При какой температуре воздуха его относительная влажность наибольшая
Чем относительная влажность воздуха отличается от абсолютной? Чем грозит сухой воздух в помещении, а чем переувлажнённый? Как измерить уровень влажности? Как на влажность воздуха влияет время года и температура? Как поддерживать оптимальный уровень влажности?
Влага нужна нашему организму не только в форме жидкости, поступающей в кровь из пищеварительного тракта, но и влага, поступающая с вдыхаемым воздухом.
Слизистые оболочки дыхательных путей – это защитный барьер от болезнетворных микробов. Но барьер этот должен поддерживаться в определённом состоянии. Если воздух, которым мы дышим, сухой, то слизистые оболочки начинают пересыхать, и тогда они перестают выполнять свою защитную функцию. Через пересохшие слизистые бактерии и вирусы проходят, как нож сквозь масло. При болезни и сухом воздухе слизь в дыхательных путях загустевает, засыхает и забивает дыхательные пути, что является средой для развития инфекции. Это положение усугубляется, если в комнате и сухо, и жарко.
Поэтому так важно поддерживать влажность воздуха в помещении на оптимальном уровне – 40-60%. Если вы заболели каким-либо инфекционным заболеванием (часто это ОРВИ), то влажность воздуха на период болезни можно повысить до 65-70%, т.к. в период болезни влага особенно необходима (нужно и обильное питьё, и влажный воздух).
Кроме того, от сухого воздуха страдает и кожа, и глаза. Кожа начинает трескаться и шелушиться, что облегчает проникновение инфекции. Возникает сухость глаз, в результате чего может возникнуть кератоконъюнктивит, эписклерит и др.
Влажность воздуха измеряют прибором, который называется гигрометр. Поэтому его желательно иметь в комнате, особенно если есть маленькие дети.
Гигрометры
2 в 1: и гигрометр, и термометр. Очень удобно.
Влажность воздуха можно также измерить с помощью примитивного способа. Взять наполненный водой стеклянный стакан. Поставить его в холодильник и охладить до температуры 3-5 градусов. Поставить этот стакан в комнате, где необходимо измерить уровень влажности, но подальше от приборов отопления. Наружные стенки стакана запотеют. Если через 5-10 минут наружные стенки сосуда высохнут, то воздух слишком сухой. Если через 5-10 минут конденсат на стенках стакана останется, не испарится и не потечёт, то влажность в пределах нормы. Если же через 5-10 минут влага на стенках стакана начнёт стекать, то это значит, что в комнате избыточная влажность воздуха.
Но всё, конечно же, лучше для измерения влажности воздуха приобрести предназначенный для этого прибор – гигрометр.
Уровень влажности воздуха делят на абсолютный и относительный.
Абсолютная влажность – это масса водяных паров, содержащихся в 1 кубическом метре воздуха (грамм на килограмм воздуха).
Относительная влажность – это отношение массы водяных паров, содержащихся в 1 кубическом метре, к максимально возможному их содержанию при данной температуре. То есть относительная влажность – это величина, показывающая насколько далёк пар от насыщения.
Наш организм ощущает именно относительную влажность, т.к. от неё зависит скорость испарения влаги (с кожи, слизистых, предметов). Чем ниже уровень относительной влажности, тем быстрее испаряется влага.
Воздух при данной конкретной температуре может впитать в себя данное конкретное количество влаги и не больше. Этот показатель называется максимальное влагосодержание.
Например, при температуре 0 градусов по Цельсию 1 куб. метр воздуха может впитать в себя 5,2 грамма воды. Всё, больше он при данной температуре впитать в себя не сможет. Итак, температура воздуха у нас 0 градусов. При этом 5,2 грамма в 1 куб. метре – это абсолютная влажность. А какова будет относительная влажность. Так как при температуре 0 градусов воздух может впитать в себя 5,2 грамма на 1 куб. метр и не больше, то 5,2 гр/куб.м – это 100% относительная влажность. 100% – это как раз то максимальное количество влаги, которое может впитать в себя воздух при данной температуре.
