رطوبت نسبی به زبان ساده. مفهوم رطوبت نسبی رطوبت مطلق: تعریف و فرمول

اطلاعات کلی

رطوبت به ماهیت ماده و در جامدات، علاوه بر این، به درجه ظرافت یا تخلخل بستگی دارد. محتوای مواد شیمیایی متصل شده، به اصطلاح آب اساسی، به عنوان مثال، هیدروکسیدها، که تنها در طی تجزیه شیمیایی آزاد می شود، و همچنین آب هیدراته کریستالی، در مفهوم رطوبت گنجانده نشده است.

واحدهای اندازه گیری و ویژگی های تعریف مفهوم رطوبت

• رطوبت معمولاً با مقدار آب موجود در یک ماده مشخص می شود که به صورت درصد (%) جرم اصلی ماده مرطوب بیان می شود. رطوبت انبوه) یا حجم آن ( رطوبت حجیم).

• رطوبت را می توان با محتوای رطوبت نیز مشخص کرد رطوبت مطلق- مقدار آب در واحد جرم قسمت خشک ماده. این تعریف از رطوبت به طور گسترده ای برای ارزیابی کیفیت چوب استفاده می شود.

این مقدار را همیشه نمی توان به دقت اندازه گیری کرد، زیرا در برخی موارد حذف تمام آب های مغایر با قانون اساسی و وزن کردن جسم قبل و بعد از این عمل غیرممکن است.

• رطوبت نسبی میزان رطوبت را نسبت به حداکثر مقدار رطوبتی که می تواند در یک ماده در حالت تعادل ترمودینامیکی وجود داشته باشد مشخص می کند. رطوبت نسبی معمولاً به عنوان درصدی از حداکثر اندازه گیری می شود.

روش های تعیین

تیتراتور کارل فیشر.

تعیین میزان رطوبت بسیاری از محصولات، مواد و غیره مهم است. فقط در یک رطوبت معین، بسیاری از بدنه ها (دانه، سیمان و غیره) برای هدفی که برای آن در نظر گرفته شده اند مناسب هستند. فعالیت حیاتی موجودات جانوری و گیاهی تنها در حد معینی از رطوبت و رطوبت نسبی هوا امکان پذیر است. رطوبت می تواند خطای قابل توجهی در وزن کالا ایجاد کند. کیلوگرم شکر یا غلات با رطوبت 5% و 10% حاوی مقادیر متفاوتی شکر یا غلات خشک خواهد بود.

اندازه گیری رطوبت با خشک کردن رطوبت و تیتر کردن رطوبت طبق کارل فیشر تعیین می شود. این روش ها اولیه هستند. علاوه بر آنها، بسیاری دیگر ساخته شده اند که با توجه به نتایج اندازه گیری رطوبت با روش های اولیه و بر اساس نمونه های رطوبت استاندارد کالیبره می شوند.

رطوبت هوا

رطوبت هوا مقداری است که محتوای بخار آب در قسمت های مختلف جو زمین را مشخص می کند.

رطوبت - محتوای بخار آب در هوا؛ یکی از شاخص ترین ویژگی های آب و هوا و آب و هوا.

رطوبت در جو زمین به طور گسترده ای متفاوت است. بنابراین، در نزدیکی سطح زمین، محتوای بخار آب در هوا به طور متوسط ​​از 0.2٪ حجمی در عرض های جغرافیایی بالا تا 2.5٪ در مناطق استوایی است. فشار بخار در عرض های جغرافیایی قطبی در زمستان کمتر از 1 مگابایت (گاهی اوقات فقط صدم مگابایت) و در تابستان کمتر از 5 مگابایت است. در مناطق استوایی، به 30 مگابایت و گاهی اوقات بیشتر می شود. در بیابان های نیمه گرمسیری، فشار بخار به 5-10 مگابایت کاهش می یابد.

رطوبت مطلق هوا (f) مقدار بخار آب موجود در 1 متر مکعب هوا است:

f = (جرم بخار آب در هوا) / (حجم هوای مرطوب)

واحد رطوبت مطلق رایج: (f) = g/m³

رطوبت نسبی (φ) نسبت رطوبت مطلق فعلی آن به حداکثر رطوبت مطلق در دمای معین است (جدول را ببینید)

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 = (رطوبت مطلق)/(حداکثر رطوبت)

رطوبت نسبی معمولاً به صورت درصد بیان می شود. این مقادیر با رابطه زیر با یکدیگر مرتبط هستند:

φ = (f×100)/fmax

رطوبت نسبی در منطقه استوایی (متوسط ​​سالانه تا 85٪ یا بیشتر)، و همچنین در عرض های جغرافیایی قطبی و در زمستان در داخل قاره های عرض جغرافیایی میانی بسیار زیاد است. در تابستان، مناطق موسمی با رطوبت نسبی بالا مشخص می شوند. مقادیر کم رطوبت نسبی در بیابان های نیمه گرمسیری و گرمسیری و در زمستان در مناطق موسمی (تا 50٪ و کمتر) مشاهده می شود.

با افزایش ارتفاع، رطوبت به سرعت کاهش می یابد. در ارتفاع 1.5-2 کیلومتری، فشار بخار به طور متوسط ​​نصف سطح زمین است. تروپوسفر 99 درصد از بخار آب اتمسفر را تشکیل می دهد. به طور متوسط، در هر متر مربع از سطح زمین، هوا حاوی حدود 28.5 کیلوگرم بخار آب است.

ادبیات

Usoltsev V. A. اندازه گیری رطوبت هوا، L.، 1959.

