Relative Luftfeuchtigkeit in einfachen Worten. Das Konzept der relativen Luftfeuchtigkeit. Absolute Feuchtigkeit: Definition und Formel

Allgemeine Information

Die Luftfeuchtigkeit hängt von der Beschaffenheit des Stoffes ab, bei Feststoffen zusätzlich von der Feinheit bzw. Porosität. Der Gehalt an chemisch gebundenem, sogenanntem Konstitutionswasser, beispielsweise Hydroxid, das erst bei chemischer Zersetzung freigesetzt wird, sowie kristallines hydratisiertes Wasser, wird nicht in den Feuchtigkeitsbegriff einbezogen.

Maßeinheiten und Merkmale der Definition des Feuchtigkeitsbegriffs

• Feuchtigkeit wird normalerweise durch die Menge an Wasser in einer Substanz ausgedrückt, ausgedrückt als Prozentsatz (%) der ursprünglichen Masse der feuchten Substanz ( Masse Feuchtigkeit) oder sein Volumen ( Massenfeuchtigkeit).

• Feuchtigkeit kann auch durch Feuchtigkeitsgehalt oder gekennzeichnet werden absolute Feuchtigkeit- die Wassermenge pro Masseneinheit des trockenen Teils des Materials. Diese Definition von Feuchtigkeit wird häufig verwendet, um die Qualität von Holz zu beurteilen.

Dieser Wert kann nicht immer genau gemessen werden, weil In einigen Fällen ist es unmöglich, das gesamte verfassungswidrige Wasser zu entfernen und das Objekt vor und nach dieser Operation zu wiegen.

• Die relative Feuchte charakterisiert den Feuchtigkeitsgehalt bezogen auf die maximale Feuchtigkeitsmenge, die in einem Stoff im thermodynamischen Gleichgewicht enthalten sein kann. Die relative Luftfeuchtigkeit wird normalerweise in Prozent des Maximums gemessen.

Methoden der Bestimmung

Titrator Karl Fischer.

Die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts vieler Produkte, Materialien usw. ist wichtig. Viele Körper (Getreide, Zement etc.) sind erst ab einer bestimmten Luftfeuchtigkeit für den vorgesehenen Zweck geeignet. Die Lebenstätigkeit von tierischen und pflanzlichen Organismen ist nur bei bestimmten Grenzen der Luftfeuchtigkeit und relativen Luftfeuchtigkeit möglich. Feuchtigkeit kann einen erheblichen Fehler im Gewicht des Artikels verursachen. Kilogramm Zucker oder Getreide mit 5 % und 10 % Feuchtigkeitsgehalt enthalten unterschiedliche Mengen an trockenem Zucker oder Getreide.

Die Feuchtigkeitsmessung wird durch Trocknung der Feuchtigkeit und Titration der Feuchtigkeit nach Karl Fischer bestimmt. Diese Methoden sind primär. Darüber hinaus wurden viele andere entwickelt, die nach den Ergebnissen von Feuchtigkeitsmessungen mit Primärmethoden und nach Standard-Feuchteproben kalibriert sind.

Luftfeuchtigkeit

Die Luftfeuchtigkeit ist eine Größe, die den Gehalt an Wasserdampf in verschiedenen Teilen der Erdatmosphäre charakterisiert.

Luftfeuchtigkeit - der Gehalt an Wasserdampf in der Luft; eine der wichtigsten Eigenschaften von Wetter und Klima.

Die Luftfeuchtigkeit in der Erdatmosphäre ist sehr unterschiedlich. So beträgt der Wasserdampfgehalt der Luft nahe der Erdoberfläche durchschnittlich 0,2 Vol.-% in hohen Breiten bis 2,5 % in den Tropen. Der Dampfdruck in den polaren Breiten liegt im Winter unter 1 mb (teilweise nur Hundertstel mb) und im Sommer unter 5 mb; in den Tropen steigt sie auf 30 mb und manchmal mehr. In subtropischen Wüsten wird der Dampfdruck auf 5-10 mb reduziert.

Die absolute Luftfeuchtigkeit (f) ist die tatsächlich in 1m³ Luft enthaltene Wasserdampfmenge:

f = (Masse Wasserdampf in der Luft)/(Volumen feuchter Luft)

Übliche Einheit der absoluten Feuchte: (f) = g/m³

Die relative Luftfeuchtigkeit (φ) ist das Verhältnis der aktuellen absoluten Luftfeuchtigkeit zur maximalen absoluten Luftfeuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur (siehe Tabelle).

t(°С)	-30	-20	-10	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
fmax (g/m³)	0,29	0,81	2,1	4,8	9,4	17,3	30,4	51,1	83,0	130	198	293	423	598

φ = (absolute Feuchtigkeit)/(maximale Feuchtigkeit)

Die relative Luftfeuchtigkeit wird normalerweise in Prozent ausgedrückt. Diese Größen stehen in folgender Beziehung zueinander:

φ = (f×100)/fmax

Die relative Luftfeuchtigkeit ist in der äquatorialen Zone sehr hoch (Jahresdurchschnitt bis zu 85 % oder mehr) sowie in den polaren Breiten und im Winter in den Kontinenten der mittleren Breiten. Im Sommer zeichnen sich Monsungebiete durch eine hohe relative Luftfeuchtigkeit aus. Niedrige Werte der relativen Luftfeuchtigkeit werden in subtropischen und tropischen Wüsten und im Winter in Monsunregionen beobachtet (bis zu 50% und darunter).

Die Luftfeuchtigkeit nimmt mit der Höhe schnell ab. In 1,5-2 km Höhe ist der Dampfdruck durchschnittlich halb so hoch wie an der Erdoberfläche. Die Troposphäre macht 99 % des atmosphärischen Wasserdampfes aus. Auf jedem Quadratmeter der Erdoberfläche enthält die Luft durchschnittlich etwa 28,5 kg Wasserdampf.

