Vapeur saturée.

Si un navire avec fermez hermétiquement le liquide, la quantité de liquide diminuera d’abord puis restera constante. Quand pas Menn A cette température, le système liquide-vapeur atteindra un état d'équilibre thermique et y restera aussi longtemps que souhaité. Simultanément au processus d'évaporation, de la condensation se produit également, les deux processus étant en moyenne comps'encourager les uns les autres. Au premier instant, une fois le liquide versé dans le récipient et fermé, le liquide vas'évaporer et la densité de vapeur au-dessus augmentera. Cependant, dans le même temps, le nombre de molécules revenant dans le liquide va augmenter. Comment densité plus élevée vapeur, plus ses molécules retournent dans le liquide. En conséquence, dans un récipient fermé à température constante, un équilibre dynamique (mobile) s'établira entre le liquide et la vapeur, c'est-à-dire le nombre de molécules quittant la surface du liquide après un certain temps. R. la période de temps sera égale en moyenne au nombre de molécules de vapeur revenant dans le liquide pendant la même période b. De la vapeur, non flottant en équilibre dynamique avec son liquide est appelé vapeur saturée. C'est la définition du soulignementmontre que dans un volume donné et à une température donnée, il ne peut y avoir grande quantité paire.

Pression de vapeur saturée .

Qu’adviendra-t-il de la vapeur saturée si le volume qu’elle occupe diminue ? Par exemple, si vous comprimez de la vapeur en équilibre avec un liquide dans un cylindre sous un piston, vous maintenez constante la température du contenu du cylindre. Lorsque la vapeur est comprimée, l’équilibre commence à être perturbé. Au début, la densité de vapeur augmentera légèrement et un plus grand nombre de molécules commenceront à se déplacer du gaz au liquide plutôt que du liquide au gaz. Après tout, le nombre de molécules quittant le liquide par unité de temps ne dépend que de la température, et la compression de la vapeur ne modifie pas ce nombre. Le processus se poursuit jusqu'à ce que l'équilibre dynamique et la densité de vapeur soient à nouveau établis, et que la concentration de ses molécules reprenne ainsi ses valeurs antérieures. Par conséquent, la concentration des molécules de vapeur saturée à température constante ne dépend pas de son volume. La pression étant proportionnelle à la concentration des molécules (p=nkT), il résulte de cette définition que la pression de la vapeur saturée ne dépend pas du volume qu'elle occupe. Pression p n.p. La pression de vapeur à laquelle un liquide est en équilibre avec sa vapeur est appelée pression de vapeur saturée.

Dépendance de la pression de vapeur saturée sur la température.

L'état de la vapeur saturée, comme le montre l'expérience, est décrit approximativement par l'équation d'état d'un gaz parfait, et sa pression est déterminée par la formule P = nkT À mesure que la température augmente, la pression augmente. Puisque la pression de vapeur saturée ne dépend pas du volume, elle dépend donc uniquement de la température. Cependant, la dépendance de p.n. de T, trouvé expérimentalement, n'est pas directement proportionnel, comme dans un gaz parfait à volume constant. Avec l’augmentation de la température, la pression de la vapeur saturée réelle augmente plus rapidement que la pression d’un gaz parfait (Fig.courbe de vidange 12). Pourquoi cela arrive-t-il? Lorsqu’un liquide est chauffé dans un récipient fermé, une partie du liquide se transforme en vapeur. De ce fait, selon la formule P = nkT, la pression de vapeur saturée augmente non seulement en raison d'une augmentation de la température du liquide, mais également en raison d'une augmentation de la concentration en molécules (densité) de la vapeur. Fondamentalement, l'augmentation de la pression avec l'augmentation de la température est déterminée précisément par l'augmentation de la concentration central ii. (La principale différence de comportement etLe gaz idéal et la vapeur saturée sont que lorsque la température de la vapeur dans un récipient fermé change (ou lorsque le volume change à température constante), la masse de la vapeur change. Le liquide se transforme partiellement en vapeur, ou au contraire, la vapeur se condense partiellementtsya. Rien de tel ne se produit avec un gaz parfait.) Lorsque tout le liquide sera évaporé, la vapeur cessera d'être saturée lors d'un chauffage supplémentaire et sa pression à volume constant augmentera.est directement proportionnel température absolue(voir figure, section de courbe 23).