مقادیر اندازه گیری رطوبت گاز

مقادیر زیر برای نشان دادن میزان رطوبت موجود در هوا استفاده می شود:

رطوبت مطلق هوا جرم بخار آب موجود در یک واحد حجم هوا است، یعنی. چگالی بخار آب موجود در هوا، [g/m³]. در اتمسفر بین 0.1-1.0 گرم در متر مکعب (در قاره ها در زمستان) تا 30 گرم در متر مکعب یا بیشتر (در منطقه استوایی) است. حداکثر رطوبت هوا (حد اشباع) مقدار بخار آبی که می تواند در هوا در دمای معین در تعادل ترمودینامیکی (حداکثر مقدار رطوبت هوا در دمای معین)، [g/m³] موجود باشد. با افزایش دمای هوا، حداکثر رطوبت آن افزایش می یابد. فشار فشار بخار اعمال شده توسط بخار آب موجود در هوا (فشار بخار آب به عنوان بخشی از فشار اتمسفر)، [Pa]. اختلاف کمبود رطوبت بین فشار بخار اشباع و فشار بخار [Pa]، یعنی بین حداکثر و رطوبت مطلق هوا [g/m³]. نسبت رطوبت نسبی فشار بخار به فشار بخار اشباع، یعنی رطوبت مطلق هوا به حداکثر [% رطوبت نسبی]؛ دمای نقطه شبنم گازی که در آن گاز با بخار آب درجه سانتی گراد اشباع می شود. رطوبت نسبی گاز 100 درصد است. با هجوم بیشتر بخار آب یا زمانی که هوا (گاز) خنک می شود، میعانات ظاهر می شود. بنابراین، اگرچه شبنم در دمای -10 یا -50 درجه سانتیگراد نمی افتد، اما این اتفاق می افتد

وزن یا به طور دقیق تر جرم بخار آب موجود در 1 متر مکعب هوا نامیده می شود رطوبت مطلق. به عبارت دیگر، این چگالی بخار آبدر هوا. در همان دما، هوا می تواند مقدار مشخصی بخار آب را جذب کند و به حالت اشباع کامل برسد. در حالت اشباع آن نامیده می شود ظرفیت رطوبت.

رطوبت هوا با افزایش دما به شدت افزایش می یابد. نسبت بزرگی رطوبت مطلق هوادر یک دمای معین به مقدار ظرفیت رطوبت آن در همان دما گفته می شود رطوبت نسبی.

برای تعیین دما و رطوبت نسبیاز یک دستگاه خاص - روان سنج استفاده کنید. سایکرومتر از دو دماسنج تشکیل شده است. توپ یکی از آنها با یک پوشش گاز مرطوب می شود که انتهای آن در ظرفی با آب پایین می آید. دماسنج دیگر خشک می ماند و دمای محیط را نشان می دهد. دماسنج حباب مرطوب دمای کمتری نسبت به دماسنج حباب خشک نشان می دهد، زیرا رطوبت گاز به مقدار معینی گرما نیاز دارد. دمای لامپ مرطوب نامیده می شود حد خنک کننده. تفاوت بین قرائت لامپ خشک و مرطوب نامیده می شود تفاوت روان سنجی.

بین مقدار تفاوت روان‌سنجی و نسبی رابطه مشخصی وجود دارد. هر چه اختلاف سایکرومتریک در دمای معین هوا بیشتر باشد، رطوبت نسبی هوا کمتر می شود و هوا می تواند رطوبت بیشتری جذب کند. هنگامی که اختلاف صفر باشد، هوا اشباع شده و رطوبت در چنین هوایی تبخیر می شود اتفاق نمی افتد.

رطوبت مطلق

(و)- این مقدار بخار آب موجود در 1 متر مکعب هوا است:
f\u003d متر (جرم بخار آب موجود در هوا) / V (حجم)
واحدی که معمولاً برای رطوبت مطلق استفاده می شود عبارت است از: (و)\u003d گرم در متر 3

رطوبت نسبی

رطوبت نسبی: φ = (رطوبت مطلق) / (حداکثر رطوبت)
رطوبت نسبی معمولاً به صورت درصد بیان می شود. این مقادیر با رابطه زیر با یکدیگر مرتبط هستند:
φ = (f×100)/fmax

نقطه شبنم چیست

برای تعیین کمیت رطوبت هوا از رطوبت مطلق و نسبی هوا استفاده می شود.

رطوبت مطلق با چگالی بخار آب موجود در هوا یا فشار آن اندازه گیری می شود.

رطوبت نسبی B ایده واضح تری از درجه رطوبت هوا به دست می دهد. رطوبت نسبی با عددی اندازه گیری می شود که نشان می دهد رطوبت مطلق چند درصد از تراکم بخار آب مورد نیاز برای اشباع هوا در دمای فعلی است:

رطوبت نسبی را می توان با فشار بخار نیز تعیین کرد، زیرا فشار بخار عملاً متناسب با چگالی آن است. بنابراین، B را می توان به صورت زیر نیز تعریف کرد: رطوبت نسبی با عددی اندازه گیری می شود که نشان می دهد رطوبت مطلق چند درصد از فشار است. بخار آب که هوا را در دمای فعلی اشباع می کند:

بنابراین، رطوبت نسبی نه تنها با رطوبت مطلق، بلکه با دمای هوا نیز تعیین می شود. هنگام محاسبه رطوبت نسبی، مقادیر یا باید از جداول گرفته شوند (جدول 9.1 را ببینید).