Literatur

Usoltsev V. A. Messung der Luftfeuchtigkeit, L., 1959.

Messwerte der Gasfeuchte

Die folgenden Größen werden verwendet, um den Feuchtigkeitsgehalt in der Luft anzugeben:

Die absolute Luftfeuchtigkeit ist die Masse an Wasserdampf, die in einer Volumeneinheit Luft enthalten ist, d.h. Dichte des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes, [g/m³]; in der Atmosphäre reicht von 0,1-1,0 g/m³ (über den Kontinenten im Winter) bis 30 g/m³ oder mehr (in der Äquatorzone); maximale Luftfeuchtigkeit (Sättigungsgrenze) Menge an Wasserdampf, die bei einer bestimmten Temperatur im thermodynamischen Gleichgewicht (Maximalwert der Luftfeuchtigkeit bei gegebener Temperatur) in der Luft enthalten sein kann, [g/m³]. Mit steigender Lufttemperatur steigt die maximale Luftfeuchtigkeit; Dampfdruck Druck, der von in der Luft enthaltenem Wasserdampf ausgeübt wird (Wasserdampfdruck als Teil des atmosphärischen Drucks), [Pa]; Feuchtedefizit Differenz zwischen Sättigungsdampfdruck und Dampfdruck [Pa], also zwischen maximaler und absoluter Luftfeuchtigkeit [g/m³]; relative Feuchte Verhältnis von Dampfdruck zu Sättigungsdampfdruck, d.h. absolute Luftfeuchtigkeit zu Maximum [% relative Feuchte]; Taupunkt Temperatur eines Gases, bei der das Gas mit Wasserdampf gesättigt ist °C . Die relative Feuchtigkeit des Gases beträgt 100 %. Bei weiterem Wasserdampfeintrag oder Abkühlung von Luft (Gas) entsteht Kondensat. Obwohl Tau bei –10 oder –50 °C nicht fällt, fällt er also

Das Gewicht, oder genauer gesagt die Masse, des Wasserdampfes, der in 1 m3 Luft enthalten ist, wird genannt absolute Feuchtigkeit. Mit anderen Worten, dies Wasserdampfdichte in der Luft. Bei gleicher Temperatur kann die Luft eine gewisse Menge Wasserdampf aufnehmen und einen Zustand vollständiger Sättigung erreichen. im Zustand seiner Sättigung heißt Feuchtigkeitskapazität.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Luft steigt mit steigender Temperatur stark an. Größenverhältnis absolute Luftfeuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur auf den Wert seiner Feuchtigkeitskapazität bei der gleichen Temperatur bezeichnet relative Luftfeuchtigkeit.

Um die Temperatur zu bestimmen und relative Luftfeuchtigkeit Verwenden Sie ein spezielles Gerät - ein Psychrometer. Das Psychrometer besteht aus zwei Thermometern. Die Kugel eines von ihnen wird mit einer Gazeabdeckung befeuchtet, deren Ende in ein Gefäß mit Wasser abgesenkt wird. Das andere Thermometer bleibt trocken und zeigt die Umgebungstemperatur an. Ein Feuchtthermometer zeigt eine niedrigere Temperatur an als ein Trockenthermometer, da die Feuchtigkeit aus der Gaze eine gewisse Wärmemenge erfordert. Die Feuchtkugeltemperatur wird genannt Kühlgrenze. Der Unterschied zwischen Trocken- und Feuchtkugelwerten wird genannt psychrometrischer Unterschied.

Zwischen dem Wert der psychrometrischen Differenz und dem Relativwert besteht eine gewisse Beziehung. Je größer die psychrometrische Differenz bei einer bestimmten Lufttemperatur ist, desto geringer ist die relative Luftfeuchtigkeit und desto mehr Feuchtigkeit kann die Luft aufnehmen. Wenn die Differenz Null ist, ist die Luft gesättigt und weitere Verdunstung von Feuchtigkeit in dieser Luft passiert nicht.

Absolute Feuchtigkeit

(f)- so viel Wasserdampf ist tatsächlich in 1m 3 Luft enthalten:
f\u003d m (Masse des in der Luft enthaltenen Wasserdampfs) / V (Volumen)
Eine häufig verwendete Einheit der absoluten Luftfeuchtigkeit ist: (f)\u003d g / m 3

Relative Luftfeuchtigkeit

Relative Luftfeuchtigkeit: φ = (absolute Luftfeuchtigkeit)/(maximale Luftfeuchtigkeit)
Die relative Luftfeuchtigkeit wird normalerweise in Prozent ausgedrückt. Diese Größen stehen in folgender Beziehung zueinander:
φ = (f×100)/fmax

Was ist taupunkt

Zur Quantifizierung der Luftfeuchtigkeit werden absolute und relative Luftfeuchtigkeit verwendet.

Die absolute Feuchtigkeit wird durch die Dichte des Wasserdampfes in der Luft oder seinen Druck gemessen.

Eine genauere Vorstellung vom Grad der Luftfeuchtigkeit gibt die relative Luftfeuchte B. Die relative Luftfeuchte wird durch eine Zahl gemessen, die angibt, wie viel Prozent der absoluten Luftfeuchte der Wasserdampfdichte entspricht, die erforderlich ist, um die Luft bei ihrer aktuellen Temperatur zu sättigen:

Die relative Luftfeuchtigkeit kann auch über den Dampfdruck bestimmt werden, da der Dampfdruck praktisch proportional zu seiner Dichte ist. Daher kann B auch wie folgt definiert werden: Die relative Luftfeuchtigkeit wird durch eine Zahl gemessen, die angibt, wie viel Prozent die absolute Luftfeuchtigkeit vom Druck beträgt Wasserdampf, der die Luft bei ihrer aktuellen Temperatur sättigt:

Die relative Luftfeuchtigkeit wird also nicht nur durch die absolute Luftfeuchtigkeit, sondern auch durch die Lufttemperatur bestimmt. Bei der Berechnung der relativen Luftfeuchte sind die Werte bzw. den Tabellen zu entnehmen (siehe Tabelle 9.1).

