ความชื้นสัมพัทธ์กับปริมาตร ไอน้ำอิ่มตัว เดือด ความชื้นในอากาศ อันตรายจากอากาศแห้ง

ไอน้ำอิ่มตัว.

ถ้าเป็นเรือด้วย ปิดของเหลวให้แน่น ปริมาณของของเหลวจะลดลงก่อนแล้วจึงคงที่ เมื่อไม่เมน ที่อุณหภูมินี้ ระบบไอของเหลวจะเข้าสู่สภาวะสมดุลความร้อนและจะคงอยู่ในระบบนั้นนานเท่าที่ต้องการ ในขณะเดียวกันกับกระบวนการระเหย ก็เกิดการควบแน่นด้วย ทั้งสองกระบวนการโดยเฉลี่ยให้กำลังใจซึ่งกันและกัน ในช่วงแรกหลังจากที่ของเหลวถูกเทลงในภาชนะและปิดแล้ว ของเหลวก็จะระเหยออกไปและความหนาแน่นของไอที่อยู่ด้านบนจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน จำนวนโมเลกุลที่กลับคืนสู่ของเหลวก็จะเพิ่มขึ้น ยังไง ความหนาแน่นสูงขึ้นไอ ยิ่งโมเลกุลกลับคืนสู่ของเหลวมากเท่าไร เป็นผลให้ในภาชนะปิดที่อุณหภูมิคงที่สมดุลแบบไดนามิก (เคลื่อนที่) จะถูกสร้างขึ้นระหว่างของเหลวและไอนั่นคือจำนวนโมเลกุลที่ออกจากพื้นผิวของของเหลวหลังจากเวลาที่แน่นอนร ช่วงเวลาที่จะเท่ากับค่าเฉลี่ยกับจำนวนโมเลกุลไอที่คืนสู่ของเหลวในช่วงเวลาเดียวกันข. ไอน้ำนะ การเคลื่อนที่ในสมดุลไดนามิกกับของเหลวเรียกว่าไออิ่มตัว นี่คือคำจำกัดความของขีดล่างแสดงว่าในปริมาตรที่กำหนดที่อุณหภูมิที่กำหนดนั้นไม่สามารถมีได้ ปริมาณมากคู่.

แรงดันไอน้ำอิ่มตัว .

จะเกิดอะไรขึ้นกับไอน้ำอิ่มตัวหากปริมาตรที่ใช้ลดลง? ตัวอย่างเช่น หากคุณบีบอัดไอน้ำที่อยู่ในสภาวะสมดุลกับของเหลวในกระบอกสูบใต้ลูกสูบ เพื่อรักษาอุณหภูมิของสิ่งที่อยู่ภายในกระบอกสูบให้คงที่ เมื่อไอน้ำถูกบีบอัด ความสมดุลจะเริ่มถูกรบกวน ในตอนแรก ความหนาแน่นของไอจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และโมเลกุลจำนวนมากจะเริ่มเคลื่อนจากก๊าซไปสู่ของเหลวมากกว่าจากของเหลวสู่ก๊าซ ท้ายที่สุดแล้วจำนวนโมเลกุลที่ออกจากของเหลวต่อหน่วยเวลานั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้นและการอัดไอจะไม่เปลี่ยนจำนวนนี้ กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งสมดุลไดนามิกและความหนาแน่นของไอเกิดขึ้นอีกครั้ง ดังนั้นความเข้มข้นของโมเลกุลจึงรับค่าเดิมแทน ดังนั้นความเข้มข้นของโมเลกุลไออิ่มตัวที่อุณหภูมิคงที่จึงไม่ขึ้นอยู่กับปริมาตรของมัน เนื่องจากความดันเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของโมเลกุล (p=nkT) ตามคำจำกัดความนี้ว่าความดันของไออิ่มตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาตรที่มันครอบครอง ความดัน p n.p. ความดันไอซึ่งของเหลวอยู่ในสมดุลกับไอของมันเรียกว่าความดันไออิ่มตัว

การขึ้นอยู่กับความดันไออิ่มตัวกับอุณหภูมิ

ตามที่ประสบการณ์แสดงให้เห็น สถานะของไอน้ำอิ่มตัวนั้นอธิบายโดยประมาณโดยสมการสถานะของก๊าซในอุดมคติ และความดันของมันจะถูกกำหนดโดยสูตร P = nkT เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความดันไออิ่มตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาตร จึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น อย่างไรก็ตามการพึ่งพาพี.เอ็น. จาก T ซึ่งพบจากการทดลองไม่เป็นสัดส่วนโดยตรง ดังเช่นในก๊าซอุดมคติที่ปริมาตรคงที่ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันของไออิ่มตัวจริงจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าความดันของก๊าซในอุดมคติ (รูปที่.เส้นโค้งท่อระบายน้ำ 12) ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? เมื่อของเหลวถูกให้ความร้อนในภาชนะปิด ของเหลวบางส่วนจะกลายเป็นไอน้ำ เป็นผลให้ตามสูตร P = nkT ความดันไออิ่มตัวเพิ่มขึ้นไม่เพียงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของของเหลว แต่ยังเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโมเลกุล (ความหนาแน่น) ของไอด้วย โดยพื้นฐานแล้ว ความดันที่เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจะถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นศูนย์กลาง ครั้งที่สอง (ความแตกต่างที่สำคัญในพฤติกรรมและก๊าซในอุดมคติและไอน้ำอิ่มตัวคือเมื่ออุณหภูมิของไอน้ำในภาชนะปิดเปลี่ยนแปลง (หรือเมื่อปริมาตรเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่) มวลของไอน้ำจะเปลี่ยนไป ของเหลวกลายเป็นไอบางส่วนหรือในทางกลับกันไอระเหยไปบางส่วนทสยา ไม่มีอะไรแบบนี้เกิดขึ้นกับก๊าซในอุดมคติ) เมื่อของเหลวระเหยหมดแล้ว ไอน้ำจะหยุดอิ่มตัวเมื่อได้รับความร้อนเพิ่มเติม และความดันที่ปริมาตรคงที่จะเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนโดยตรง อุณหภูมิสัมบูรณ์(ดูรูปส่วนโค้งที่ 23)

เดือด.

การเดือดคือการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงของสารจากของเหลวไปเป็นสถานะก๊าซ ซึ่งเกิดขึ้นตลอดปริมาตรของของเหลวทั้งหมด (ไม่ใช่แค่จากพื้นผิวของมันเท่านั้น) (การควบแน่นเป็นกระบวนการย้อนกลับ) เมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น อัตราการระเหยก็จะเพิ่มขึ้น ในที่สุดของเหลวก็เริ่มเดือด เมื่อเดือดจะเกิดฟองอากาศที่เติบโตอย่างรวดเร็วทั่วทั้งปริมาตรของของเหลวซึ่งลอยขึ้นสู่พื้นผิว จุดเดือดของของเหลวคงที่ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานทั้งหมดที่จ่ายให้กับของเหลวนั้นถูกใช้ไปเพื่อแปลงให้เป็นไอ การเดือดเริ่มต้นภายใต้เงื่อนไขใด

ของเหลวมักประกอบด้วยก๊าซละลาย ซึ่งปล่อยออกมาที่ด้านล่างและผนังของถัง รวมถึงฝุ่นละอองที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวซึ่งเป็นศูนย์กลางของการกลายเป็นไอ ไอของเหลวภายในฟองอากาศจะอิ่มตัว เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันไออิ่มตัวจะเพิ่มขึ้น และฟองอากาศจะมีขนาดเพิ่มขึ้น ภายใต้อิทธิพลของแรงลอยตัวพวกมันจะลอยขึ้นด้านบน หากชั้นบนของของเหลวมีมากขึ้น อุณหภูมิต่ำจากนั้นการควบแน่นของไอน้ำจะเกิดขึ้นเป็นฟองในชั้นเหล่านี้ ความดันลดลงอย่างรวดเร็วและฟองอากาศก็ยุบตัว การพังทลายเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนผนังของฟองสบู่ชนกันและทำให้เกิดบางสิ่งที่คล้ายกับการระเบิด การระเบิดขนาดเล็กจำนวนมากทำให้เกิดเสียงรบกวนที่มีลักษณะเฉพาะ เมื่อของเหลวอุ่นขึ้นเพียงพอ ฟองสบู่จะหยุดยุบและลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ของเหลวจะเดือด สังเกตกาต้มน้ำบนเตาอย่างระมัดระวัง คุณจะพบว่ามันเกือบจะหยุดส่งเสียงดังก่อนที่มันจะเดือด การขึ้นอยู่กับความดันไออิ่มตัวกับอุณหภูมิอธิบายว่าทำไมจุดเดือดของของเหลวจึงขึ้นอยู่กับความดันบนพื้นผิว ฟองไอสามารถเติบโตได้เมื่อความดันของไออิ่มตัวภายในนั้นเกินความดันในของเหลวเล็กน้อย ซึ่งเป็นผลรวมของความดันอากาศบนพื้นผิวของของเหลว (ความดันภายนอก) และความดันอุทกสถิตของคอลัมน์ของเหลว การเดือดเริ่มต้นที่อุณหภูมิซึ่งความดันไออิ่มตัวในฟองเท่ากับความดันในของเหลว ยิ่งแรงดันภายนอกมาก จุดเดือดก็จะยิ่งสูงขึ้น และในทางกลับกัน โดยการลดความดันภายนอก เราก็จะลดจุดเดือดลงด้วย คุณสามารถทำให้น้ำเดือดที่อุณหภูมิห้องได้โดยการสูบอากาศและไอน้ำออกจากขวด ของเหลวแต่ละชนิดมีจุดเดือดของตัวเอง (ซึ่งคงที่จนกว่าของเหลวจะเดือดหมด) ซึ่งขึ้นอยู่กับความดันไออิ่มตัว ยิ่งความดันไออิ่มตัวสูง จุดเดือดของของเหลวก็จะยิ่งต่ำลง

ความชื้นในอากาศและการวัด

มีไอน้ำอยู่ในอากาศรอบตัวเราเกือบตลอดเวลา ความชื้นในอากาศขึ้นอยู่กับปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ อากาศชื้นประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำในเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าอากาศแห้งความเจ็บปวด สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ ข้อความที่ได้ยินทุกวันในรายงานพยากรณ์อากาศ

เกี่ยวกับความชื้นสูงคืออัตราส่วนของความหนาแน่นของไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศต่อความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด โดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (แสดงให้เห็นว่าไอน้ำในอากาศใกล้จะอิ่มตัวแค่ไหน)