А если при температуре 0 градусов в 1 куб. метре будет содержаться 2,6 грамма воды, то какова относительная влажность воздуха? 5,2 – это 100% относительная влажность, а 2,6 – это половина от 5,2, т.е. 50%. Показатель абсолютной влажности 2,6 гр./куб.м – это половина от максимального влагосодержания (5,2), что есть 50%. Соответственно, 2,6 гр/куб.м – это 50% относительная влажность.
В этой таблице показано максимальное влагосодержание при некоторых значениях температуры:
Конечно, влажность воздуха зависит еще от атмосферного давления, но не будем усложнять, будем рассматривать влажность воздуха при обычном нормальном давлении – 760 мм рт. столба.
Другая характеристика влажности воздуха – это точка росы.
Точка росы – это такая температура воздуха, при которой он при данном конкретном уровне абсолютной влажности и давления достигает 100% относительной влажности.
Например, при абсолютной влажности воздуха 2,4 гр/куб.м и атмосферном давлении 760 мм рт. столба точка росы будет = +10 градусов по Цельсию.
То есть точка росы – это температура, при которой воздух достигает насыщения влагой.
Допустим, абсолютная влажность воздуха – 10,1 гр/куб.м, атмосферное давление – 760 мм рт. столба, температура – +20 градусов Цельсия. Влажность воздуха еще не достигла точки росы. Она достигнет этой точки, если температура снизится до +10, т.е. достигнет 100% относительной влажности. Если и далее температура будет снижаться, то влага в воздухе начнёт конденсироваться.
Таким образом, чем воздух холоднее, тем он более сухой. Воздух при температуре +10 при 100% относительной влажности в 1 куб. метре содержит 10,1 грамма влаги, а при температуре -10 при той же 100% относительной влажности в 1 куб. метре воздуха содержится 2,4 грамма, т.е на 7,7 граммов меньше. Чем теплее воздух, тем больше влаги он может в себя впитать.
Именно поэтому, проветривая помещение зимой, мы осушаем воздух в помещении. Допустим, относительная влажность воздуха на улице при температуре -10 градусов – 80%. Максимальное влагосодержание при данной температуре – 2,4 гр/куб.м. Значит абсолютная влажность воздуха при температуре -10 градусов и уровне относительной влажности 80% будет составлять 1,9 гр/куб.м (100% – 2,4, 80% – сколько?; 2,4*80/100=1,9 или 2,4*0,8=1,9).
Итак абсолютная влажность воздуха на улице – 1,9 гр/куб.м. Если мы открыли форточку/окно и запустили этот воздух в помещение, в котором температура +23 градуса, то этот запущенный с улицы воздух нагреется, расширится, а содержание влаги в нём останется на уровне 1,9 гр/куб.м. Как при этом изменится относительная влажность. Если относительная влажность этого воздуха на улице при температуре -10 была 80%, то в помещении при температуре +23, она станет = 8,2% (23,1 – 100%, 1,9 – сколько %?; 1,9*100/23,1=8,2).
Поэтому зимой, проветривая помещение (а помещение всегда нужно проветривать) мы делаем воздух в помещении более сухим + воздух сушит отопительная система. Для увлажнения воздуха рекомендуется использовать увлажнители воздуха, которых в магазинах на любой вкус, опрыскивать воздуха из распылителя, развешивать мокрые ткани, ставить ёмкости с водой, мыть полы. Конечно, лучший вариант – это увлажнитель воздуха (есть такие, на которых можно установить автоматическую регуляцию, он всегда будет поддерживать влажность воздуха на заданном вами уровне).
Увлажнители воздуха.
Уровень относительной влажности можно посмотреть в прогнозах погоды. Например, на Погоде_в _мире
или на Яндекс.Погоде
Температура в помещении должна быть на уровне 18-22 градусов.
Если в комнате жарко, а еще хуже, если сухо и жарко, и совсем плохо, если сухо, жарко и не проветривается, то возникают отличные условия для размножения микробов и заражения инфекцией.