Lassen Sie uns herausfinden, wie sich eine Änderung der Lufttemperatur auf die Luftfeuchtigkeit auswirken kann. Die absolute Feuchtigkeit der Luft sei gleich bei Da die Dichte des sättigenden Wasserdampfes bei 22 °C liegt (Tabelle 9.1), dann beträgt die relative Feuchtigkeit B etwa 50 %.

Nehmen wir nun an, dass die Temperatur dieser Luft auf 10°C sinkt, während die Dichte gleich bleibt. Dann beträgt die relative Luftfeuchtigkeit 100%, dh die Luft ist mit Wasserdampf gesättigt. Wenn die Temperatur auf 6 ° C sinkt (z. B. nachts), kondensiert aus jedem Kubikmeter Luft ein kg Wasserdampf (Tau fällt).

Tabelle 9.1. Druck und Dichte des gesättigten Wasserdampfes bei verschiedenen Temperaturen

Die Temperatur, bei der Luft beim Abkühlen mit Wasserdampf gesättigt wird, wird als Taupunkt bezeichnet. Im obigen Beispiel beträgt der Taupunkt Beachten Sie, dass bei bekanntem Taupunkt die absolute Luftfeuchtigkeit der Tabelle entnommen werden kann. 9.1, da sie gleich der Sättigungsdampfdichte am Taupunkt ist.

Das Konzept der Luftfeuchtigkeit ist definiert als das tatsächliche Vorhandensein von Wasserpartikeln in einer bestimmten physikalischen Umgebung, einschließlich der Atmosphäre. Dabei sollte man zwischen absoluter und relativer Luftfeuchtigkeit unterscheiden: Im ersten Fall sprechen wir von einem reinen Feuchtigkeitsanteil. Gemäß dem Gesetz der Thermodynamik ist der maximale Gehalt an Wassermolekülen in der Luft begrenzt. Der maximal zulässige Wert bestimmt die relative Luftfeuchtigkeit und hängt von einer Reihe von Faktoren ab:

• Atmosphärendruck;
• Lufttemperatur;
• das Vorhandensein von kleinen Partikeln (Staub);
• das Ausmaß der chemischen Verschmutzung;

Das allgemein anerkannte Maß der Messung ist der Zins, und die Berechnung erfolgt nach einer speziellen Formel, auf die später noch eingegangen wird.

Die absolute Feuchtigkeit wird in Gramm pro Kubikzentimeter gemessen, die der Einfachheit halber auch in Prozent umgerechnet werden. Mit zunehmender Höhe kann die Feuchtigkeitsmenge je nach Region zunehmen, aber bei Erreichen einer bestimmten Obergrenze (ca. 6-7 Kilometer über dem Meeresspiegel) sinkt die Luftfeuchtigkeit auf Werte nahe Null. Die absolute Luftfeuchtigkeit gilt als einer der wichtigsten Makroparameter: Auf ihrer Grundlage werden planetarische Klimakarten und -zonen erstellt.

Bestimmung der Luftfeuchtigkeit

(Psychometergerät - es bestimmt die Luftfeuchtigkeit anhand des Temperaturunterschieds zwischen trockenen und nassen Thermometern)

Die Luftfeuchtigkeit im absoluten Verhältnis wird mit speziellen Instrumenten bestimmt, die den Prozentsatz der Wassermoleküle in der Atmosphäre bestimmen. In der Regel sind die täglichen Schwankungen vernachlässigbar - dieser Indikator kann als statisch angesehen werden und spiegelt keine wichtigen klimatischen Bedingungen wider. Im Gegensatz dazu unterliegt die relative Luftfeuchtigkeit starken Tagesschwankungen und spiegelt die genaue Verteilung der kondensierten Feuchtigkeit, ihres Drucks und ihrer Gleichgewichtssättigung wider. Dieser Indikator gilt als der wichtigste und wird mindestens einmal täglich berechnet.

Die Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit erfolgt nach einer komplexen Formel, die berücksichtigt:

• aktueller Taupunkt;
• Temperatur;
• Sattdampfdruck;
• verschiedene mathematische Modelle;

In der Praxis der synoptischen Vorhersagen wird ein vereinfachter Ansatz verwendet, wenn die Luftfeuchtigkeit unter Berücksichtigung der Temperaturdifferenz und des Taupunkts (Markierung, wenn überschüssige Feuchtigkeit in Form von Niederschlag fällt) ungefähr berechnet wird. Mit diesem Ansatz können Sie die erforderlichen Indikatoren mit einer Genauigkeit von 90-95% bestimmen, was für den täglichen Bedarf mehr als ausreichend ist.

Abhängigkeit von natürlichen Faktoren

Der Gehalt an Wassermolekülen in der Luft hängt von den klimatischen Eigenschaften einer bestimmten Region, den Wetterbedingungen, dem Luftdruck und einigen anderen Bedingungen ab. Daher wird die höchste absolute Luftfeuchtigkeit in den Tropen- und Küstenzonen beobachtet. Die relative Luftfeuchtigkeit hängt zusätzlich von den Schwankungen einer Reihe von Faktoren ab, die zuvor besprochen wurden. Während einer Regenzeit mit niedrigem Luftdruck kann die relative Luftfeuchtigkeit 85-95 % erreichen. Hoher Druck verringert die Wasserdampfsättigung in der Atmosphäre und senkt somit deren Niveau.