Ébullition.

L'ébullition est une transition intense d'une substance d'un état liquide à un état gazeux, se produisant dans tout le volume du liquide (et pas seulement à partir de sa surface). (La condensation est le processus inverse.) À mesure que la température du liquide augmente, le taux d'évaporation augmente. Finalement, le liquide commence à bouillir. Lors de l'ébullition, des bulles de vapeur à croissance rapide se forment dans tout le volume du liquide, qui flottent à la surface. Le point d'ébullition du liquide reste constant. Cela se produit parce que toute l’énergie fournie au liquide est dépensée pour le convertir en vapeur. Dans quelles conditions l’ébullition commence-t-elle ?

Un liquide contient toujours des gaz dissous, libérés au fond et sur les parois de la cuve, ainsi que sur les particules de poussière en suspension dans le liquide, qui sont des centres de vaporisation. Les vapeurs liquides à l’intérieur des bulles sont saturées. À mesure que la température augmente, la pression de vapeur saturée augmente et les bulles grossissent. Sous l’influence de la poussée d’Archimède, ils flottent vers le haut. Si les couches supérieures de liquide contiennent plus basse température, alors la condensation de la vapeur se produit dans les bulles de ces couches. La pression chute rapidement et les bulles s'effondrent. L’effondrement se produit si rapidement que les parois de la bulle entrent en collision et produisent quelque chose comme une explosion. Beaucoup de ces micro-explosions créent un bruit caractéristique. Lorsque le liquide se réchauffe suffisamment, les bulles cesseront de s'effondrer et flotteront à la surface. Le liquide va bouillir. Surveillez attentivement la bouilloire sur la cuisinière. Vous constaterez qu’il cesse presque de faire du bruit avant de bouillir. La dépendance de la pression de vapeur saturée sur la température explique pourquoi le point d'ébullition d'un liquide dépend de la pression à sa surface. Une bulle de vapeur peut se développer lorsque la pression de la vapeur saturée à l’intérieur dépasse légèrement la pression dans le liquide, qui est la somme de la pression de l’air à la surface du liquide (pression externe) et de la pression hydrostatique de la colonne de liquide. L'ébullition commence à la température à laquelle la pression de vapeur saturée dans les bulles est égale à la pression dans le liquide. Plus la pression extérieure est élevée, plus le point d’ébullition est élevé. Et vice versa, en réduisant la pression extérieure, on abaisse ainsi le point d’ébullition. En pompant l'air et la vapeur d'eau hors du ballon, vous pouvez faire bouillir l'eau à température ambiante. Chaque liquide a son propre point d’ébullition (qui reste constant jusqu’à ce que tout le liquide ait disparu), qui dépend de sa pression de vapeur saturée. Plus la pression de vapeur saturée est élevée, plus le point d’ébullition du liquide est bas.


L'humidité de l'air et sa mesure.

Il y a presque toujours une certaine quantité de vapeur d’eau dans l’air qui nous entoure. L'humidité de l'air dépend de la quantité de vapeur d'eau qu'il contient. L'air humide contient un pourcentage de molécules d'eau plus élevé que l'air sec. Douleur L'humidité relative de l'air est d'une grande importance, dont les messages sont entendus chaque jour dans les bulletins météorologiques.