Вреден не только сухой, но и переувлажнённый воздух. Вот тут мы видим благоприятные для развития возбудителей различных заболеваний условия:
Как видим, оптимальный диапазон влажности воздуха – от 40% до 60%. Самый идеальный уровень – 50%.
При влажности ниже 40% создаются благоприятные условия для возникновения аллергических реакций, астмы, заболеваний дыхательной системы. При влажности 35% ниже появляются благоприятные для вирусов условия. При уровне влажности 28% и ниже начинают хорошо себя чувствовать бактерии. И чем суше воздух, тем лучше себя чувствуют бактерии и вирусы, и тем больше риск возникновения заболеваний дыхательной системы, появления аллергии и астмы.
При влажности воздуха выше 60% появляются хорошие условия для развития пылевых клещей и аллергии, астмы, а при влажности 65% возникают условия, способствующие развитию грибков. И чем более переувлажнён воздух, тем лучше себя чувствуют пылевые клещи и грибки, и тем больше риск возникновения аллергии и астмы.
Хорошие условия для развития аллергии и астмы – это как сухой воздух, так и переувлажнённый.
Итак, для того чтобы тело было здоровым, нужно поддерживать здоровый микроклимат в помещении. Не пожадничайте и не поленитесь купить комнатный термометр и гигрометр, повесьте их на стену (но не рядом с отопительными приборами или батареей) и следите за уровнем температуры и влажности. Еще раз напомню, что оптимальная температура – 18-22 градуса и влажность – 40-60%.
Следите за вашим здоровьем и вовремя обращайтесь к врачу.
Не занимайтесь самолечением – это может быть опасно!
Желаю всем здоровья и долголетия! 🙂 Понравилась статья?Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, делитесь публикацией в социальных сетях (кнопки соц. сетей справа). Приглашаю вас в сообщества: Facebook | Вконтакте | Одноклассники
Источник
1. Относительная влажность
На Земле много открытых водоемов, с поверхности которых испаряется вода: океаны и моря занимают около 80 % поверхности Земли. Поэтому в воздухе всегда есть водяной пар.
Он легче воздуха, потому что молярная масса воды (18 * 10-3 кг моль-1) меньше молярной массы азота и кислорода, из которых в основном состоит воздух. Поэтому водяной пар поднимается вверх. При этом он расширяется, так как в верхних слоях атмосферы давление ниже,чем у поверхности Земли. Этот процесс приближенно можно считать адиабатическим, потому что за то время, пока он происходит, теплообмен пара с окружающим воздухом не успевает произойти.
? 1. Объясните, почему при этом пар охлаждается.
Как мы увидим далее, при охлаждении до некоторой температуры, которую называют точкой росы, водяной пар начинает конденсироваться, собираясь в крошечные капельки воды. Так образуются облака.
Они не падают потому, что парят в восходящих потоках воздуха подобно тому как парят дельтапланы (рис. 45.1). Но когда капли в облаках становятся слишком большими, они начинают все-таки падать: идет дождь (рис. 45.2).
Содержание водяного пара в воздухе часто характеризуют давлением, которое он оказывал бы, если бы не было других газов. Его называют парциальным давлением водяного пара. («Парциальный» в переводе с латинского означает «частичный».)
Мы чувствуем себя комфортно, когда давление водяного пара при комнатной температуре (20 ºС) составляет около 1,2 кПа.
? 2. Какую часть (в процентах) составляет указанное давление от давления насыщенного пара при той же температуре?
Подсказка. Воспользуйтесь таблицей значений давления насыщенного водяного пара при различных значениях температуры. Она была приведена в предыдущем параграфе. Приведем здесь более подробную таблицу.
Вы нашли сейчас относительную влажность воздуха. Дадим ее определение.