بیایید دریابیم که چگونه تغییر دمای هوا می تواند بر رطوبت آن تأثیر بگذارد. بگذارید رطوبت مطلق هوا برابر با at باشد زیرا چگالی بخار آب اشباع در دمای 22 درجه سانتیگراد است (جدول 9.1)، بنابراین رطوبت نسبی B حدود 50٪ است.

اکنون فرض می کنیم که دمای این هوا به 10 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، در حالی که چگالی ثابت باقی می ماند. سپس رطوبت نسبی هوا 100% می شود، یعنی هوا از بخار آب اشباع می شود. اگر دما به 6 درجه سانتیگراد کاهش یابد (مثلاً در شب)، یک کیلوگرم بخار آب از هر متر مکعب هوا متراکم می شود (شبنم فرو می ریزد).

جدول 9.1. فشار و چگالی بخار آب اشباع در دماهای مختلف

دمایی که در آن هوا در هنگام سرد شدن با بخار آب اشباع می شود، نقطه شبنم نامیده می شود. در مثال بالا، نقطه شبنم است توجه داشته باشید که با یک نقطه شبنم شناخته شده، رطوبت مطلق هوا را می توان از جدول پیدا کرد. 9.1، زیرا برابر است با چگالی بخار اشباع در نقطه شبنم.

مفهوم رطوبت هوا به عنوان حضور واقعی ذرات آب در یک محیط فیزیکی خاص از جمله جو تعریف می شود. در این مورد، باید بین رطوبت مطلق و نسبی تمایز قائل شد: در مورد اول، ما در مورد درصد خالص رطوبت صحبت می کنیم. طبق قانون ترمودینامیک، حداکثر محتوای مولکول های آب در هوا محدود است. حداکثر سطح مجاز رطوبت نسبی را تعیین می کند و به تعدادی از عوامل بستگی دارد:

• فشار اتمسفر؛
• دمای هوا؛
• وجود ذرات کوچک (گرد و غبار)؛
• سطح آلودگی شیمیایی؛

اندازه گیری به طور کلی پذیرفته شده بهره است و محاسبه طبق فرمول خاصی انجام می شود که بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت.

رطوبت مطلق بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب اندازه گیری می شود که برای راحتی به درصد نیز تبدیل می شود. با افزایش ارتفاع، میزان رطوبت ممکن است بسته به منطقه افزایش یابد، اما با رسیدن به سقف معینی (حدود 7-6 کیلومتر از سطح دریا)، رطوبت به مقادیر نزدیک به صفر کاهش می یابد. رطوبت مطلق یکی از پارامترهای کلان اصلی در نظر گرفته می شود: بر اساس آن، نقشه های آب و هوای سیاره ای و مناطق تدوین شده است.

تعیین سطح رطوبت

(دستگاه سایکومتر - رطوبت را با تفاوت دما بین دماسنج های خشک و مرطوب تعیین می کند)

رطوبت با نسبت مطلق با استفاده از ابزارهای ویژه ای تعیین می شود که درصد مولکول های آب را در جو تعیین می کند. به عنوان یک قاعده، نوسانات روزانه ناچیز است - این شاخص را می توان ثابت در نظر گرفت و شرایط آب و هوایی مهم را منعکس نمی کند. برعکس، رطوبت نسبی در معرض نوسانات شدید روزانه است و منعکس کننده توزیع دقیق رطوبت متراکم، فشار و اشباع تعادلی آن است. این شاخص است که اصلی در نظر گرفته می شود و حداقل یک بار در روز محاسبه می شود.

تعیین رطوبت نسبی هوا طبق فرمول پیچیده ای انجام می شود که در نظر گرفته می شود:

• نقطه شبنم فعلی؛
• درجه حرارت؛
• فشار بخار اشباع؛
• مدل های مختلف ریاضی؛

در عمل پیش‌بینی‌های همدیدی، زمانی که رطوبت تقریباً با در نظر گرفتن تفاوت دما و نقطه شبنم محاسبه می‌شود، از یک رویکرد ساده استفاده می‌شود. این رویکرد به شما امکان می دهد شاخص های مورد نیاز را با دقت 90-95٪ تعیین کنید که برای نیازهای روزمره بیش از اندازه کافی است.

وابستگی به عوامل طبیعی

محتوای مولکول های آب در هوا به ویژگی های آب و هوایی یک منطقه خاص، شرایط آب و هوایی، فشار اتمسفر و برخی شرایط دیگر بستگی دارد. بنابراین بیشترین رطوبت مطلق در مناطق گرمسیری و ساحلی مشاهده می شود. رطوبت نسبی علاوه بر این به نوسانات تعدادی از عواملی که قبلاً بحث شد بستگی دارد. در طول یک دوره بارانی با شرایط فشار اتمسفر کم، رطوبت نسبی می تواند به 85-95٪ برسد. فشار بالا باعث کاهش اشباع بخار آب در جو می شود و در نتیجه سطح آنها را کاهش می دهد.

یکی از ویژگی های مهم رطوبت نسبی، وابستگی آن به حالت ترمودینامیکی است. رطوبت تعادل طبیعی 100 درصد است که البته به دلیل ناپایداری شدید آب و هوا دست نیافتنی است. عوامل فناورانه نیز بر نوسانات رطوبت اتمسفر تأثیر می گذارد. در شرایط کلان شهرها، همزمان با انتشار مقدار زیادی ذرات معلق و مونوکسید کربن، تبخیر رطوبت از سطوح آسفالت افزایش می یابد. این باعث کاهش شدید رطوبت در اکثر شهرهای جهان می شود.