ConcernantUne forte humidité est le rapport entre la densité de vapeur d'eau contenue dans l'air et la densité de vapeur saturée à une température donnée, exprimé en pourcentage (montre à quel point la vapeur d'eau dans l'air est proche de la saturation).


point de rosée

La sécheresse ou l’humidité de l’air dépend de la proximité de la saturation de la vapeur d’eau. Si l'air humide est refroidi, la vapeur qu'il contient peut être amenée à saturation, puis elle se condensera. Un signe que la vapeur est saturée est l'apparition des premières gouttes de liquide condensé - la rosée. La température à laquelle la vapeur présente dans l’air devient saturée est appelée point de rosée. Le point de rosée caractérise également l'humidité de l'air. Exemples : rosée tombant le matin, formation de buée sur du verre froid si on respire dessus, formation d'une goutte d'eau sur une conduite d'eau froide, humidité dans les sous-sols des maisons. Pour mesurer l'humidité de l'air, des instruments de mesure - des hygromètres - sont utilisés. Il existe plusieurs types d'hygromètres, mais les principaux sont à cheveux et psychrométriques.

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Lors de la résolution de problèmes, il faut garder à l'esprit que la pression et la densité de la vapeur saturée ne dépendent pas de son volume, mais uniquement de la température. L'équation d'état d'un gaz parfait est approximativement applicable pour décrire la vapeur saturée. Mais lorsque la vapeur saturée est comprimée ou chauffée, sa masse ne reste pas constante.

Pour résoudre certains problèmes, vous aurez peut-être besoin de valeurs de pression de vapeur saturée à certaines températures. Ces données doivent être extraites du tableau.


Tache 1.


Un récipient fermé d'un volume V 1 = 0,5 m 3 contient de l'eau d'une masse m = 0,5 kg. Le récipient a été chauffé à une température de t = 147 °C. Dans quelle mesure faut-il modifier le volume du récipient pour qu'il ne contienne que de la vapeur saturée ? pH à pression de vapeur saturée. n à la température t = 147 °C est égal à 4,7 10 5 Pa.


Solution.


Vapeur saturée à pH pression. n occupe un volume égal à où M = 0,018 kg/mol - masse molaire eau. Le volume du récipient est V 1 > V, ce qui signifie que la vapeur n'est pas saturée. Pour que la vapeur soit saturée, il faut réduire le volume du récipient de

Tâche 2.


L'humidité relative de l'air dans un récipient fermé à une température t 1 = 5 °C est égale à φ 1 = 84 %, et à une température t 2 = 22 °C elle est égale à φ 2 = 30 %. Combien de fois la pression de vapeur saturée de l'eau à la température t 2 est-elle supérieure à celle à la température t 1 ?


Solution.


La pression de la vapeur d'eau dans le récipient à T 1 = 278 K est où p n. n1 - pression de vapeur saturée à la température T1. A température T 2 = 295 K pression

Puisque le volume est constant, alors selon la loi de Charles

D'ici

Tâche 3.


Dans une pièce d'un volume de 40 m 3 la température de l'air est de 20°C, son humidité relative φ 1 = 20 %. Quelle quantité d'eau faut-il évaporer pour que l'humidité relative φ 2 atteigne 50 % ? On sait qu’à 20 °C la pression de vapeur saturante рнп = 2330 Pa.


Solution.


Humidité relative d'ici

Pression de vapeur à humidité relativeφ 1 et φ 2

La densité est liée à la pression par l'égalité ρ = Mp/RT, d'où

Masses d'eau dans une pièce à humidité φ 1 et φ 2

Masse d'eau à évaporer :


Tâche 4.


Dans une pièce avec fenêtres fermées à une température de 15 °C, humidité relative φ = 10 %. Quelle sera l’humidité relative si la température dans la pièce augmente de 10 °C ? Pression de vapeur saturée à pH 15 °C. p1 = 12,8 mmHg. Art., et à 25 °C pH p2 = 23,8 mm Hg. Art.



Puisque la vapeur est insaturée, la pression partielle de la vapeur change selon la loi de Charles p 1 /T 1 = p 2 /T 2. A partir de cette équation, vous pouvez déterminer la pression de la vapeur insaturée p 2 à T 2 : p 2 = p 1 T 2 / T 1. L'humidité relative à T 1 est égale.