Ein wichtiges Merkmal der relativen Luftfeuchtigkeit ist ihre Abhängigkeit vom thermodynamischen Zustand. Die natürliche Gleichgewichtsfeuchte liegt bei 100 %, was natürlich aufgrund der extremen Instabilität des Klimas unerreichbar ist. Technogene Faktoren wirken sich auch auf Schwankungen der Luftfeuchtigkeit aus. Unter den Bedingungen von Megastädten kommt es zu einer erhöhten Verdunstung von Feuchtigkeit von Asphaltoberflächen, gleichzeitig mit der Freisetzung einer großen Menge an Schwebstoffen und Kohlenmonoxid. Dies führt in den meisten Städten der Welt zu einer starken Abnahme der Luftfeuchtigkeit.

Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Die für den Menschen angenehme Grenze der Luftfeuchtigkeit liegt im Bereich von 40 bis 70 %. Eine längere Exposition gegenüber stark von dieser Norm abweichenden Bedingungen kann zu einer spürbaren Verschlechterung des Wohlbefindens bis hin zur Entwicklung pathologischer Zustände führen. Es sollte beachtet werden, dass eine Person besonders empfindlich auf zu niedrige Luftfeuchtigkeit reagiert und eine Reihe charakteristischer Symptome aufweist:

• Reizung der Schleimhäute;
• Entwicklung einer chronischen Rhinitis;
• erhöhte Müdigkeit;
• Verschlechterung des Hautzustands;
• verminderte Immunität;

Unter den negativen Auswirkungen hoher Luftfeuchtigkeit ist das Risiko von Pilz- und Erkältungskrankheiten zu vermerken.

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• dafür sorgen Assimilation Konzept der Luftfeuchtigkeit ;
• sich entwickeln studentische Unabhängigkeit; Denken; Fähigkeit, Schlussfolgerungen zu ziehen, Entwicklung praktischer Fähigkeiten im Umgang mit physikalischen Geräten;
• zeigen praktische Anwendung und Bedeutung dieser physikalischen Größe.

Unterrichtsart: Unterrichtsstunde zum Erlernen von neuem Stoff .

Ausrüstung:

• für Frontalarbeit: ein Glas Wasser, ein Thermometer, ein Stück Mull; Fäden, psychrometrische Tabelle.
• für Vorführungen: Psychrometer, Haar- und Kondensationshygrometer, Birne, Alkohol.

Während des Unterrichts

I. Durchsicht und Kontrolle der Hausaufgaben

1. Formulieren Sie die Definition der Prozesse Verdampfung und Kondensation.

2. Welche Verdampfungsarten kennen Sie? Wie unterscheiden sie sich voneinander?

3. Unter welchen Bedingungen verdunstet die Flüssigkeit?

4. Von welchen Faktoren hängt die Verdunstungsrate ab?

5. Was ist die spezifische Verdampfungswärme?

6. Wie viel Wärme wird beim Verdampfen verbraucht?

7. Warum ist hello jar einfacher?

8. Ist die innere Energie von 1 kg Wasser und Dampf bei einer Temperatur von 100 °C gleich

9. Warum verdunstet Wasser in einer Flasche, die fest mit einem Korken verschlossen ist, nicht?

II. Neues lernen Material

Wasserdampf in der Luft ist trotz der riesigen Oberfläche von Flüssen, Seen und Ozeanen nicht gesättigt, die Atmosphäre ist ein offenes Gefäß. Die Bewegung von Luftmassen führt dazu, dass an einigen Stellen zu einem bestimmten Zeitpunkt die Verdunstung von Wasser die Kondensation überwiegt und an anderen umgekehrt.

Atmosphärische Luft ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen und Wasserdampf.

Man nennt den Druck, den Wasserdampf erzeugen würde, wenn alle anderen Gase fehlen würden Partialdruck (oder Elastizität) Wasserdampf.

Als Kenngröße der Luftfeuchtigkeit kann die Dichte des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes herangezogen werden. Dieser Wert wird aufgerufen absolute Feuchtigkeit [g/m³].

Die Kenntnis des Wasserdampfpartialdrucks oder der absoluten Feuchte sagt nichts darüber aus, wie weit Wasserdampf von der Sättigung entfernt ist.

Dazu wird ein Wert eingeführt, der anzeigt, wie nahe der Wasserdampf bei einer bestimmten Temperatur der Sättigung ist - relative Luftfeuchtigkeit.

Relative Luftfeuchtigkeit wird das Verhältnis der absoluten Feuchtigkeit genannt zur Dichte 0 von gesättigtem Wasserdampf bei gleicher Temperatur, ausgedrückt in Prozent.

P - Partialdruck bei einer bestimmten Temperatur;

P 0 - Sattdampfdruck bei gleicher Temperatur;

absolute Feuchtigkeit;

0 ist die Dichte von gesättigtem Wasserdampf bei einer gegebenen Temperatur.

Der Druck und die Dichte von gesättigtem Dampf bei verschiedenen Temperaturen können anhand spezieller Tabellen ermittelt werden.

Wenn feuchte Luft bei konstantem Druck abgekühlt wird, steigt ihre relative Feuchtigkeit, je niedriger die Temperatur, desto näher der Dampfpartialdruck in der Luft dem Sättigungsdampfdruck.

Temperatur t, zu dem die Luft gekühlt werden muss, damit der darin enthaltene Dampf einen Sättigungszustand erreicht (bei gegebener Luftfeuchte, Luft und konstantem Druck), heißt Taupunkt.