تاثیر بر بدن انسان

مرزهای رطوبت اتمسفر که برای انسان راحت است در محدوده 40 تا 70 درصد است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض شرایط انحراف شدید از این هنجار می تواند تا ایجاد شرایط پاتولوژیک باعث وخامت قابل توجهی در رفاه شود. لازم به ذکر است که شخص به خصوص به رطوبت بیش از حد کم حساس است و تعدادی از علائم مشخصه را تجربه می کند:

• تحریک غشاهای مخاطی؛
• توسعه رینیت مزمن؛
• افزایش خستگی؛
• بدتر شدن وضعیت پوست؛
• کاهش ایمنی؛

از جمله اثرات منفی رطوبت بالا می توان به خطر ابتلا به قارچ و سرماخوردگی اشاره کرد.

عقب به جلو

توجه! پیش نمایش اسلاید فقط برای اهداف اطلاعاتی است و ممکن است گستره کامل ارائه را نشان ندهد. اگر به این کار علاقه دارید، لطفا نسخه کامل را دانلود کنید.

• اطمینان حاصل شود ادغاممفهوم رطوبت هوا ;
• توسعه دهداستقلال دانش آموزی؛ فكر كردن؛ توانایی نتیجه گیری؛ توسعه مهارت های عملی هنگام کار با تجهیزات فیزیکی؛
• نشان دادنکاربرد عملی و اهمیت این کمیت فیزیکی.

نوع درس: درس آموزی مطالب جدید .

تجهیزات:

• برای کارهای جلویی: یک لیوان آب، یک دماسنج، یک تکه گاز. نخ ها، جدول سایکرومتریک.
• برای نمایش: روان سنج، رطوبت سنج مو و تراکم، گلابی، الکل.

در طول کلاس ها

I. بررسی و بررسی تکالیف

1. تعریف فرآیندهای تبخیر و تراکم را فرموله کنید.

2. چه انواع تبخیر را می شناسید؟ چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

3. در چه شرایطی مایع تبخیر می شود؟

4. میزان تبخیر به چه عواملی بستگی دارد؟

5. حرارت مخصوص تبخیر چیست؟

6. مقدار گرمای تامین شده در طول تبخیر صرف چه مقدار است؟

7. چرا hello jar راحت تر است؟

8. آیا انرژی داخلی 1 کیلوگرم آب و بخار در دمای 100 درجه سانتیگراد یکسان است؟

9. چرا آب در بطری محکم بسته شده با چوب پنبه تبخیر نمی شود؟

II. یادگیری جدید مواد

بخار آب موجود در هوا، با وجود سطح عظیم رودخانه ها، دریاچه ها، اقیانوس ها، اشباع نشده است، جو یک کشتی باز است. حرکت توده های هوا به این واقعیت منجر می شود که در برخی مکان ها در یک لحظه معین تبخیر آب بر تراکم غالب می شود و در برخی دیگر برعکس.

هوای اتمسفر مخلوطی از گازهای مختلف و بخار آب است.

فشاری که بخار آب در صورت نبود گازهای دیگر ایجاد می کند نامیده می شود فشار جزئی (یا قابلیت ارتجاعی) بخار آب.

چگالی بخار آب موجود در هوا را می توان به عنوان مشخصه رطوبت هوا در نظر گرفت. این مقدار نامیده می شود رطوبت مطلق [g/m 3].

دانستن فشار جزئی بخار آب یا رطوبت مطلق چیزی در مورد فاصله بخار آب از اشباع نمی گوید.

برای انجام این کار، مقداری معرفی می شود که نشان می دهد بخار آب در یک دمای معین چقدر به اشباع نزدیک است - رطوبت نسبی.

رطوبت نسبی نسبت رطوبت مطلق نامیده می شود به چگالی 0 بخار آب اشباع شده در همان دما، که به صورت درصد بیان می شود.

P - فشار جزئی در دمای معین.

P 0 - فشار بخار اشباع در همان دما؛

رطوبت مطلق؛

0 چگالی بخار آب اشباع شده در دمای معین است.

فشار و چگالی بخار اشباع شده در دماهای مختلف را می توان با استفاده از جداول مخصوص پیدا کرد.

هنگامی که هوای مرطوب با فشار ثابت خنک می شود، رطوبت نسبی آن افزایش می یابد، هر چه دما کمتر شود، فشار بخار جزئی در هوا به فشار بخار اشباع نزدیکتر می شود.

درجه حرارت تی، که هوا باید به آن خنک شود تا بخار موجود در آن به حالت اشباع (در رطوبت معین، هوا و فشار ثابت) برسد، نامیده می شود. نقطه شبنم

فشار بخار آب اشباع در دمای هوا برابر است نقطه شبنم، فشار جزئی بخار آب در جو است. با سرد شدن هوا تا نقطه شبنم، بخارات شروع به متراکم شدن می کنند. : مه ظاهر می شود، می افتد شبنمنقطه شبنم همچنین رطوبت هوا را مشخص می کند.

رطوبت هوا را می توان با دستگاه های مخصوص تعیین کرد.

1. رطوبت سنج تراکم

برای تعیین نقطه شبنم استفاده می شود. این دقیق ترین راه برای تغییر رطوبت نسبی است.

2. رطوبت سنج مو

عمل آن بر اساس خاصیت موهای بدون چربی انسان است باو با افزایش رطوبت نسبی طولانی شود.

در مواردی که دقت بالایی در تعیین رطوبت هوا لازم نیست استفاده می شود.