L'humidité est une mesure de la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. L'humidité relative est la quantité d'eau contenue dans l'air à une température donnée par rapport à nombre maximum l'eau, qui peut être contenue dans l'air à la même température sous forme de vapeur.

En d’autres termes, l’humidité relative indique la quantité d’humidité qui manque encore à environnement la condensation a commencé. Cette valeur caractérise le degré de saturation de l'air en vapeur d'eau. Lors du calcul humidité optimale l’air intérieur est appelé humidité relative.

  • Par exemple, à une température de 21°C, un kilogramme d’air sec peut contenir jusqu’à 15,8 g d’humidité. Si 1 kg d'air sec contient 15,8 g d'eau, alors l'humidité relative est dite de 100 %. Si la même quantité d'air contient 7,9 g d'eau à la même température, alors, par rapport à la quantité maximale d'humidité possible, le rapport sera : 7,9/15,8 = 0,50 (50 %). Par conséquent, l'humidité relative de cet air sera de 50 %.

Quelle humidité est optimale ?

L'humidité idéale dans un espace de vie est de 40 à 60 %. DANS mois d'été l'air est suffisamment humidifié (surtout climat pluvieux l'humidité relative peut atteindre 80 à 90 %), il n'est donc pas nécessaire de recourir à des méthodes d'humidification supplémentaires.

Cependant, en hiver, les systèmes de chauffage central et autres appareils de chauffage entraînent air sec. En effet, un chauffage intense augmente la température mais n’augmente pas la quantité de vapeur d’eau. Cela provoque une évaporation accrue de l'humidité de partout : de votre peau et de votre corps, des plantes d'intérieur et même des meubles. L'humidité relative dans les appartements en hiver ne dépasse généralement pas 15 %. C'est encore moins que dans le désert du Sahara ! Là, l'humidité relative est de 25%.

Tableau humidité optimale montre à quel point le niveau de 15 % est insuffisant :

Humain 45-65%Matériel informatique et électroménager 45-65%Meubles et instruments de musique 40-60%Bibliothèques, expositions de galeries d'art et musées 40-60%

Comment obtenir une humidité optimale ?

Le seul conseil est d'humidifier la pièce.

Il existe de nombreuses méthodes « populaires » d’hydratation. Vous pouvez par exemple accrocher des serviettes et des chiffons mouillés dans la pièce. Placez un réservoir d'eau sur le radiateur. L’évaporation de l’eau entraînera tôt ou tard une augmentation de l’humidité de l’air. Pour protéger le piano du dessèchement, il était auparavant recommandé de placer un pot d'eau à l'intérieur. Une option pour ceux qui n’épargnent aucune dépense est une fontaine décorative dans la pièce.

Toutefois, ces méthodes sont peu pratiques et inefficaces. Il n’est pas possible d’augmenter significativement l’humidité de l’air dans une pièce à l’aide d’un pot d’eau. De plus, une canette sur un radiateur et des serviettes sur des cordes ne sont pas très esthétiques.

Le moyen le plus efficace et le plus pratique d’augmenter l’humidité intérieure est d’installer humidificateur. Ce dispositif de climatisation est capable de maintenir un niveau d'humidification précisément spécifié ; de plus, il est peu coûteux et facile à utiliser. Et la nouvelle génération d'humidificateurs contrôle elle-même l'humidité optimale.

L'air est dans une certaine mesure rempli de vapeur d'eau. Sa quantité est caractérisée par un indicateur tel que l'humidité. Cela peut être absolu et relatif. Le premier indicateur indique le volume d'eau contenu dans un mètre cube d'air. Le deuxième terme est utilisé pour déterminer le rapport entre la quantité maximale possible de vapeur et la quantité réelle. Si l'humidité de l'air intérieur est déterminée, il s'agit d'un indicateur relatif.

Pourquoi mesurer et contrôler l’humidité intérieure ?