จุดน้ำค้าง

ความแห้งหรือความชื้นของอากาศขึ้นอยู่กับว่าไอน้ำใกล้จะอิ่มตัวแค่ไหน หากอากาศชื้นเย็นลง ไอน้ำในนั้นสามารถทำให้อิ่มตัวได้ และจากนั้นก็จะควบแน่น สัญญาณว่าไอน้ำอิ่มตัวแล้วคือการปรากฏตัวของของเหลวควบแน่นหยดแรก - น้ำค้าง อุณหภูมิที่ไอระเหยในอากาศอิ่มตัวเรียกว่าจุดน้ำค้าง จุดน้ำค้างยังกำหนดลักษณะของความชื้นในอากาศด้วย ตัวอย่าง: น้ำค้างที่ตกลงมาในตอนเช้า หากคุณสูดดมแก้วเย็นๆ ทำให้เกิดฝ้า การก่อตัวของหยดน้ำบนท่อน้ำเย็น ความชื้นในห้องใต้ดินของบ้าน ในการวัดความชื้นในอากาศจะใช้เครื่องมือวัด - ไฮโกรมิเตอร์ ไฮโกรมิเตอร์มีหลายประเภท แต่ประเภทหลักคือเส้นผมและไซโครเมตริก

« ฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10"

เมื่อแก้ไขปัญหา เราต้องจำไว้ว่าความดันและความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาตร แต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น สมการสถานะของก๊าซในอุดมคติสามารถนำไปใช้ในการอธิบายไอน้ำอิ่มตัวได้โดยประมาณ แต่เมื่อไอน้ำอิ่มตัวถูกบีบอัดหรือให้ความร้อน มวลของมันจะไม่คงที่

เมื่อแก้ไขปัญหาบางอย่างคุณอาจต้องใช้ค่าความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด ข้อมูลนี้จะต้องนำมาจากตาราง

ภารกิจที่ 1

ถังปิดที่มีปริมาตร V 1 = 0.5 m 3 มีน้ำที่มีมวล m = 0.5 กก. ภาชนะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ t = 147 °C ควรเปลี่ยนปริมาตรของถังเท่าใดจึงจะมีเฉพาะไอน้ำอิ่มตัวเท่านั้น ค่า pH ความดันไออิ่มตัว n ที่อุณหภูมิ t = 147 °C เท่ากับ 4.7 10 5 Pa

สารละลาย.

ไอน้ำอิ่มตัวที่ความดัน pH n มีปริมาตรเท่ากับ โดยที่ M = 0.018 กิโลกรัม/โมล - มวลฟันกรามน้ำ. ปริมาตรของถังคือ V 1 > V ซึ่งหมายความว่าไอไม่อิ่มตัว เพื่อให้ไอน้ำอิ่มตัว ควรลดปริมาตรของถังลง

ภารกิจที่ 2

ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศในภาชนะปิดที่อุณหภูมิ t 1 = 5 °C เท่ากับ φ 1 = 84% และที่อุณหภูมิ t 2 = 22 °C จะเท่ากับ φ 2 = 30% ความดันไออิ่มตัวของน้ำที่อุณหภูมิ t 2 มากกว่าที่อุณหภูมิ t 1 กี่ครั้ง?

สารละลาย.

ความดันไอน้ำในภาชนะที่ T 1 = 278 K คือ ที่ไหน p n n1 - ความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิ T1 ที่อุณหภูมิ T 2 = ความดัน 295 K

เนื่องจากปริมาตรคงที่ ตามกฎของชาร์ลส์

จากที่นี่

ภารกิจที่ 3

ในห้องที่มีปริมาตร 40 ม. 3 อุณหภูมิอากาศคือ 20 ° C ความชื้นสัมพัทธ์φ 1 = 20% ต้องระเหยน้ำมากแค่ไหนเพื่อให้ความชื้นสัมพัทธ์ φ 2 ถึง 50%? เป็นที่ทราบกันว่าที่อุณหภูมิ 20 °C ความดันไออิ่มตัว рнп = 2330 Pa

สารละลาย.

ความชื้นสัมพัทธ์ จากที่นี่

แรงดันไอน้ำที่ ความชื้นสัมพัทธ์φ 1 และ φ 2

ความหนาแน่นสัมพันธ์กับความดันด้วยความเท่ากัน ρ = Mp/RT ดังนั้น

มวลของน้ำในห้องที่มีความชื้น φ 1 และ φ 2

มวลน้ำที่จะระเหย:

ภารกิจที่ 4

ในห้องที่มีหน้าต่างปิดอยู่ที่อุณหภูมิ 15 °C ความชื้นสัมพัทธ์ φ = 10% ความชื้นสัมพัทธ์จะเป็นอย่างไรหากอุณหภูมิในห้องเพิ่มขึ้น 10 °C? ความดันไออิ่มตัวที่ 15 °C pH p1 = 12.8 มม. ปรอท ศิลปะ และที่ 25 °C pH p2 = 23.8 มม. ปรอท ศิลปะ.

เนื่องจากไอน้ำไม่อิ่มตัว ความดันบางส่วนของไอน้ำจึงเปลี่ยนแปลงไปตามกฎของชาร์ลส์ p 1 /T 1 = p 2 /T 2 จากสมการนี้ คุณสามารถกำหนดความดันของไอน้ำไม่อิ่มตัว p 2 ที่ T 2: p 2 = p 1 T 2 / T 1 ความชื้นสัมพัทธ์ที่ T 1 เท่ากัน

ความชื้นคือการวัดปริมาณไอน้ำในอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์คือปริมาณน้ำที่มีอยู่ในอากาศ ณ อุณหภูมิที่กำหนดเมื่อเปรียบเทียบกับ จำนวนสูงสุดน้ำซึ่งสามารถกักเก็บอยู่ในอากาศได้ที่อุณหภูมิเดียวกันในรูปของไอน้ำ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความชื้นสัมพัทธ์จะแสดงปริมาณความชื้นที่ยังขาดหายไป สิ่งแวดล้อมการควบแน่นเริ่มขึ้น ค่านี้แสดงถึงระดับความอิ่มตัวของอากาศด้วยไอน้ำ เมื่อคำนวณแล้ว ความชื้นที่เหมาะสมอากาศภายในอาคารเรียกว่าความชื้นสัมพัทธ์

• ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 21°C อากาศแห้ง 1 กิโลกรัมสามารถบรรจุความชื้นได้มากถึง 15.8 กรัม ถ้าอากาศแห้ง 1 กิโลกรัมมีน้ำ 15.8 กรัม ความชื้นสัมพัทธ์จะเท่ากับ 100% หากอากาศในปริมาณเท่ากันมีน้ำ 7.9 กรัมที่อุณหภูมิเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณความชื้นสูงสุดที่เป็นไปได้ อัตราส่วนจะเป็น: 7.9/15.8 = 0.50 (50%) ดังนั้นความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศดังกล่าวจะอยู่ที่ 50%

ความชื้นใดที่เหมาะสมที่สุด?

ความชื้นในอุดมคติในพื้นที่อยู่อาศัยคือ 40-60% ใน เดือนฤดูร้อนอากาศมีความชื้นเพียงพอ (โดยเฉพาะ สภาพอากาศฝนตกความชื้นสัมพัทธ์สามารถเข้าถึง 80-90%) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีวิธีเพิ่มความชื้นเพิ่มเติม

อย่างไรก็ตามในฤดูหนาว ระบบทำความร้อนส่วนกลางและอุปกรณ์ทำความร้อนอื่น ๆ จะทำให้เกิดปัญหา อากาศแห้ง- เนื่องจากการให้ความร้อนสูงจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นแต่ไม่ได้เพิ่มปริมาณไอน้ำ สิ่งนี้ทำให้เกิดการระเหยของความชื้นเพิ่มขึ้นจากทุกที่: จากผิวหนังและร่างกายของคุณ, ต้นไม้ในร่มและแม้กระทั่งเฟอร์นิเจอร์ ความชื้นสัมพัทธ์ในอพาร์ทเมนท์ในฤดูหนาวมักจะไม่เกิน 15% นี่ยังน้อยกว่าในทะเลทรายซาฮาร่าด้วยซ้ำ! ที่นั่นความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 25%

โต๊ะ ความชื้นที่เหมาะสมแสดงให้เห็นว่าระดับ 15% ไม่เพียงพอคือ:

มนุษย์ 45-65%อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และเครื่องใช้ในครัวเรือน 45-65%เฟอร์นิเจอร์และเครื่องดนตรี 40-60%ห้องสมุด นิทรรศการ หอศิลป์ และพิพิธภัณฑ์ 40-60%

ทำอย่างไรจึงจะได้ความชื้นที่เหมาะสมที่สุด?

คำแนะนำเดียวคือการทำให้ห้องมีความชื้น

มีวิธีการให้ความชุ่มชื้นแบบ "พื้นบ้าน" มากมาย ตัวอย่างเช่นคุณสามารถแขวนผ้าเช็ดตัวเปียกและผ้าขี้ริ้วไว้ในห้องได้ วางถังน้ำไว้บนเครื่องทำความร้อน การระเหยของน้ำจะทำให้ความชื้นในอากาศเพิ่มขึ้นไม่ช้าก็เร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้เปียโนแห้ง ก่อนหน้านี้แนะนำให้ใส่ขวดน้ำไว้ข้างใน ทางเลือกสำหรับผู้ที่ไม่เสียค่าใช้จ่ายคือน้ำพุประดับในห้อง

อย่างไรก็ตามวิธีการเหล่านี้ไม่สะดวกและไม่มีประสิทธิภาพ ไม่สามารถเพิ่มความชื้นในอากาศในห้องได้อย่างมีนัยสำคัญโดยใช้ขวดน้ำ นอกจากนี้กระป๋องบนหม้อน้ำและผ้าเช็ดตัวบนเชือกดูไม่น่าพึงพอใจนัก

วิธีที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงที่สุดในการเพิ่มความชื้นภายในอาคารคือการติดตั้ง เครื่องทำให้ชื้น- อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมินี้สามารถรักษาระดับความชื้นที่ระบุได้อย่างแม่นยำ ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีราคาไม่แพงและใช้งานง่ายอีกด้วย และเครื่องทำความชื้นรุ่นใหม่เองก็ควบคุมความชื้นที่เหมาะสมที่สุด

อากาศเต็มไปด้วยไอน้ำในระดับหนึ่ง ปริมาณของมันมีลักษณะเป็นตัวบ่งชี้เช่นความชื้น มันสามารถเป็นแบบสัมบูรณ์และแบบสัมพัทธ์ได้ ตัวบ่งชี้แรกระบุปริมาณน้ำที่บรรจุอยู่ในอากาศหนึ่งลูกบาศก์เมตร คำที่สองใช้เพื่อกำหนดอัตราส่วนระหว่างปริมาณไอน้ำสูงสุดที่เป็นไปได้ต่อปริมาณจริง หากกำหนดความชื้นในอากาศภายในอาคาร นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่สัมพันธ์กัน

ทำไมต้องวัดและควบคุมความชื้นภายในอาคาร?