3. روان سنج

معمولاً در مواردی که نیاز به تعیین دقیق و سریع رطوبت هوا است استفاده می شود.

ارزش رطوبت هوا برای موجودات زنده

در دمای 20 تا 25 درجه سانتی گراد هوا با رطوبت نسبی 40 تا 60 درصد مطلوب ترین هوا برای زندگی انسان در نظر گرفته می شود. زمانی که دمای محیط بالاتر از دمای بدن انسان باشد، افزایش تعریق وجود دارد. تعریق فراوان منجر به خنک شدن بدن می شود. با این حال، چنین عرق کردن بار قابل توجهی برای فرد است.

رطوبت نسبی زیر 40 درصد در دمای معمولی هوا نیز مضر است، زیرا منجر به از دست رفتن رطوبت در موجودات می شود که منجر به کم آبی بدن می شود. رطوبت هوای داخل ساختمان به خصوص در زمستان کم است. 10-20٪ است. در رطوبت کم هوا، تبخیر سریعرطوبت از سطح و خشک شدن غشای مخاطی بینی، حنجره، ریه ها، که می تواند منجر به بدتر شدن رفاه شود. همچنین در رطوبت کم هوا در محیط خارجی، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا بیشتر باقی می‌مانند و بار ساکن بیشتری روی سطح اجسام جمع می‌شود. بنابراین، در زمستان، مرطوب سازی در اماکن مسکونی با استفاده از مرطوب کننده های متخلخل انجام می شود. گیاهان مرطوب کننده های خوبی هستند.

اگر رطوبت نسبی زیاد باشد می گوییم هوا نمناک و خفه کننده. رطوبت زیاد باعث ناراحتی می شود زیرا تبخیر بسیار کند است. غلظت بخار آب در هوا در این مورد زیاد است، در نتیجه مولکول های هوا تقریباً به همان سرعتی که تبخیر می شوند به مایع باز می گردند. اگر عرق بدن به آرامی تبخیر شود، بدن بسیار ضعیف خنک می شود و ما احساس راحتی نمی کنیم. در رطوبت نسبی 100٪، تبخیر نمی تواند به هیچ وجه رخ دهد - در چنین شرایطی، لباس های مرطوب یا پوست مرطوب هرگز خشک نمی شوند.

از درس زیست شناسی، با سازگاری های مختلف گیاهان در مناطق خشک آشنا می شوید. اما گیاهان با رطوبت بالا سازگار هستند. بنابراین، وطن Monstera - جنگل مرطوب استوایی Monstera، با رطوبت نسبی نزدیک به 100٪، "گریه می کند"، رطوبت اضافی را از طریق سوراخ در برگ ها - هیداتودها حذف می کند. در ساختمان‌های مدرن، از تهویه مطبوع برای ایجاد و حفظ محیط هوای داخلی استفاده می‌شود که برای رفاه افراد مطلوب‌ترین باشد. در همان زمان، دما، رطوبت، ترکیب هوا به طور خودکار تنظیم می شود.

رطوبت نقش مهمی در تشکیل یخبندان دارد. اگر رطوبت زیاد باشد و هوا نزدیک به اشباع بخار باشد، در آن صورت وقتی دما کاهش می‌یابد، ممکن است هوا اشباع شود و شبنم شروع به ریزش کند، اما وقتی بخار آب متراکم شود، انرژی آزاد می‌شود (گرمای ویژه تبخیر در یک دما). نزدیک به 0 درجه سانتیگراد 2490 کیلوژول بر کیلوگرم است، بنابراین، هوای نزدیک سطح خاک در هنگام تشکیل شبنم در زیر نقطه شبنم خنک نمی شود و احتمال یخ زدگی کاهش می یابد. احتمال یخ زدگی اولاً به سرعت کاهش دما بستگی دارد و

ثانیاً از رطوبت هوا. برای پیش بینی کم و بیش دقیق احتمال یخ زدگی، دانستن یکی از این داده ها کافی است.

بررسی سوالات:

1. منظور از رطوبت هوا چیست؟
2. رطوبت مطلق هوا چقدر است؟ چه فرمولی معنای این مفهوم را بیان می کند؟ در چه واحدهایی بیان می شود؟
3. فشار بخار آب چیست؟
4. رطوبت نسبی هوا چقدر است؟ چه فرمول هایی معنای این مفهوم را در فیزیک و هواشناسی بیان می کند؟ در چه واحدهایی بیان می شود؟
5. رطوبت نسبی 70 درصد یعنی چه؟
6. نقطه شبنم به چه چیزی گفته می شود؟

از چه ابزارهایی برای اندازه گیری رطوبت هوا استفاده می شود؟ احساس ذهنی رطوبت هوا توسط شخص چیست؟ پس از کشیدن تصویر، ساختار و اصل عملکرد رطوبت سنج مو و تراکم و روان سنج را توضیح دهید.

کار آزمایشگاهی شماره 4 "اندازه گیری رطوبت نسبی هوا"

هدف: یادگیری نحوه تعیین رطوبت نسبی هوا، مهارت های عملی را هنگام کار با تجهیزات فیزیکی ایجاد کنید.

تجهیزات: دماسنج، گاز بانداژ، آب، میز روان سنجی

در طول کلاس ها

قبل از اجرای کار، لازم است توجه دانش آموزان نه تنها به محتوا و پیشرفت کار، بلکه به قوانین کار با دماسنج و ظروف شیشه ای نیز جلب شود. لازم به یادآوری است که در تمام مدت زمانی که دماسنج برای اندازه گیری استفاده نمی شود، باید در مورد آن باشد. هنگام اندازه گیری دما، دماسنج باید در لبه بالایی نگه داشته شود. این به شما امکان می دهد دما را با بیشترین دقت تعیین کنید.