L'humidité dans la maison affecte directement la santé et le bien-être de tous ses habitants. Si les indicateurs ne correspondent pas à la norme, non seulement les gens en souffrent, mais aussi plantes d'intérieur, meubles et autres choses. La quantité de vapeur d’eau dans l’environnement n’est pas stable et change constamment en fonction de la période de l’année.

Pourquoi l'air sec est-il dangereux ?

Une faible humidité intérieure est très souvent observée pendant la saison de chauffage. Cela conduit au fait qu'une personne perd rapidement de l'eau par la peau et les voies respiratoires. À la suite de ces phénomènes négatifs, les effets suivants sont observés :

  • diminution de l'élasticité et sécheresse peau, qui s'accompagne de l'apparition de microfissures, conduit au développement d'une dermatite ;
  • le dessèchement de la membrane muqueuse des yeux entraîne des rougeurs, des brûlures et des larmoiements ;
  • le sang perd une partie de sa composante liquide, ce qui réduit la vitesse de son mouvement, créant un stress supplémentaire sur le cœur ;
  • la personne souffre de maux de tête, se sent fatiguée et perd ses performances normales ;
  • la viscosité du suc gastrique augmente, ce qui altère la digestion ;
  • un dessèchement des muqueuses des voies respiratoires se produit, ce qui affaiblit l'immunité locale;
  • une augmentation de la concentration de micro-organismes pathogènes dans l'air, qui sont généralement neutralisés par les gouttelettes d'air.

Pour mesurer l'air dans un appartement, il suffit d'acheter l'appareil le plus simple, généralement associé à un thermomètre ou une horloge. Il y a une petite erreur de 3 à 5%, ce qui n'est pas critique.

Utiliser un verre d'eau

Pour déterminer l'humidité de l'air, vous devez remplir un verre ordinaire avec de l'eau et le mettre au réfrigérateur pendant 3 heures afin que le liquide refroidisse à 3-5°C. Le récipient est retiré et posé sur la table à l'écart des appareils de chauffage. Observez pendant plusieurs minutes les parois du verre, où elles détectent l'apparition de condensation sous forme de gouttelettes d'eau. Les résultats de l'expérience s'expriment comme suit :

  • le verre a séché rapidement - l'humidité est réduite ;
  • les murs restaient embués - les normes d'humidité de la pièce étaient respectées ;
  • L'eau a commencé à couler dans le verre - l'humidité a augmenté.

Table Assmann

La table Assmann est conçue pour déterminer l'humidité à l'aide d'un psychromètre. Elle se compose de deux thermomètres - un régulier et un avec fonction d'humidification. Les indicateurs mesurés par le deuxième appareil seront légèrement inférieurs. L'humidité de l'air est déterminée à l'aide d'un tableau spécial utilisant les valeurs obtenues.

Utiliser une pomme de pin

Prenez une pomme de pin ordinaire et placez-la à l'écart des appareils de chauffage. Dans l'air sec, ses écailles s'ouvriront et dans l'air humide, elles rétréciront étroitement.

Normes généralement acceptées

Les normes d'humidité intérieure dépendent de son objectif et de la période de l'année. Le respect des paramètres recommandés garantira une bonne santé et n'affectera pas négativement l'immunité humaine.

Normes pour un appartement

Pour un appartement, toutes les normes concernant les paramètres climatiques sont spécifiées dans GOST 30494-96. Selon ce document, l'humidité de l'air pendant la saison froide devrait être comprise entre 30 et 45 % et pendant la saison chaude entre 30 et 60 %. Malgré ces valeurs, l'indicateur 30% peut être mal perçu corps humain. Par conséquent, les médecins recommandent de maintenir des paramètres de 40 à 60 %, considérés comme optimaux à tout moment de l'année.

Normes pour une chambre d'enfants

Le corps de l'enfant est incapable de fonctionner correctement dans une faible humidité de l'air. Cela conduit à un dessèchement rapide des muqueuses, ce qui peut entraîner une diminution de l'immunité locale.