Относительной влажностью воздуха φ называют выраженное в процентах отношение парциального давления p водяного пара к давлению pн насыщенного пара при той же температуре:
φ = (p/pн) * 100 %. (1)
Комфортные условия для человека соответствуют относительной влажности 50-60 %. Если относительная влажность существенно меньше, воздух кажется нам сухим, а если больше – влажным. Когда относительная влажность приближается к 100 %, воздух воспринимается как сырой. Лужи при этом не высыхают, потому что процессы испарения воды и конденсации пара компенсируют друг друга.
Итак, об относительной влажности воздуха судят по тому, насколько водяной пар в воздухе близок к насыщению.
Если воздух с находящимся в нем ненасыщенным водяным паром изотермически сжимать, будет увеличиваться как давление воздуха, так и давление ненасыщенного пара. Но давление водяного пара будет увеличиваться только до тех пор, пока он не станет насыщенным!
При дальнейшем уменьшении объема давление воздуха будет продолжать увеличиваться, а давление водяного пара будет постоянным – оно будет оставаться равным давлению насыщенного пара при заданной температуре. Избыток пара сконденсируется, то есть превратится в воду.
? 3. В сосуде под поршнем находится воздух, относительная влажность которого равна 50 %. Начальный объем под поршнем равен 6 л, температура воздуха 20 ºС. Воздух начинают изотермически сжимать. Примите, что объемом образовавшейся из пара воды можно пренебречь по сравнению с объемом воздуха и пара.
а) Чему будет равна относительная влажность воздуха, когда объем под поршнем станет равным 4 л?
б) При каком объеме под поршнем пар станет насыщенным?
в) Чему равна начальная масса пара?
г) Во сколько раз уменьшится масса пара, когда объем под поршнем станет равным 1 л?
д) Какая масса воды при этом сконденсируется?
2. Как зависит относительная влажность от температуры?
Рассмотрим, как изменяются при повышении температуры числитель и знаменатель в формуле (1), определяющей относительную влажность воздуха.
В числителе стоит давление ненасыщенного водяного пара. Оно прямо пропорционально абсолютной температуре (напомним, что водяной пар хорошо описывается уравнением состояния идеального газа).
? 4. На сколько процентов увеличивается давление ненасыщенного пара при увеличении температуры от 0 ºС до 40 ºС?
А теперь посмотрим, как изменяется при этом давление насыщенного пара, стоящее в знаменателе.
? 5. Во сколько раз увеличивается давление насыщенного пара при увеличении температуры 0 ºС до 40 ºС?
Результаты выполнения этих заданий показывают, что при повышении температуры давление насыщенного пара возрастает намного быстрее, чем давление ненасыщенного пара, Следовательно, определяемая формулой (1) относительная влажность воздуха быстро уменьшается с ростом температуры. Соответственно при понижении температуры относительная влажность увеличивается. Ниже мы рассмотрим это подробнее.
При выполнении следующего задания вам поможет уравнение состояния идеального газа и приведенная выше таблица.
? 6. При 20 ºС относительная влажность воздуха была равна 100 %. Температура воздуха увеличилась до 40 ºС, а масса водяного пара осталась неизменной.
а) Каким было начальное давление водяного пара?
б) Каким стало конечное давление водяного пара?
в) Чему равно давление насыщенного пара при 40 ºС?
г) Чему равна относительная влажность воздуха в конечном состоянии?
д) Как будет этот воздух восприниматься человеком: как сухой или как влажный?
? 7. В сырой осенний день температура на улице 0 ºС. В комнате температура 20 ºС, относительная влажность 50 %.
а) Где больше парциальное давление водяного пара: в комнате или на улице?
б) В какую сторону будет идти водяной пар, если открыть форточку, – в комнату или из комнаты?
в) Какой стала бы относительная влажность в комнате, если бы парциальное давление водяного пара в комнате стало равным парциальному давлению водяного пара снаружи?
? 8. Влажные предметы обычно тяжелее сухих: так, промокшее платье тяжелее сухого, а сырые дрова тяжелее сухих. Объясняется это тем, что к собственному весу тела добавляется еще и вес содержащейся в нем влаги. А с воздухом дело обстоит наоборот: влажный воздух легче сухого! Как это объяснить?