اولین اندازه گیری دما باید با دماسنج حباب خشک انجام شود این دما در سالن در حین کار تغییر نخواهد کرد.

برای اندازه گیری دما با دماسنج حباب مرطوب، بهتر است یک تکه گاز به عنوان پارچه بردارید. گاز بسیار خوب جذب می شود و آب را از انتهای مرطوب به انتهای خشک منتقل می کند.

با استفاده از جدول سایکرومتریک، به راحتی می توان مقدار رطوبت نسبی را تعیین کرد.

اجازه دهید t c = h= 22 درجه سانتی گراد، t m \u003d t 2= 19 درجه سانتی گراد سپس t = tc- 1 وات = 3 درجه سانتی گراد

رطوبت نسبی را از جدول پیدا کنید. در این صورت برابر با 76 درصد است.

برای مقایسه، می توانید رطوبت نسبی هوای بیرون را اندازه گیری کنید. برای انجام این کار، می توان از یک گروه دو یا سه دانش آموزی که قسمت اصلی کار را با موفقیت به پایان رسانده اند، درخواست کرد که اندازه گیری های مشابهی را در خیابان انجام دهند. این نباید بیش از 5 دقیقه طول بکشد. مقدار رطوبت بدست آمده را می توان با رطوبت موجود در کلاس مقایسه کرد.

نتایج کار در نتیجه گیری خلاصه می شود. آنها باید نه تنها مقادیر رسمی نتایج نهایی را یادداشت کنند، بلکه باید دلایلی را که منجر به خطا می شوند نیز مشخص کنند.

III. حل مشکل

از آنجایی که این کار آزمایشگاهی از نظر محتوا بسیار ساده و از نظر حجم کم است، بقیه درس را می توان به حل مسائل مربوط به موضوع مورد مطالعه اختصاص داد. برای حل مسائل، لازم نیست که همه دانش آموزان همزمان شروع به حل آنها کنند. با پیشرفت کار، آنها می توانند تکالیف را به صورت جداگانه دریافت کنند.

کارهای ساده زیر را می توان پیشنهاد کرد:

باران سرد پاییزی بیرون می بارید. در چه صورت لباس‌های آویزان شده در آشپزخانه سریع‌تر خشک می‌شوند: وقتی پنجره باز است یا زمانی که بسته است؟ چرا؟

رطوبت 78% و لامپ خشک 12 درجه سانتیگراد است. دماسنج لامپ مرطوب چه دمایی را نشان می دهد؟ (پاسخ: 10 درجه سانتیگراد.)

تفاوت بین قرائت دماسنج خشک و مرطوب 4 درجه سانتیگراد است. رطوبت نسبی هوا 60% قرائت لامپ خشک و مرطوب چیست؟ (پاسخ: t c -l9°С تی متر= 10 درجه سانتیگراد.)

مشق شب

• بند 17 کتاب درسی را تکرار کنید.
• کار شماره 3. ص. 43.

پیام های دانش آموزان در مورد نقش تبخیر در زندگی گیاهان و جانوران.

تبخیر در زندگی گیاهی

برای وجود طبیعی یک سلول گیاهی باید از آب اشباع شود. برای جلبک ها، نتیجه طبیعی شرایط وجود آنهاست؛ برای گیاهان زمینی، در نتیجه دو فرآیند متضاد به دست می آید: جذب آب توسط ریشه و تبخیر. برای فتوسنتز موفقیت آمیز، سلول های حاوی کلروفیل گیاهان خشکی باید نزدیک ترین تماس را با اتمسفر اطراف خود حفظ کنند که دی اکسید کربن مورد نیاز آنها را تامین می کند. با این حال، این تماس نزدیک به ناچار منجر به این واقعیت می شود که آبی که سلول ها را اشباع می کند به طور مداوم به فضای اطراف تبخیر می شود و همان انرژی خورشیدی که انرژی لازم برای فتوسنتز را برای گیاه تامین می کند و توسط کلروفیل جذب می شود، به گرمایش کمک می کند. برگ، و در نتیجه به تشدید فرآیند تبخیر.

تعداد بسیار کمی از گیاهان و علاوه بر آن گیاهان کم سازمان مانند خزه ها و گلسنگ ها می توانند وقفه های طولانی در تامین آب را تحمل کنند و این زمان را در حالت انقراض کامل تحمل کنند. از گیاهان عالی، فقط برخی از نمایندگان فلور صخره ای و صحرایی قادر به انجام این کار هستند، به عنوان مثال، جگر، رایج در ماسه های Karakum. برای اکثریت قریب به اتفاق گیاهان بزرگ، چنین خشک کردن کشنده خواهد بود، و بنابراین خروج آب آنها تقریبا برابر با ورودی آن است.

برای تصور مقیاس تبخیر آب توسط گیاهان، مثال زیر را بیاوریم: در یک فصل رشد، یک گل آفتابگردان یا ذرت تا 200 کیلوگرم یا بیشتر آب تبخیر می شود، یعنی یک بشکه به اندازه جامد! با چنین مصرف انرژی، نیازی به استخراج انرژی کمتری از آب نیست. برای این کار (سیستم ریشه رشد می کند که ابعاد آن بسیار زیاد است، تعداد ریشه ها و موهای ریشه برای چاودار زمستانی اعداد شگفت انگیز زیر را به دست می دهد: تقریباً چهارده میلیون ریشه وجود دارد، طول کل ریشه ها 600 کیلومتر است و آنها سطح کل حدود 225 متر مربع است. روی این ریشه ها حدود 15 میلیارد تار مو با مساحت کل 400 متر مربع وجود داشت.