Gesättigter Wasserdampfdruck bei Lufttemperatur gleich Taupunkt, ist der Wasserdampfpartialdruck in der Atmosphäre. Wenn die Luft auf den Taupunkt abkühlt, beginnen die Dämpfe zu kondensieren. : Nebel erscheint, fällt Tau. Der Taupunkt charakterisiert auch die Luftfeuchtigkeit.

Mit speziellen Geräten kann die Luftfeuchtigkeit bestimmt werden.

1. Kondensationshygrometer

Es dient zur Bestimmung des Taupunktes. Dies ist die genaueste Methode, um die relative Luftfeuchtigkeit zu ändern.

2. Haarhygrometer

Seine Wirkung beruht auf der Eigenschaft von entfettetem Menschenhaar Mit und verlängern sich mit zunehmender relativer Luftfeuchtigkeit.

Es wird in Fällen verwendet, in denen keine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Luftfeuchtigkeit erforderlich ist.

3. Psychrometer

Wird normalerweise dort eingesetzt, wo eine ausreichend genaue und schnelle Bestimmung der Luftfeuchtigkeit erforderlich ist.

Der Wert der Luftfeuchtigkeit für lebende Organismen

Bei einer Temperatur von 20-25°C gilt Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40% bis 60% als die günstigste für das menschliche Leben. Wenn die Umgebungstemperatur höher als die Temperatur des menschlichen Körpers ist, kommt es zu vermehrtem Schwitzen. Starkes Schwitzen führt zu einer Abkühlung des Körpers. Ein solches Schwitzen ist jedoch eine erhebliche Belastung für eine Person.

Auch eine relative Luftfeuchtigkeit unter 40 % bei normaler Lufttemperatur ist schädlich, da sie zu einem erhöhten Feuchtigkeitsverlust der Organismen führt, was zu Austrocknung führt. Besonders niedrige Raumluftfeuchte im Winter; es sind 10-20%. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit schnelle Verdunstung Feuchtigkeit von der Oberfläche und Austrocknung der Schleimhaut von Nase, Kehlkopf, Lunge, was zu einer Verschlechterung des Wohlbefindens führen kann. Auch bei niedriger Luftfeuchtigkeit in der Außenumgebung bleiben pathogene Mikroorganismen länger bestehen und es sammelt sich mehr statische Aufladung auf der Oberfläche von Gegenständen an. Daher wird im Winter die Befeuchtung in Wohngebäuden mit porösen Luftbefeuchtern durchgeführt. Pflanzen sind gute Feuchtigkeitsspender.

Wenn die relative Luftfeuchtigkeit hoch ist, dann sagen wir, dass die Luft feucht und erstickend. Hohe Luftfeuchtigkeit ist deprimierend, weil die Verdunstung sehr langsam ist. Die Konzentration von Wasserdampf in der Luft ist dabei hoch, wodurch Moleküle aus der Luft fast so schnell wieder in die Flüssigkeit zurückkehren, wie sie verdunsten. Wenn der Körperschweiß langsam verdunstet, wird der Körper sehr schwach gekühlt und wir fühlen uns nicht ganz wohl. Bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit kann überhaupt keine Verdunstung stattfinden – unter solchen Bedingungen trocknen nasse Kleidung oder nasse Haut niemals aus.

Aus dem Biologiestudium kennst du die vielfältigen Anpassungen von Pflanzen in Trockengebieten. Aber Pflanzen sind an hohe Luftfeuchtigkeit angepasst. Die Heimat von Monstera - der feuchte äquatoriale Wald von Monstera mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von fast 100% - "weint", es entfernt überschüssige Feuchtigkeit durch Löcher in den Blättern - Hydathoden. In modernen Gebäuden wird die Klimaanlage verwendet, um die Raumluftumgebung zu schaffen und aufrechtzuerhalten, die für das Wohlbefinden der Menschen am günstigsten ist. Gleichzeitig werden Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftzusammensetzung automatisch reguliert.

Die Luftfeuchtigkeit spielt eine wichtige Rolle bei der Frostbildung. Wenn die Luftfeuchtigkeit hoch ist und die Luft nahe an der Dampfsättigung ist, kann die Luft bei sinkender Temperatur gesättigt werden und Tau beginnt zu fallen. Wenn jedoch Wasserdampf kondensiert, wird Energie freigesetzt (die spezifische Verdampfungswärme bei einer Temperatur nahe 0 ° C beträgt 2490 kJ / kg), daher kühlt die Luft in der Nähe der Bodenoberfläche während der Taubildung nicht unter den Taupunkt ab und die Wahrscheinlichkeit von Frost nimmt ab. Die Wahrscheinlichkeit des Einfrierens hängt zum einen von der Schnelligkeit des Temperaturabfalls ab und zum anderen von der

Zweitens von der Luftfeuchtigkeit. Es reicht aus, eine dieser Daten zu kennen, um die Wahrscheinlichkeit eines Einfrierens mehr oder weniger genau vorherzusagen.

Rezensionsfragen:

1. Was versteht man unter Luftfeuchtigkeit?
2. Wie hoch ist die absolute Luftfeuchtigkeit? Welche Formel drückt die Bedeutung dieses Begriffs aus? In welchen Einheiten wird es ausgedrückt?
3. Was ist Wasserdampfdruck?
4. Wie hoch ist die relative Luftfeuchtigkeit? Welche Formeln drücken die Bedeutung dieses Begriffs in Physik und Meteorologie aus? In welchen Einheiten wird es ausgedrückt?
5. Relative Luftfeuchtigkeit von 70 %, was bedeutet das?
6. Was heißt Taupunkt?

Mit welchen Geräten wird die Luftfeuchtigkeit gemessen? Was sind die subjektiven Empfindungen der Luftfeuchtigkeit durch eine Person? Erklären Sie nach dem Zeichnen eines Bildes den Aufbau und die Funktionsweise eines Haar- und Kondensationshygrometers und eines Psychrometers.