ความชื้นในบ้านส่งผลโดยตรงต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของผู้อยู่อาศัยทุกคน หากตัวชี้วัดไม่สอดคล้องกับบรรทัดฐาน ไม่เพียงแต่ผู้คนจะต้องทนทุกข์ทรมานเท่านั้น แต่ยังรวมถึง พืชในบ้าน,เฟอร์นิเจอร์และอื่นๆ. ปริมาณไอน้ำในสิ่งแวดล้อมไม่คงที่และเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี

อากาศแห้งมีอันตรายอย่างไร?

ความชื้นภายในอาคารต่ำมักพบเห็นได้บ่อยมากในช่วงฤดูร้อน สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าคน ๆ หนึ่งสูญเสียน้ำอย่างรวดเร็วผ่านทางผิวหนังและทางเดินหายใจ จากปรากฏการณ์เชิงลบดังกล่าวจะสังเกตเห็นผลกระทบดังต่อไปนี้:

• ลดความยืดหยุ่นและความแห้งกร้าน ผิวซึ่งมาพร้อมกับการปรากฏตัวของ microcracks นำไปสู่การพัฒนาของโรคผิวหนัง;
• การทำให้เยื่อเมือกของดวงตาแห้งทำให้ตาแดง แสบร้อน และน้ำตาไหล
• เลือดสูญเสียส่วนประกอบของเหลวบางส่วนซึ่งจะลดความเร็วของการเคลื่อนไหวทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมในหัวใจ
• บุคคลนั้นมีอาการปวดหัวรู้สึกเหนื่อยและสูญเสียประสิทธิภาพตามปกติ
• ความหนืดของน้ำย่อยเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้ระบบย่อยอาหารบกพร่อง
• การอบแห้งของเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจเกิดขึ้นซึ่งทำให้ภูมิคุ้มกันในท้องถิ่นอ่อนแอลง
• การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในอากาศซึ่งโดยปกติจะถูกทำให้เป็นกลางโดยละอองอากาศ

ในการวัดอากาศในอพาร์ทเมนต์ก็เพียงพอที่จะซื้ออุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดซึ่งมักจะใช้ร่วมกับเทอร์โมมิเตอร์หรือนาฬิกา มีข้อผิดพลาดเล็กน้อย 3-5% ซึ่งไม่สำคัญ

โดยใช้แก้วน้ำ

ในการระบุความชื้นในอากาศ คุณต้องเติมน้ำในแก้วธรรมดาแล้วนำไปแช่ในตู้เย็นเป็นเวลา 3 ชั่วโมงเพื่อให้ของเหลวเย็นลงถึง 3-5°C ภาชนะจะถูกถอดออกและวางบนโต๊ะให้ห่างจากเครื่องทำความร้อน ลองสังเกตผนังกระจกเป็นเวลาหลายนาที โดยจะตรวจจับการควบแน่นในรูปหยดน้ำ ผลการทดลองแสดงดังนี้:

• แก้วแห้งเร็ว - ความชื้นลดลง
• ผนังยังคงมีหมอก - ตรงตามมาตรฐานความชื้นในห้อง
• น้ำเริ่มไหลลงมาที่กระจก - ความชื้นเพิ่มขึ้น

โต๊ะอัสมาน

โต๊ะ Assmann ได้รับการออกแบบมาเพื่อกำหนดความชื้นโดยใช้ไซโครมิเตอร์ ประกอบด้วยเทอร์โมมิเตอร์สองตัว - แบบปกติและอีกอันที่มีฟังก์ชันความชื้น ตัวบ่งชี้ที่วัดโดยอุปกรณ์ตัวที่สองจะลดลงเล็กน้อย ความชื้นในอากาศถูกกำหนดโดยใช้ตารางพิเศษโดยใช้ค่าที่ได้รับ

การใช้กรวยเฟอร์

นำกรวยเฟอร์ธรรมดามาวางให้ห่างจากเครื่องทำความร้อน ในอากาศแห้ง เกล็ดของมันจะเปิดออก และในอากาศชื้น เกล็ดก็จะหดตัวแน่น

มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป

มาตรฐานความชื้นภายในอาคารขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์และช่วงเวลาของปี การปฏิบัติตามพารามิเตอร์ที่แนะนำจะช่วยให้มีสุขภาพที่ดีและจะไม่ส่งผลเสียต่อภูมิคุ้มกันของมนุษย์

มาตรฐานสำหรับอพาร์ตเมนต์

สำหรับอพาร์ทเมนต์มาตรฐานทั้งหมดเกี่ยวกับพารามิเตอร์ภูมิอากาศระบุไว้ใน GOST 30494-96 ตามเอกสารนี้ ความชื้นในอากาศในฤดูหนาวควรอยู่ในช่วง 30-45% และในฤดูร้อน – 30-60% แม้จะมีค่าเหล่านี้ แต่ตัวบ่งชี้ 30% ก็อาจรับรู้ได้ไม่ดี ร่างกายมนุษย์- ดังนั้นแพทย์แนะนำให้รักษาพารามิเตอร์ไว้ที่ 40-60% ซึ่งถือว่าเหมาะสมที่สุดในช่วงเวลาใดก็ได้ของปี

มาตรฐานห้องเด็ก

ร่างกายของเด็กไม่สามารถทำงานได้อย่างเหมาะสมในที่มีความชื้นในอากาศต่ำ สิ่งนี้นำไปสู่การทำให้เยื่อเมือกแห้งอย่างรวดเร็วซึ่งอาจส่งผลให้ภูมิคุ้มกันในท้องถิ่นลดลง

สถานที่ทำงาน

ระดับความชื้นในที่ทำงานขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของงาน ตัวอย่างเช่น สำหรับพนักงานออฟฟิศจะเป็น 40-60%

จะทำให้ปากน้ำในร่มเป็นปกติได้อย่างไร?