مقدار آبی که گیاه در طول زندگی خود مصرف می کند تا حد زیادی به آب و هوا بستگی دارد. در آب و هوای گرم و خشک، گیاهان نسبت به آب و هوای مرطوب‌تر آب کمتری مصرف نمی‌کنند، و گاهی حتی آب بیشتری مصرف می‌کنند، این گیاهان دارای سیستم ریشه‌ای توسعه‌یافته‌تر و سطح برگ کمتر توسعه‌یافته‌تر هستند. گیاهان جنگل های استوایی مرطوب و سایه دار، سواحل بدنه های آبی کمترین آب را مصرف می کنند: آنها دارای برگ های پهن نازک، ریشه ضعیف و سیستم های رسانا هستند. گیاهان مناطق خشک که آب بسیار کمی در خاک وجود دارد و هوا گرم و خشک است، روش های مختلفی برای سازگاری با این شرایط سخت دارند. گیاهان بیابانی جالب هستند. مثلاً گیاهان کاکتوسی با تنه های گوشتی ضخیم که برگ های آن به خار تبدیل شده است. آنها دارای سطحی کوچک با حجم زیاد، پوشش های ضخیم، نفوذپذیری کمی در برابر آب و بخار آب، با چند روزنه تقریباً همیشه بسته هستند. بنابراین، حتی در گرمای شدید، کاکتوس ها آب کمی را تبخیر می کنند.

سایر گیاهان منطقه بیابانی (خار شتر، یونجه استپی، افسنطین) دارای برگهای نازک با روزنه های باز گسترده هستند که به شدت جذب و تبخیر می شوند و به همین دلیل دمای برگ ها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. اغلب برگ‌ها با لایه‌ای ضخیم از کرک‌های خاکستری یا سفید پوشیده می‌شوند که نشان دهنده نوعی صفحه شفاف است که گیاهان را از گرمای بیش از حد محافظت می‌کند و شدت تبخیر را کاهش می‌دهد.

بسیاری از گیاهان بیابانی (علف پر، چمن، هدر) دارای برگ های سخت و چرمی هستند. چنین گیاهانی قادر به تحمل پژمردگی طولانی مدت هستند. در این زمان، برگ های آنها به شکل لوله ای پیچیده می شود و روزنه ها در داخل آن قرار می گیرند.

شرایط تبخیر در زمستان به طور چشمگیری تغییر می کند. از خاک یخ زده، ریشه ها نمی توانند آب را جذب کنند. بنابراین در اثر ریزش برگ، تبخیر رطوبت توسط گیاه کاهش می یابد. علاوه بر این، در غیاب برگ، برف کمتری روی طوقه می ماند که گیاهان را از آسیب های مکانیکی محافظت می کند.

نقش فرآیندهای تبخیر برای موجودات جانوری

تبخیر آسان ترین راه برای کاهش انرژی داخلی است. هر شرایطی که مانع جفت گیری شود، مقررات انتقال حرارت بدن را نقض می کند. بنابراین، چرم، لاستیک، پارچه روغنی، لباس های مصنوعی تنظیم دمای بدن را دشوار می کند.

برای تنظیم حرارت بدن، تعریق نقش مهمی ایفا می کند، این امر ثبات دمای بدن یک فرد یا یک حیوان را تضمین می کند. به دلیل تبخیر عرق، انرژی درونی کاهش می یابد که به لطف آن بدن خنک می شود.

هوای با رطوبت نسبی 40 تا 60 درصد برای زندگی انسان عادی تلقی می شود. وقتی دمای محیط بالاتر از بدن انسان باشد، افزایش می یابد. تعریق فراوان منجر به خنک شدن بدن می شود، به کار در شرایط دمای بالا کمک می کند. با این حال، چنین تعریق فعال بار قابل توجهی برای فرد است! اگر در همان زمان، رطوبت مطلق بالا باشد، زندگی و کار حتی دشوارتر می شود (مناطق استوایی مرطوب، برخی کارگاه ها، به عنوان مثال، رنگرزی).

رطوبت نسبی زیر 40 درصد در دمای معمولی هوا نیز مضر است، زیرا منجر به افزایش رطوبت بدن می شود که منجر به کم آبی بدن می شود.

از نقطه نظر تنظیم حرارت و نقش فرآیندهای تبخیر، برخی از موجودات زنده بسیار جالب هستند. مثلاً معلوم است که شتر تا دو هفته نمی تواند آب بنوشد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که آب را بسیار مقرون به صرفه مصرف می کند. شتر حتی در گرمای چهل درجه به سختی عرق می کند. بدن او با موهای ضخیم و متراکم پوشیده شده است - پشم از گرمای بیش از حد محافظت می کند (در یک بعد از ظهر گرم در پشت شتر تا هشتاد درجه گرم می شود و پوست زیر آن فقط تا چهل می رسد!). پشم همچنین از تبخیر رطوبت از بدن جلوگیری می کند (در شتر قیچی شده تعریق 50 درصد افزایش می یابد). شتر هرگز، حتی در شدیدترین گرما، دهان خود را باز نمی کند: بالاخره اگر دهان خود را کاملاً باز کنید، مقدار زیادی آب از مخاط حفره دهان تبخیر می شود! تعداد تنفس شتر بسیار کم است - 8 بار در دقیقه. به همین دلیل آب کمتری با هوا از بدن خارج می شود. اما در گرما، تعداد تنفس او به 16 بار در دقیقه افزایش می یابد. (مقایسه کنید: یک گاو نر در شرایط مشابه 250 نفس می کشد و یک سگ - 300-400 بار در دقیقه.) علاوه بر این، دمای بدن شتر در شب به 34 درجه کاهش می یابد و در طول روز، در گرما، افزایش می یابد. تا 40-41 درجه این برای صرفه جویی در مصرف آب بسیار مهم است. شتر همچنین یک وسیله بسیار کنجکاو برای ذخیره آب برای آینده دارد.معلوم است که از چربی زمانی که در بدن «سوزانید» آب زیادی به دست می آید - 107 گرم از 100 گرم چربی. بنابراین، در صورت لزوم، شتر می تواند تا نیم سانتی متر آب از کوهان خود استخراج کند.