Laborarbeit Nr. 4 „Messung der relativen Luftfeuchte“

Zweck: zu lernen, wie man die relative Luftfeuchtigkeit bestimmt, entwickeln praktische Fähigkeiten im Umgang mit physikalischen Geräten.

Ausrüstung: Thermometer, Mullbinde, Wasser, psychometrische Tabelle

Während des Unterrichts

Vor der Durchführung der Arbeit ist es erforderlich, die Studierenden nicht nur auf Inhalt und Fortschritt der Arbeit, sondern auch auf die Regeln zum Umgang mit Thermometern und Glasgefäßen aufmerksam zu machen. Es muss daran erinnert werden, dass das Thermometer immer, wenn es nicht für Messungen verwendet wird, im Gehäuse sein muss. Bei der Temperaturmessung sollte das Thermometer am oberen Rand gehalten werden. Auf diese Weise können Sie die Temperatur mit der größten Genauigkeit bestimmen.

Die ersten Temperaturmessungen sollten mit einem Trockenkugelthermometer erfolgen, diese Temperatur im Zuschauerraum ändert sich während des Betriebs nicht.

Um die Temperatur mit einem Feuchtkugelthermometer zu messen, nehmen Sie besser ein Stück Gaze als Tuch. Die Gaze saugt sehr gut auf und transportiert Wasser von der Nasspartie zur Trockenpartie.

Anhand einer psychrometrischen Tabelle lässt sich der Wert der relativen Luftfeuchtigkeit leicht bestimmen.

Lassen t c = h= 22 °C, t m \u003d t 2= 19 °C. Dann t = tk- 1 Watt = 3 Grad.

Ermitteln Sie die relative Luftfeuchtigkeit aus der Tabelle. In diesem Fall beträgt sie 76 %.

Zum Vergleich können Sie die relative Luftfeuchtigkeit der Außenluft messen. Dazu kann eine Gruppe von zwei oder drei Studenten, die den Hauptteil der Arbeit erfolgreich abgeschlossen haben, gebeten werden, ähnliche Messungen auf der Straße durchzuführen. Dies sollte nicht länger als 5 Minuten dauern. Der erhaltene Feuchtigkeitswert kann mit der Luftfeuchtigkeit im Klassenzimmer verglichen werden.

Die Ergebnisse der Arbeit werden in den Schlussfolgerungen zusammengefasst. Sie sollten nicht nur die formalen Werte der Endergebnisse notieren, sondern auch die Gründe angeben, die zu Fehlern führen.

III. Probleme lösen

Da diese Laborarbeit inhaltlich recht einfach und von geringem Umfang ist, kann der Rest der Unterrichtsstunde der Lösung von Problemen zum behandelten Thema gewidmet werden. Um Probleme zu lösen, ist es nicht notwendig, dass alle Schüler gleichzeitig damit beginnen, sie zu lösen. Im weiteren Verlauf der Arbeit können sie individuell Aufgaben erhalten.

Folgende einfache Aufgaben können vorgeschlagen werden:

Draußen fällt kalter Herbstregen. In welchem ​​Fall trocknet die in der Küche aufgehängte Wäsche schneller: bei offenem oder geschlossenem Fenster? Wieso den?

Die Luftfeuchtigkeit beträgt 78 % und die Trockentemperatur 12 °C. Welche Temperatur zeigt ein Feuchtkugelthermometer an? (Antworten: 10 Grad.)

Der Unterschied zwischen trockener und nasser Thermometeranzeige beträgt 4 °C. Relative Luftfeuchtigkeit 60 %. Was sind die Trocken- und Feuchtkugelwerte? (Antwort: t c -l9°С, t m= 10 °C.)

Hausaufgaben

• Wiederholen Sie Absatz 17 des Lehrbuchs.
• Aufgabennummer 3. p. 43.

Schülerbotschaften über die Rolle der Verdunstung im Leben von Pflanzen und Tieren.

Verdunstung im Pflanzenleben

Für die normale Existenz einer Pflanzenzelle muss sie mit Wasser gesättigt sein. Bei Algen ist es eine natürliche Folge ihrer Lebensbedingungen, bei Landpflanzen entsteht es durch zwei gegensätzliche Prozesse: Wasseraufnahme durch Wurzeln und Verdunstung. Für eine erfolgreiche Photosynthese müssen die chlorophyllhaltigen Zellen von Landpflanzen engsten Kontakt mit der umgebenden Atmosphäre halten, die sie mit dem benötigten Kohlendioxid versorgt; Dieser enge Kontakt führt jedoch zwangsläufig dazu, dass das Wasser, das die Zellen sättigt, kontinuierlich in den umgebenden Raum verdunstet und die gleiche Sonnenenergie, die die Pflanze mit der für die Photosynthese notwendigen Energie versorgt, vom Chlorophyll absorbiert wird, zur Erwärmung beiträgt des Blattes und damit zur Intensivierung des Verdunstungsprozesses.

Sehr wenige und noch dazu wenig organisierte Pflanzen wie Moose und Flechten können lange Unterbrechungen der Wasserversorgung überstehen und diese Zeit in einem Zustand des vollständigen Aussterbens überstehen. Von den höheren Pflanzen sind dazu nur einige Vertreter der Fels- und Wüstenflora in der Lage, zum Beispiel die im Sand des Karakum verbreitete Segge. Für die überwiegende Mehrheit der großen Pflanzen wäre eine solche Trocknung fatal, weshalb ihr Wasserabfluss ungefähr gleich ihrem Zufluss ist.