เพื่อให้ปากน้ำในร่มสะดวกสบายสำหรับการใช้ชีวิตคุณต้องใช้เคล็ดลับต่อไปนี้:

• การใช้เครื่องเพิ่มความชื้นในอากาศ ที่ขาดไม่ได้ในช่วงฤดูร้อนในทุกห้อง
• การระบายอากาศปกติ
• การเพิ่มจำนวนพืชในร่ม
• การมีอยู่ของการระบายอากาศเสีย เครื่องดูดควันจะจ่ายอากาศบริสุทธิ์ให้กับห้องและทำให้ปริมาณไอน้ำเป็นปกติ
• ในบางกรณี ขอแนะนำให้ใช้เครื่องลดความชื้นแบบพิเศษที่มีสารดูดซับ
• ห้ามตากเสื้อผ้าในที่พักอาศัยซึ่งส่งผลเสียต่อปากน้ำ

วิดีโอ: วิธีวัดความชื้นในอากาศ

• บ้าน
• เครื่องปรับอากาศ

วิดีโอสอนนี้สามารถดูได้โดยการสมัครสมาชิก

สมัครสมาชิกแล้ว? ที่จะเข้ามา

I-17="">ไอน้ำอิ่มตัว ความชื้นในอากาศ

เราจะอุทิศบทเรียนวันนี้เพื่ออภิปรายแนวคิดเรื่องความชื้นในอากาศและวิธีการวัด ปรากฏการณ์หลักที่ส่งผลต่อความชื้นในอากาศคือกระบวนการระเหยของน้ำที่เราได้พูดถึงไปแล้วและแนวคิดที่สำคัญที่สุดที่เราจะใช้คือไอน้ำอิ่มตัวและไม่อิ่มตัว

หากเราแยกแยะสถานะของไอน้ำที่แตกต่างกัน สถานะเหล่านั้นจะถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาระหว่างไอน้ำกับของเหลว หากเราจินตนาการว่ามีของเหลวอยู่ในภาชนะปิดและกระบวนการระเหยเกิดขึ้น ไม่ช้าก็เร็วกระบวนการนี้จะเข้าสู่สถานะที่การระเหยในช่วงเวลาเท่ากันจะได้รับการชดเชยด้วยการควบแน่นและสิ่งที่เรียกว่าสมดุลไดนามิกของ ของเหลวที่มีไอจะเกิดขึ้น (รูปที่ 1) .

ข้าว. 1. ไอน้ำอิ่มตัว

คำนิยาม.ไอน้ำอิ่มตัวคือไอน้ำที่อยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์กับของเหลว หากไอน้ำไม่อิ่มตัว แสดงว่าไม่มีสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. ไอน้ำไม่อิ่มตัว

ด้วยความช่วยเหลือของทั้งสองแนวคิดนี้เราจะอธิบายเช่นนั้น ลักษณะสำคัญอากาศเหมือนความชื้น

คำนิยาม.ความชื้นในอากาศ– ค่าที่แสดงปริมาณไอน้ำในอากาศ

คำถามเกิดขึ้น: เหตุใดแนวคิดเรื่องความชื้นจึงสำคัญที่ต้องพิจารณา และไอน้ำเข้าสู่อากาศได้อย่างไร เป็นที่ทราบกันว่าพื้นผิวโลกส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดยน้ำ (มหาสมุทรโลก) จากพื้นผิวที่มีการระเหยอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 3) แน่นอนว่าในด้านต่างๆ เขตภูมิอากาศความเข้มข้นของกระบวนการนี้แตกต่างกันไปซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเฉลี่ยรายวัน การปรากฏตัวของลม ฯลฯ ปัจจัยเหล่านี้กำหนดความจริงที่ว่าใน สถานที่บางแห่งกระบวนการทำให้กลายเป็นไอน้ำมีความเข้มข้นมากกว่าการควบแน่น และในบางกรณีก็เป็นอีกทางหนึ่ง โดยเฉลี่ยอาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าไอที่ก่อตัวในอากาศไม่อิ่มตัวและต้องอธิบายคุณสมบัติของมัน

ข้าว. 3. การระเหยของของเหลว (แหล่ง)

สำหรับมนุษย์ ระดับความชื้นเป็นตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญมาก เนื่องจากร่างกายของเราตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างแข็งขัน ตัวอย่างเช่น กลไกในการควบคุมการทำงานของร่างกาย เช่น เหงื่อออก เกี่ยวข้องโดยตรงกับอุณหภูมิและความชื้นของสิ่งแวดล้อม ที่ความชื้นสูง กระบวนการระเหยความชื้นออกจากพื้นผิวจะได้รับการชดเชยในทางปฏิบัติโดยกระบวนการควบแน่นและการกำจัดความร้อนออกจากร่างกายจะหยุดชะงัก ซึ่งนำไปสู่การรบกวนในการควบคุมอุณหภูมิ ที่ความชื้นต่ำ กระบวนการระเหยของความชื้นจะมีผลเหนือกว่ากระบวนการควบแน่น และร่างกายจะสูญเสียของเหลวมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะขาดน้ำได้

ปริมาณความชื้นมีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญต่อการไหลของน้ำด้วย กระบวนการทางเทคโนโลยี- ตัวอย่างเช่นเนื่องจากคุณสมบัติของน้ำที่ทราบกันดี ไฟฟ้าเนื้อหาในอากาศอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการทำงานที่ถูกต้องของเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่

นอกจากนี้ แนวคิดเรื่องความชื้นยังเป็นเกณฑ์การประเมินที่สำคัญที่สุด สภาพอากาศซึ่งใครๆ ก็รู้จากการพยากรณ์อากาศ เป็นที่น่าสังเกตว่าหากเราเปรียบเทียบความชื้นในช่วงเวลาต่างๆ ของปีตามปกติของเรา สภาพภูมิอากาศจากนั้นจะสูงขึ้นในฤดูร้อนและต่ำกว่าในฤดูหนาว ซึ่งสัมพันธ์กับความเข้มข้นของกระบวนการระเหยที่อุณหภูมิต่างกันโดยเฉพาะ

ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์

ลักษณะสำคัญของอากาศชื้นคือ:

1. ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศ
2. ความชื้นสัมพัทธ์.