از نظر صرفه جویی در مصرف آب، جربوآ جامپرهای آمریکایی (موش های کانگورو) شگفت انگیزتر هستند. آنها اصلاً مشروب نمی خورند. موش های کانگورو نیز در صحرای آریزونا زندگی می کنند و دانه ها و علف های خشک را می جوند. تقریباً تمام آبی که در بدن آنها وجود دارد درون زا است، یعنی. در طی هضم غذا در سلول ها تولید می شود. آزمایشات نشان داده است که از 100 گرم جو مرواریدی که به موش های کانگورو داده شده است، 54 گرم آب دریافت کرده اند.

کیسه های هوا نقش مهمی در تنظیم حرارت پرندگان دارند. در هوای گرم، رطوبت از سطح داخلی کیسه های هوا تبخیر می شود که به خنک شدن بدن کمک می کند. در ارتباط با این، پرنده در هوای گرم منقار خود را باز می کند. (کاتز //./> بیوفیزیک در درس های فیزیک. - M .: آموزش و پرورش، 1974).

ن. کار مستقل

کدام مقدار گرمای آزاد شده mriاحتراق کامل 20 کیلوگرم زغال سنگ؟ (پاسخ: 418 مگاژول)

در طی احتراق کامل 50 لیتر متان چه مقدار گرما آزاد می شود؟ چگالی متان را برابر با 0.7 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر بگیرید. (پاسخ: -1.7 MJ)

روی یک لیوان ماست نوشته شده است: ارزش انرژی 72 کیلو کالری. ارزش انرژی محصول را در J بیان کنید.

ارزش کالری یک جیره غذایی روزانه برای دانش آموزان هم سن شما حدود 1.2 مگا ژول است.

1) آیا مصرف 100 گرم پنیر چرب، 50 گرم نان گندم، 50 گرم گوشت گاو و 200 گرم سیب زمینی برای شما کافی است؟ داده های اضافی مورد نیاز:

• پنیر خامه ای چرب 9755;
• نان گندم 9261;
• گوشت گاو 7524;
• سیب زمینی 3776.

2) آیا مصرف 100 گرم سوف، 50 گرم خیار تازه، 200 گرم انگور، 100 گرم نان چاودار، 20 گرم روغن آفتابگردان و 150 گرم بستنی برای شما کافی است؟

گرمای ویژه احتراق q x 10 3، J / kg:

• سوف 3520;
• خیار تازه 572;
• انگور 2400;
• نان چاودار 8884;
• روغن آفتابگردان 38900;
• بستنی خامه ای 7498.

(پاسخ: 1) تقریباً 2.2 مگا ژول مصرف شده - کافی است. 2) مصرف می شود به 3.7 مگا ژول کافی است.)

زمانی که برای دو ساعت برای درس آماده می شوید، حدود 800 کیلوژول انرژی صرف می کنید. اگر 200 میلی لیتر شیر بدون چربی بنوشید و 50 گرم نان گندم بخورید، انرژی را بازیابی می کنید؟ چگالی شیر بدون چربی 1036 کیلوگرم بر متر مکعب است. (پاسخ:تقریباً 1 مگا ژول مصرف می شود - به اندازه کافی.)

آب ظرف را در ظرفی که با شعله لامپ الکلی گرم شده بود ریختند و تبخیر کردند. جرم الکل سوخته را محاسبه کنید. گرمایش کشتی و تلفات گرمایش هوا را می توان نادیده گرفت. (پاسخ: 1.26 گرم)

• در طی احتراق کامل 1 تن آنتراسیت چه مقدار گرما آزاد می شود؟ (پاسخ: 26.8. 109 J.)
• چه جرم بیوگاز باید سوزانده شود تا 50 مگا ژول گرما آزاد شود؟ (جواب: 2کیلوگرم.)
• مقدار حرارت آزاد شده در هنگام احتراق 5 لیتر نفت کوره چقدر است. قایق nessنفت کوره را معادل 890 کیلوگرم بر متر مکعب بگیرید. (پاسخ:در باره 173 مگاژول.)

روی جعبه شیرینی نوشته شده است: محتوای کالری 100 گرم 580 کیلو کالری است. محتوای نیل محصول را به J بیان کنید.

برچسب محصولات غذایی مختلف را بخوانید. انرژی را یادداشت کنید من باچه ارزش (محتوای کالری) محصولات، بیان آن در ژول یا کا-یوری (کیلو کالری).

وقتی به مدت 1 ساعت دوچرخه سواری می کنید، تقریباً 2260000 ژول انرژی صرف می کنید. اگر 200 گرم آلبالو بخورید، ذخیره انرژی خود را بازیابی می کنید؟