У даній роботі для визначення абсолютної і відносної вологості використовується гигрометр конденсаційного типу. Він складається з невеликої циліндричної камери з нікельованої передньою стінкою. В камеру через спеціальний отвір заливається етиловий ефір. Температура ефіру вимірюється термометром. У стінки камери впаяні трубки, одна з яких з'єднана з гумовою грушею, а на іншу для відводу парів ефіру надаватися гумова трубка. Передня стінка камери оточена не стикалися з нею нікельованим кільцем. Грушею через камеру повільно продувають повітря і спостерігають за її стінкою. Продування повітря посилює випаровування ефіру, пари якого проходять по відвідної трубці. Внаслідок випаровування температура ефіру знижується, і стінки камери охолоджуються. Температуру повітря в безпосередній близькості від камери можна вважати рівною температурі ефіру і стінок камери. При деякій температурі, нижче кімнатної, водяна пара, що знаходиться в прилеглому до стінки шарі повітря, стане насиченим. Подальше зниження температури призведе до його конденсації на нікельованої поверхні камери і потускнению цієї поверхні. У момент появи перших ознак роси (потускнение поверхні) припиняють продування повітря і швидко відраховують температуру по термометру. Потім температура ефіру починає підвищуватися, і потускнение починає зникати з поверхні. Відраховують температуру, відповідну початку зникнення роси.
Потускнение стінки і його зникнення легко помітити на тлі кільця, поверхня якого залишається весь час блискучою. Зазвичай температура трохи нижче, а температура вище температури точки роси. За температуру точки роси береться середнє з цих двох свідчень термометра:
Знаючи точку роси, легко визначити абсолютну і відносну вологість повітря. Абсолютна вологість повітря в даний момент і в даному обсязі повітря буде дорівнює парціальному тиску (або щільності) насиченої пари при температурі точки роси (її знаходять з табл. 1).
Відносна вологість обчислюється за формулою (1) або (). Для цього значення парціального тиску насиченої пари визначають за тією ж табл. 1, попередньо вимірявши кімнатну температуру.
Кількість теплоти надходить до кульки термометра, обернутого вологим батистом, з навколишнього середовища за час можна визначити за формулою:
де - коефіцієнт тепловіддачі, що залежить від роду поверхні тіла і навколишнього середовища;
() - різниця температур повітря і тіла (т. Е. Сухого і вологого термометрів); - площа поверхні тіла.
Кількість теплоти. необхідне для випаровування, пропорційно швидкості випаровування і часу. т. е.
Швидкість випаровування визначається за формулою:
де коефіцієнт, що залежить від швидкості протікає повітря; - площа поверхні випаровування; - атмосферний тиск; - тиск насичених парів або максимальна вологість при температурі випаровується рідини; - абсолютна вологість повітря.
Підставивши значення з (5) в (4), отримаємо:
За умови сталого випаровування прирівнюємо праві частини рівнянь (3) і (6), отримаємо:
звідки, зробивши відповідні скорочення, отримаємо:
У цій формулі величини. . залежать тільки від приладу (швидкості роботи вентилятора, смачивающей рідини і поверхні батисту). Позначаючи. останню формулу можемо переписати так:
Це формула для визначення абсолютної вологості за допомогою психрометра, де постійна психрометра.
З формули (7) отримаємо:
Аспіраційний психрометр Ассмана є зручним і точним приладом для визначення вологості повітря в різних місцях зберігання товарів, в експедиціях і т. П.
Відносну вологість розраховують за формулою (1), де максимальна вологість визначається по температурі навколишнього повітря з табл. 1.
Порядок виконання роботи
Завдання 1. Визначення абсолютної і відносної вологості за допомогою гігрометра.
1. За термометру визначте температуру навколишнього повітря. За величиною з табл. 1 визначте максимальну вологість або тиск насичують парів води для даної температури.
2. У камеру гігрометра налийте ефір.
3. Гумової грушею через камеру приладу продувайте повітря і спостерігайте за її стінкою. У момент появи перших ознак роси (потьмянінням поверхні) припиніть продувати повітря і швидко відрахуйте температуру по термометру. Після того як продування повітря було припинено, температура ефіру починає підвищуватися і потускнение зникати з поверхні. Відрахуйте температуру, відповідну початку зникнення роси. Знайдіть середнє значення за формулою (2). Вимірювання виконайте не менше 3-х разів.
4. За величиною. користуючись табл. 1, знайдіть значення абсолютної вологості або.
5. За формулою (1) або () визначте величину відносної вологості. Порівняйте отримані результати.
6. Всі вимірювання виконайте не менше трьох разів. Результати вимірювань і обчислень занесіть в таблицю.
1. Що таке абсолютна вологість повітря і в яких одиницях вона вимірюється?
2. Що таке відносна вологість повітря, і в яких одиницях вона вимірюється?
3. Перелічіть способи визначення вологості повітря.
4. Що таке точка роси?
5. В яких випадках спостерігається відносна вологість повітря, близька до 100%?
6. Яким є водяна пара, що знаходиться в повітрі при температурі вище точки роси, при температурі нижче точки роси?
7. Обидва термометра в психрометрами Ассмана показують однакову температуру. Яка відносна вологість повітря?
8. Як зміниться різниця показань сухого і вологого термометрів в психрометрами при зниженні температури повітря, якщо абсолютна вологість залишається незмінною?
9. Як утворюється туман?
Таблиця 1