3. Точка росы
При понижении температуры относительная влажность воздуха увеличивается (хотя масса водяного пара в воздухе при этом не изменяется).
Когда относительная влажность воздуха достигает 100 %, водяной пар становится насыщенным. (При специальных условиях можно получить перенасыщенный пар. Его используют в камерах Вильсона для детектирования следов (треков) элементарных частиц на ускорителях.) При дальнейшем понижении температуры начинается конденсация водяного пара: выпадает роса. Поэтому температуру, при которой данный водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы для этого пара.
? 9. Объясните, почему роса (рис. 45.3) выпадает обычно в предутренние часы.
Рассмотрим пример нахождения точки росы для воздуха определенной температуры с заданной влажностью. Для этого нам понадобится следующая таблица.
? 10. Человек в очках вошел с улицы в магазин и обнаружил, что его очки запотели. Будем считать, что температура стекол и прилежащего к ним слоя воздуха равна температуре воздуха на улице. Температура воздуха в магазине равна 20 ºС, относительная влажность 60 %.
а) Является ли водяной пар в слое воздуха, прилежащего к стеклам очков, насыщенным?
б) Чему равно парциальное давление водяных паров в магазине?
в) При какой температуре такое давление водяного пара равно давлению насыщенного пара?
г) Какой может быть температура воздуха на улице?
? 11. В прозрачном цилиндре под поршнем находится воздух с относительной влажностью 21 %. Начальная температура воздуха 60 ºС.
а) До какой температуры надо охладить воздух при постоянном объеме, чтобы в цилиндре выпала роса?
б) Во сколько раз надо уменьшить объем воздуха при постоянной температуре, чтобы в цилиндре выпала роса?
в) Воздух сначала изотермически сжимают, а затем охлаждают при постоянном объеме. Выпадение росы началось, когда температура воздуха упала до 20 ºС. Во сколько раз уменьшили объем воздуха по сравнению с начальным?
? 12. Почему сильная жара труднее переносится при высокой влажности воздуха?
4. Измерение влажности
Влажность воздуха измеряют часто психрометром (рис. 45.4). (От греческого «психрос» – холодный. Такое название обусловлено тем, что показания влажного термометра ниже, чем сухого.) Он состоит из сухого и влажного термометров.
Показания влажного термометра ниже, чем сухого, потому что при испарении жидкость охлаждается. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее идет испарение.
? 13. Какой термометр на рисунке 45.4 расположен левее?
Итак, по показаниям термометров можно определить относительную влажность воздуха. Для этого используют психрометрическую таблицу, которую помещают часто на самом психрометре.
Чтобы определить относительную влажность воздуха, надо:
– снять показания термометров (в данном случае 33 ºС и 23 ºС);
– найти в таблице строку, соответствующую показаниям сухого термометра, и столбец, соответствий разности показаний термометров (рис. 45.5);
– на пересечении строки и столбца прочитать значение относительной влажности воздуха.
? 14. Используя психрометрическую таблицу (рис. 45.5), определите, при каких показаниях термометров относительная влажность воздуха равна 50 %.
Дополнительные вопросы и задания
15. В теплице объемом 100 м3 надо поддерживать относительную влажность не менее 60 %. Рано утром при температуре 15 ºС в теплице выпала роса. Температура днем в теплице поднялась до 30 ºС.
а) Чему равно парциальное давление водяного пара в теплице при 15 ºС?
б) Чему равна масса водяного пара в теплице при этой температуре?
в) Каково минимально допустимое парциальное давление водяного пара в теплице при 30 ºС?
г) Какова при этом масса водяного пара в теплице?
д) Какую массу воды надо испарить в теплице, чтобы поддержать в ней необходимую относительную влажность?
16. На психрометре оба термометра показывают одну и ту же температуру. Чему равна при этом относительная влажность воздуха? Поясните свой ответ.
Источник