อากาศเป็นก๊าซคอมโพสิตและมีก๊าซหลายชนิด รวมถึงไอน้ำด้วย ในการประมาณปริมาณของมันในอากาศจำเป็นต้องพิจารณาว่าไอน้ำมีมวลเท่าใดในปริมาตรที่จัดสรรไว้ - ค่านี้มีลักษณะเป็นความหนาแน่น ความหนาแน่นของไอน้ำในอากาศเรียกว่า ความชื้นสัมบูรณ์.

คำนิยาม.ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์- ปริมาณความชื้นที่มีอยู่ในอากาศหนึ่งลูกบาศก์เมตร

การกำหนดความชื้นสัมบูรณ์: (ตามการกำหนดความหนาแน่นตามปกติ)

หน่วยความชื้นสัมบูรณ์: img="">

มวลไอน้ำ (น้ำ) ในอากาศ กิโลกรัม (ในหน่วย SI) หรือ กรัม

I-19="">ความชื้นสัมพัทธ์

เพื่ออธิบายการรับรู้ดังกล่าว จึงได้กล่าวถึงปริมาณต่อไปนี้: ความชื้นสัมพัทธ์.

คำนิยาม.ความชื้นสัมพัทธ์– ค่าที่ระบุว่าไอน้ำถึงจุดอิ่มตัวมากน้อยเพียงใด

นั่นคือค่าความชื้นสัมพัทธ์ ด้วยคำพูดง่ายๆจะแสดงดังต่อไปนี้: หากไอน้ำอยู่ไกลจากความอิ่มตัว แสดงว่าความชื้นต่ำ หากอยู่ใกล้ แสดงว่าความชื้นสูง

การกำหนดความชื้นสัมพัทธ์: .

หน่วยความชื้นสัมพัทธ์: %.

สูตรการคำนวณ ความชื้นสัมพัทธ์:

Img="" i-20="">ไฮโกรมิเตอร์การควบแน่น

ดังที่เห็นได้จากสูตร ประกอบด้วยความชื้นสัมบูรณ์ที่เราคุ้นเคยอยู่แล้ว และความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน คำถามเกิดขึ้น: จะกำหนดค่าหลังได้อย่างไร? มีอุปกรณ์พิเศษสำหรับสิ่งนี้ เราจะพิจารณา ควบแน่นไฮโกรมิเตอร์(รูปที่ 4) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการกำหนดจุดน้ำค้าง

คำนิยาม.จุดน้ำค้าง– อุณหภูมิที่ไอน้ำอิ่มตัว

ข้าว. 4. ไฮโกรมิเตอร์การควบแน่น (แหล่ง)

เทของเหลวที่ระเหยง่ายเช่นอีเทอร์ลงในภาชนะของอุปกรณ์ ใส่เทอร์โมมิเตอร์ (6) และอากาศจะถูกสูบผ่านภาชนะโดยใช้หลอดไฟ (5) อันเป็นผลมาจากการไหลเวียนของอากาศที่เพิ่มขึ้น การระเหยของอีเทอร์อย่างเข้มข้นเริ่มต้นขึ้น อุณหภูมิของภาชนะลดลงด้วยเหตุนี้และน้ำค้าง (หยดไอน้ำควบแน่น) ปรากฏบนกระจก (4) ในขณะที่น้ำค้างปรากฏบนกระจก ให้วัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์ อุณหภูมินี้คือจุดน้ำค้าง

จะทำอย่างไรกับค่าอุณหภูมิที่ได้รับ (จุดน้ำค้าง)? มีตารางพิเศษสำหรับการป้อนข้อมูล - ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวที่สอดคล้องกับจุดน้ำค้างแต่ละจุด ควรบันทึก ข้อเท็จจริงที่เป็นประโยชน์เมื่อจุดน้ำค้างเพิ่มขึ้น ค่าของความหนาแน่นของไออิ่มตัวที่สอดคล้องกันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งอากาศอุ่น ปริมาณความชื้นในอากาศก็จะมากขึ้น และในทางกลับกัน อากาศยิ่งเย็น ปริมาณไอสูงสุดในอากาศก็จะยิ่งลดลง

ไฮโกรมิเตอร์สำหรับเส้นผม

ให้เราพิจารณาหลักการทำงานของไฮโกรมิเตอร์ประเภทอื่นซึ่งเป็นเครื่องมือในการวัดลักษณะความชื้น (จากภาษากรีก hygros - "เปียก" และ metreo - "ฉันวัด")

ไฮโกรมิเตอร์สำหรับเส้นผม(รูปที่ 5) เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งเส้นผม เช่น เส้นผมของมนุษย์ ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่ทำงานอยู่

ข้าว. 5. เครื่องวัดความชื้นสัมพัทธ์ของเส้นผม (ที่มา)

