлажненный термометр психрометра?

В комнате объёмом 150 м 3 при температуре 300 К содержится 2,07 кг водяных паров. Определите относительную и абсолютную влажность воздуха.

Показания сухого термометра 18 0 С (291 К)

а показания увлажненного термометра 15 0 С (288 К)

находим разность показания сухого и увлажненного термометров

t _c — t _у = 18 0 С-15 0 С = 3 0 С (3 К)

В вертикальном столбике найдем показания сухого термометра (18 0 С), а горизонтальной строке разность показаний сухого и увлажненного термометров(3 0 С), и на пересечении данных показаний находим относительную влажность воздуха φ=73%

Источник