Um sich das Ausmaß der Wasserverdunstung durch Pflanzen vorzustellen, geben wir folgendes Beispiel: In einer Vegetationsperiode verdunstet eine Sonnenblumen- oder Maisblüte bis zu 200 kg oder mehr Wasser, d.h. ein Fass von fester Größe! Bei einem solchen energetischen Verbrauch ist eine nicht weniger energetische Entnahme von Wasser erforderlich. Dafür (das Wurzelsystem wächst, dessen Ausmaße riesig sind, ergaben die Zählungen der Anzahl der Wurzeln und Wurzelhaare für Winterroggen die folgenden erstaunlichen Zahlen: Es gab fast vierzehn Millionen Wurzeln, die Gesamtlänge aller Wurzeln beträgt 600 km , und ihre Gesamtfläche beträgt etwa 225 m 2. An diesen Wurzeln befanden sich etwa 15 Milliarden Wurzelhaare mit einer Gesamtfläche von 400 m 2 .

Der Wasserverbrauch einer Pflanze während ihres Lebens hängt stark vom Klima ab. In einem heißen trockenen Klima verbrauchen Pflanzen nicht weniger und manchmal sogar mehr Wasser als in einem feuchteren Klima, diese Pflanzen haben ein stärker entwickeltes Wurzelsystem und eine weniger entwickelte Blattoberfläche. Pflanzen feuchter, schattiger Tropenwälder, Ufer von Gewässern verbrauchen am wenigsten Wasser: Sie haben dünne breite Blätter, schwache Wurzeln und Leitsysteme. Pflanzen in ariden Regionen, wo es sehr wenig Wasser im Boden gibt und die Luft heiß und trocken ist, haben verschiedene Methoden, sich an diese harten Bedingungen anzupassen. Wüstenpflanzen sind interessant. Das sind zum Beispiel Kakteenpflanzen mit dickfleischigen Stämmen, deren Blätter sich in Dornen verwandelt haben. Sie haben eine kleine Oberfläche mit großem Volumen, dicke Hüllen, wenig wasser- und wasserdampfdurchlässig, mit wenigen, fast immer geschlossenen Spaltöffnungen. Daher verdunsten Kakteen auch bei extremer Hitze wenig Wasser.

Andere Pflanzen der Wüstenzone (Kameldorn, Steppen-Alfalfa, Wermut) haben dünne Blätter mit weit geöffneten Stomata, die sich kräftig assimilieren und verdunsten, wodurch die Temperatur der Blätter erheblich reduziert wird. Oft sind die Blätter mit einer dicken Schicht grauer oder weißer Haare bedeckt, die eine Art durchscheinender Schirm darstellen, der die Pflanzen vor Überhitzung schützt und die Intensität der Verdunstung verringert.

Viele Wüstenpflanzen (Federgras, Tumbleweed, Heidekraut) haben zähe, ledrige Blätter. Solche Pflanzen können längeres Welken tolerieren. Zu diesem Zeitpunkt sind ihre Blätter zu einer Röhre verdreht und die Stomata befinden sich darin.

Die Verdunstungsbedingungen ändern sich im Winter dramatisch. Aus gefrorenem Boden können die Wurzeln kein Wasser aufnehmen. Aufgrund des Laubfalls nimmt daher die Verdunstung von Feuchtigkeit durch die Pflanze ab. Außerdem liegt ohne Blätter weniger Schnee auf der Krone, was die Pflanzen vor mechanischen Beschädigungen schützt.

Die Rolle von Verdunstungsprozessen für tierische Organismen

Die Verdunstung ist die am einfachsten kontrollierbare Methode, um innere Energie zu reduzieren. Alle Bedingungen, die die Paarung behindern, verletzen die Regulierung der Körperwärmeübertragung. Daher erschweren Leder, Gummi, Wachstuch und synthetische Kleidung die Regulierung der Körpertemperatur.

Das Schwitzen spielt eine wichtige Rolle bei der Thermoregulation des Körpers, es sorgt für die Konstanz der Körpertemperatur eines Menschen oder eines Tieres. Durch die Verdunstung von Schweiß nimmt die innere Energie ab, wodurch der Körper abkühlt.

Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 % gilt als normal für das menschliche Leben. Wenn die Umgebung eine Temperatur hat, die höher ist als der menschliche Körper, dann gibt es einen Anstieg. Reichliches Schwitzen führt zu einer Abkühlung des Körpers und hilft bei der Arbeit bei hohen Temperaturen. Ein solches aktives Schwitzen ist jedoch eine erhebliche Belastung für den Menschen! Wenn gleichzeitig die absolute Luftfeuchtigkeit hoch ist, wird das Leben und Arbeiten noch schwieriger (feuchte Tropen, einige Werkstätten, z. B. Färberei).

Auch eine relative Luftfeuchtigkeit unter 40 % bei normaler Lufttemperatur ist schädlich, da sie zu einem erhöhten Feuchtigkeitsverlust des Körpers führt, was zu Austrocknung führt.