การทำงานของไฮโกรมิเตอร์ของเส้นผมนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเส้นผมที่สูญเสียไขมันในการเปลี่ยนความยาวเมื่อความชื้นในอากาศเปลี่ยนแปลง (เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นความยาวของเส้นผมจะเพิ่มขึ้นและลดลงก็จะลดลง) ซึ่งทำให้สามารถวัดความชื้นสัมพัทธ์ได้ ผมถูกยืดไว้บนโครงโลหะ การเปลี่ยนแปลงความยาวของเส้นผมจะถูกส่งไปยังลูกศรที่เคลื่อนที่ไปตามสเกล ควรจำไว้ว่าไม่ให้ไฮโกรมิเตอร์ของเส้นผม ค่าที่แน่นอนความชื้นสัมพัทธ์ และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ภายในบ้านเป็นหลัก

ไซโครมิเตอร์

อุปกรณ์ที่สะดวกและแม่นยำกว่าในการวัดความชื้นสัมพัทธ์คือไซโครมิเตอร์ (จากภาษากรีกโบราณ ψυχρός - "เย็น") (รูปที่ 6)

ไซโครมิเตอร์ประกอบด้วยเทอร์โมมิเตอร์สองตัวซึ่งได้รับการแก้ไขในระดับทั่วไป เทอร์โมมิเตอร์ตัวหนึ่งเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบเปียกเนื่องจากถูกห่อด้วยผ้า Cambric ซึ่งจุ่มอยู่ในอ่างเก็บน้ำที่อยู่ด้านหลังอุปกรณ์ น้ำระเหยออกจากผ้าเปียกซึ่งนำไปสู่การระบายความร้อนของเทอร์โมมิเตอร์ กระบวนการลดอุณหภูมิจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งถึงขั้นตอนจนกระทั่งไอน้ำที่อยู่ใกล้ผ้าเปียกถึงความอิ่มตัว และเครื่องวัดอุณหภูมิเริ่มแสดงอุณหภูมิจุดน้ำค้าง ดังนั้นเทอร์โมมิเตอร์กระเปาะเปียกจึงแสดงอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับอุณหภูมิแวดล้อมจริง เทอร์โมมิเตอร์ตัวที่สองเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบแห้งและแสดงอุณหภูมิจริง

ตามกฎแล้วจะมีตารางที่เรียกว่าไซโครเมทริกที่ร่างกายของอุปกรณ์ (ตารางที่ 2) เมื่อใช้ตารางนี้ คุณสามารถกำหนดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศโดยรอบได้จากค่าอุณหภูมิที่แสดงโดยเทอร์โมมิเตอร์กระเปาะแห้ง และจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกระเปาะแห้งและเปียก

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะไม่มีโต๊ะดังกล่าว แต่คุณก็สามารถประมาณปริมาณความชื้นได้โดยใช้หลักการต่อไปนี้ หากการอ่านเทอร์โมมิเตอร์ทั้งสองเครื่องอยู่ใกล้กัน การระเหยของน้ำจากเครื่องที่มีความชื้นจะได้รับการชดเชยเกือบทั้งหมดด้วยการควบแน่น กล่าวคือ ความชื้นในอากาศสูง ในทางกลับกัน หากความแตกต่างในการอ่านเทอร์โมมิเตอร์มีมาก การระเหยจากผ้าเปียกจะมีชัยเหนือการควบแน่น และอากาศจะแห้งและมีความชื้นต่ำ

ตารางลักษณะความชื้น

ให้เราหันไปดูตารางที่ช่วยให้เราสามารถกำหนดลักษณะของความชื้นในอากาศได้

อุณหภูมิ,

ความดัน มม. ปรอท ศิลปะ.

ความหนาแน่นของไอ

สำหรับงานนี้ คุณจะได้รับ 1 คะแนนจากการสอบ Unified State ในปี 2020

ภารกิจที่ 10 ของการสอบ Unified State ในวิชาฟิสิกส์นั้นเน้นไปที่สมดุลทางความร้อนและทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับมัน ตั๋วมีโครงสร้างในลักษณะที่ประมาณครึ่งหนึ่งมีคำถามเกี่ยวกับความชื้น (ตัวอย่างทั่วไปของปัญหาดังกล่าวคือ "ความเข้มข้นของโมเลกุลไอน้ำเพิ่มขึ้นกี่ครั้งหากปริมาตรของไอน้ำลดลงครึ่งหนึ่งตามอุณหภูมิคงที่") ส่วนที่เหลือ เกี่ยวกับความจุความร้อนของสาร คำถามเกี่ยวกับความจุความร้อนมักประกอบด้วยกราฟ ซึ่งต้องศึกษาก่อนจึงจะตอบคำถามได้อย่างถูกต้อง

ภารกิจที่ 10 ของการสอบ Unified State ในวิชาฟิสิกส์มักจะทำให้นักเรียนลำบาก ยกเว้นหลายตัวเลือกที่ใช้เพื่อกำหนดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศโดยใช้ตารางไซโครเมทริก บ่อยครั้งที่เด็กนักเรียนเริ่มทำงานมอบหมายให้เสร็จสิ้นด้วยคำถามนี้ ซึ่งโดยปกติจะใช้เวลาหนึ่งหรือสองนาทีในการแก้ปัญหา หากนักเรียนได้รับตั๋วที่มีงานประเภทนี้หมายเลข 10 ของการสอบ Unified State ในวิชาฟิสิกส์ การทดสอบทั้งหมดจะง่ายกว่ามากเนื่องจากเวลาในการทำให้สำเร็จนั้นถูกจำกัดไว้ที่จำนวนนาทีที่กำหนด