Lieu de travail

Le niveau d'humidité sur le lieu de travail dépend des spécificités du travail. Par exemple, pour les employés de bureau, il est de 40 à 60 %.

Comment normaliser le microclimat intérieur ?

Pour rendre le microclimat intérieur confortable pour la vie, vous devez utiliser les conseils suivants :

  • utilisation d'humidificateurs d'air. Indispensable pendant la saison de chauffage dans n'importe quelle pièce ;
  • ventilation régulière;
  • augmenter le nombre de plantes d'intérieur;
  • disponibilité d'une ventilation par aspiration. La hotte d'alimentation fournira de l'air frais à la pièce et normalisera la quantité de vapeur d'eau ;
  • dans certains cas, il est recommandé d'utiliser des déshumidificateurs spéciaux équipés de substances absorbantes ;
  • Il est interdit de sécher des vêtements dans des locaux d'habitation, ce qui affecte négativement leur microclimat.

Vidéo : Comment mesurer l'humidité de l'air

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I-17="">Vapeur saturée, humidité de l'air

Nous consacrerons la leçon d'aujourd'hui à la discussion du concept d'humidité de l'air et des méthodes pour la mesurer. Le principal phénomène affectant l'humidité de l'air sera le processus d'évaporation de l'eau, dont nous avons déjà parlé plus tôt, et le concept le plus important que nous utiliserons sera celui de la vapeur saturée et insaturée.

Si l’on distingue différents états de la vapeur, ils seront déterminés par l’interaction dans laquelle se trouve la vapeur avec son liquide. Si nous imaginons qu'un liquide se trouve dans un récipient fermé et que le processus d'évaporation se produit, alors tôt ou tard ce processus atteindra un état où l'évaporation à intervalles de temps égaux sera compensée par la condensation et ce qu'on appelle l'équilibre dynamique du un liquide avec sa vapeur se produira (Fig. 1) .

Riz. 1. Vapeur saturée

Définition.Vapeur saturée est de la vapeur qui est en équilibre thermodynamique avec son liquide. Si la vapeur n'est pas saturée, un tel équilibre thermodynamique n'existe pas (Fig. 2).

Riz. 2. Vapeur insaturée

A l'aide de ces deux concepts nous décrirons de tels caractéristique importante l'air comme l'humidité.

Définition.L'humidité de l'air– une valeur indiquant la teneur en vapeur d'eau de l'air.

La question se pose : pourquoi la notion d’humidité est-elle importante à considérer et comment la vapeur d’eau pénètre-t-elle dans l’air ? On sait que la majeure partie de la surface de la Terre est occupée par de l’eau (l’océan mondial), à partir de laquelle une évaporation continue se produit (Fig. 3). Bien entendu, dans diverses zones climatiques l'intensité de ce processus varie en fonction de la température moyenne quotidienne, de la présence de vents, etc. Ces facteurs déterminent le fait qu'en certains endroits le processus de vaporisation de l'eau est plus intense que sa condensation, et dans certains cas, c'est l'inverse. En moyenne, on peut affirmer que la vapeur qui se forme dans l'air n'est pas saturée et que ses propriétés doivent être décrites.

Riz. 3. Évaporation du liquide (Source)

Pour l’homme, le taux d’humidité est un paramètre environnemental très important, puisque notre corps réagit très activement à ses changements. Par exemple, un mécanisme de régulation du fonctionnement du corps, comme la transpiration, est directement lié à la température et à l’humidité de l’environnement. À une humidité élevée, les processus d'évaporation de l'humidité de la surface de la peau sont pratiquement compensés par les processus de condensation et l'évacuation de la chaleur du corps est perturbée, ce qui entraîne des perturbations de la thermorégulation. À faible humidité, les processus d'évaporation de l'humidité prédominent sur les processus de condensation et le corps perd trop de liquide, ce qui peut entraîner une déshydratation.