Aus Sicht der Thermoregulation und der Rolle von Verdunstungsprozessen sind einige Lebewesen sehr interessant. Es ist zum Beispiel bekannt, dass ein Kamel zwei Wochen lang nicht trinken kann. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass es sehr sparsam mit Wasser umgeht. Das Kamel schwitzt selbst bei vierzig Grad kaum. Sein Körper ist mit dickem und dichtem Haar bedeckt - die Wolle schützt vor Überhitzung (auf dem Rücken eines Kamels an einem heißen Nachmittag wird es auf achtzig Grad erhitzt und die Haut darunter ist nur bis zu vierzig Grad!). Wolle verhindert auch die Verdunstung von Feuchtigkeit aus dem Körper (bei einem geschorenen Kamel erhöht sich die Schweißbildung um 50 %). Ein Kamel öffnet auch bei größter Hitze niemals sein Maul: Wenn Sie Ihr Maul weit öffnen, verdunsten Sie schließlich viel Wasser aus der Schleimhaut der Mundhöhle! Die Atemfrequenz eines Kamels ist sehr niedrig - 8 mal pro Minute. Dadurch verlässt weniger Wasser den Körper mit der Luft. In der Hitze steigt seine Atemfrequenz jedoch auf 16 Mal pro Minute. (Vergleichen Sie: Ein Stier atmet unter den gleichen Bedingungen 250 und ein Hund 300-400 Mal pro Minute.) Außerdem sinkt die Körpertemperatur des Kamels nachts auf 34 ° und steigt tagsüber bei Hitze auf 40 -41 °. Dies ist sehr wichtig, um Wasser zu sparen. Das Kamel hat auch eine sehr merkwürdige Vorrichtung, um Wasser für die Zukunft zu speichern: Es ist bekannt, dass aus Fett, wenn es im Körper "verbrennt", viel Wasser gewonnen wird - 107 g von 100 g Fett. So kann ein Kamel seinen Höckern bei Bedarf bis zu einem halben Zentner Wasser entziehen.

Aus sparsamer Sicht des Wasserverbrauchs sind die amerikanischen Springmäuse (Kängururatten) noch erstaunlicher. Sie trinken überhaupt nie. Kängururatten leben auch in der Wüste von Arizona und nagen an Samen und trockenen Gräsern. Fast das gesamte Wasser in ihrem Körper ist körpereigenes, d.h. wird in den Zellen bei der Verdauung von Nahrung produziert. Experimente haben gezeigt, dass aus 100 g Perlgerste, die an Känguru-Ratten verfüttert wurde, sie nach Verdauung und Oxidation 54 g Wasser erhielten!

Luftsäcke spielen eine wichtige Rolle bei der Thermoregulation von Vögeln. Bei heißem Wetter verdunstet Feuchtigkeit von der Innenfläche der Luftsäcke, was zur Kühlung des Körpers beiträgt. In diesem Zusammenhang öffnet der Vogel bei heißem Wetter seinen Schnabel. (Katz //./> Biophysik im Physikunterricht. - M.: Pädagogik, 1974).

n. Unabhängige Arbeit

Die freigesetzte Wärmemenge mri vollständige Verbrennung von 20 kg Kohle? (Antworten: 418 MJ)

Wie viel Wärme wird bei der vollständigen Verbrennung von 50 Liter Methan freigesetzt? Nehmen Sie die Dichte von Methan gleich 0,7 kg / m 3. (Antwort: -1.7 MJ)

Auf einem Glas Joghurt steht: Energiewert 72 kcal. Drücken Sie den Energiewert des Produkts in J aus.

Der Brennwert einer täglichen Essensration für Schulkinder in Ihrem Alter beträgt etwa 1,2 MJ.

1) Reicht der Verzehr für 100 g fetten Hüttenkäse, 50 g Weizenbrot, 50 g Rindfleisch und 200 g Kartoffeln. Erforderliche Zusatzdaten:

• fetter Hüttenkäse 9755;
• Weizenbrot 9261;
• Rindfleisch 7524;
• Kartoffeln 3776.

2) Reicht es Ihnen, tagsüber 100 g Barsch, 50 g frische Gurken, 200 g Weintrauben, 100 g Roggenbrot, 20 g Sonnenblumenöl und 150 g Eiscreme zu sich zu nehmen?

Spezifische Verbrennungswärme q x 10 3, J / kg:

• Barsch 3520;
• frische Gurken 572;
• Trauben 2400;
• Roggenbrot 8884;
• Sonnenblumenöl 38900;
• cremiges Eis 7498. ,

(Antwort: 1) Ungefähr 2,2 MJ verbraucht - genug; 2) Verbraucht zu 3,7 MJ ist genug.)

Bei einer zweistündigen Unterrichtsvorbereitung verbrauchen Sie etwa 800 kJ Energie. Werden Sie Energie tanken, wenn Sie 200 ml Magermilch trinken und 50 g Weizenbrot essen? Die Dichte von Magermilch beträgt 1036 kg/m 3 . (Antworten: Es wird ca. 1 MJ verbraucht - genug.)

Das Wasser aus dem Becherglas wurde in ein von der Flamme einer Spirituslampe erhitztes Gefäß gegossen und verdampft. Berechnen Sie die Masse des verbrannten Alkohols. Behältererwärmungs- und Lufterwärmungsverluste können vernachlässigt werden. (Antworten: 1,26 gr.)

• Wie viel Wärme wird bei der vollständigen Verbrennung von 1 Tonne Anthrazit freigesetzt? (Antworten: 26.8. 109J.)
• Welche Masse Biogas muss verbrannt werden, um 50 MJ Wärme freizusetzen? (Antwort: 2 kg.)
• Wie viel Wärme wird bei der Verbrennung von 5 Litern Heizöl freigesetzt? Floß ness Nehmen Sie Heizöl in Höhe von 890 kg / m 3. (Antworten: um 173 MJ.)

Auf der Bonbonschachtel steht geschrieben: Kaloriengehalt von 100 g beträgt 580 kcal. Drücken Sie den nyl-Gehalt des Produkts in J aus.

Lies die Etiketten verschiedener Lebensmittel. Schreibe die Energie auf Ich mit welchen Wert (Kaloriengehalt) von Produkten, ausgedrückt in Joule oder ka-Yuri (Kilokalorien).

Beim Radfahren für 1 Stunde verbrauchen Sie ungefähr 2.260.000 J Energie. Werden Sie Ihre Energiereserven wiederherstellen, wenn Sie 200 g Kirschen essen?