La quantité d'humidité est importante non seulement pour les humains et les autres organismes vivants, mais aussi pour le flux d'air. processus technologiques. Par exemple, en raison de la propriété connue de l'eau de conduire électricité sa teneur dans l'air peut sérieusement affecter le bon fonctionnement de la plupart des appareils électriques.

De plus, la notion d'humidité est le critère d'évaluation le plus important. conditions météorologiques, que tout le monde connaît grâce aux prévisions météorologiques. Il convient de noter que si nous comparons l'humidité à différentes périodes de l'année dans notre environnement habituel conditions climatiques, puis il est plus élevé en été et plus faible en hiver, ce qui est notamment associé à l'intensité des processus d'évaporation à différentes températures.

Humidité absolue de l'air

Les principales caractéristiques de l’air humide sont :

  1. densité de vapeur d'eau dans l'air;
  2. humidité relative.

L'air est un gaz composite et contient de nombreux gaz différents, dont la vapeur d'eau. Pour estimer sa quantité dans l'air, il est nécessaire de déterminer quelle masse de vapeur d'eau possède dans un certain volume alloué - cette valeur est caractérisée par la densité. La densité de la vapeur d'eau dans l'air s'appelle humidité absolue.

Définition.Humidité absolue de l'air- la quantité d'humidité contenue dans un mètre cube d'air.

Désignationhumidité absolue: (comme c'est la désignation habituelle de la densité).

Unitéshumidité absolue: img="">

masse de vapeur (eau) dans l'air, kg (en SI) ou g ;

I-19="">Humidité relative

Pour décrire cette perception, la quantité suivante a été introduite : humidité relative.

Définition.Humidité relative– une valeur indiquant à quelle distance la vapeur se trouve de la saturation.

C'est-à-dire la valeur de l'humidité relative, en mots simples, montre ce qui suit : si la vapeur est loin de la saturation, alors l'humidité est faible, si elle est proche, elle est élevée.

Désignationhumidité relative: .

Unitéshumidité relative: %.

Formule calculs humidité relative:

Img="" i-20="">Hygromètre à condensation

Comme le montre la formule, elle inclut l'humidité absolue, que nous connaissons déjà, et la densité de vapeur saturée à la même température. La question se pose : comment déterminer cette dernière valeur ? Il existe des appareils spéciaux pour cela. Nous considérerons condensationhygromètre(Fig. 4) est un appareil utilisé pour déterminer le point de rosée.

Définition.point de rosée– la température à laquelle la vapeur devient saturée.

Riz. 4. Hygromètre à condensation (Source)

Un liquide s'évaporant facilement, par exemple de l'éther, est versé dans le récipient de l'appareil, un thermomètre (6) est inséré et de l'air est pompé à travers le récipient à l'aide d'une ampoule (5). En raison de la circulation accrue de l'air, une évaporation intensive de l'éther commence, la température du récipient diminue de ce fait et de la rosée (gouttelettes de vapeur condensée) apparaît sur le miroir (4). Au moment où la rosée apparaît sur le miroir, la température est mesurée à l'aide d'un thermomètre ; cette température est le point de rosée.

Que faire de la valeur de température obtenue (point de rosée) ? Il existe un tableau spécial dans lequel les données sont saisies - quelle densité de vapeur d'eau saturée correspond à chaque point de rosée spécifique. Ça devrait être noté fait utile, qu'à mesure que le point de rosée augmente, la valeur de la densité de vapeur saturée correspondante augmente également. En d’autres termes, plus l’air est chaud, plus il peut contenir d’humidité, et vice versa, plus l’air est froid, plus la teneur maximale en vapeur qu’il contient est faible.

Hygromètre à cheveux

Considérons maintenant le principe de fonctionnement d'autres types d'hygromètres, instruments de mesure des caractéristiques d'humidité (du grec hygros - « humide » et meteo - « je mesure »).

Hygromètre à cheveux(Fig. 5) est un appareil de mesure de l'humidité relative, dans lequel les cheveux, par exemple les cheveux humains, jouent le rôle d'élément actif.

Riz. 5. Hygromètre capillaire (Source)

L'action d'un hygromètre capillaire repose sur la propriété des cheveux dégraissés de changer de longueur lorsque l'humidité de l'air change (avec l'augmentation de l'humidité, la longueur des cheveux augmente, avec la diminution elle diminue), ce qui permet de mesurer l'humidité relative. Les cheveux sont tendus sur une armature métallique. Le changement de longueur des cheveux est transmis à la flèche se déplaçant le long de l'échelle. Il ne faut pas oublier qu'un hygromètre à cheveux ne donne pas valeurs exactes humidité relative et est principalement utilisé à des fins domestiques.

Psychromètre

Un appareil plus pratique et plus précis pour mesurer l'humidité relative est un psychromètre (du grec ancien ψυχρός - « froid ») (Fig. 6).

Un psychromètre se compose de deux thermomètres fixés sur une échelle commune. L'un des thermomètres est appelé thermomètre humide car il est enveloppé dans un tissu en batiste, qui est immergé dans un réservoir d'eau situé à l'arrière de l'appareil. L'eau s'évapore du tissu humide, ce qui entraîne le refroidissement du thermomètre, le processus de réduction de sa température se poursuit jusqu'à ce que le stade soit atteint jusqu'à ce que la vapeur près du tissu humide atteigne la saturation et que le thermomètre commence à afficher la température du point de rosée. Ainsi, le thermomètre à bulbe humide indique une température inférieure ou égale à la température ambiante réelle. Le deuxième thermomètre est appelé thermomètre sec et indique la température réelle.

En règle générale, sur le corps de l'appareil se trouve également un tableau dit psychrométrique (tableau 2). À l'aide de ce tableau, vous pouvez déterminer l'humidité relative de l'air ambiant à partir de la valeur de température indiquée par le thermomètre à bulbe sec et à partir de la différence de température entre les bulbes secs et humides.

Cependant, même sans un tel tableau à portée de main, vous pouvez déterminer approximativement la quantité d'humidité en utilisant le principe suivant. Si les lectures des deux thermomètres sont proches l'une de l'autre, l'évaporation de l'eau du thermomètre humide est presque entièrement compensée par la condensation, c'est-à-dire que l'humidité de l'air est élevée. Si, au contraire, la différence entre les lectures du thermomètre est grande, alors l'évaporation du tissu humide l'emporte sur la condensation et l'air est sec et l'humidité est faible.

Tableaux des caractéristiques d'humidité

Passons aux tableaux qui permettent de déterminer les caractéristiques de l'humidité de l'air.

Température,

Pression, mm. art. Art.

Densité de vapeur

Pour cette tâche, vous pouvez obtenir 1 point à l'examen d'État unifié en 2020

La tâche 10 de l'examen d'État unifié de physique est consacrée à l'équilibre thermique et à tout ce qui s'y rapporte. Les tickets sont structurés de telle manière qu'environ la moitié d'entre eux contiennent des questions sur l'humidité (un exemple typique d'un tel problème est "Combien de fois la concentration des molécules de vapeur a-t-elle augmenté si le volume de vapeur était réduit de moitié de manière isothermique"), le reste concernent la capacité thermique des substances. Les questions sur la capacité thermique contiennent presque toujours un graphique, qu'il faut d'abord étudier pour répondre correctement à la question.

La tâche 10 de l'examen d'État unifié de physique pose généralement des difficultés aux étudiants, à l'exception de plusieurs options consacrées à la détermination de l'humidité relative de l'air à l'aide de tables psychrométriques. Le plus souvent, les écoliers commencent à terminer leurs devoirs par cette question, dont la solution prend généralement une ou deux minutes. Si un étudiant obtient un ticket avec exactement ce type de tâche n°10 de l'examen d'État unifié de physique, l'ensemble du test sera nettement plus facile, puisque le temps pour le réaliser est limité à un certain nombre de minutes.