Относительная влажность

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Относительная влажность — отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при данной температуре.

\varphi  = \frac{{{p_{p}}}}{{{p_0}}}*100%

Абсолютная влажность[править | править вики-текст]

Абсолютная влажность — количество воды, содержащейся в одном кубическом метре воздуха.Это давление водяного пара в атмосфере. Из-за малости величины обычно измеряют в г/м³. Но в связи с тем, что при определённой температуре воздуха в нём может максимально содержаться только определённое количество воды (с увеличением температуры это максимально возможное количество воды увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество воды уменьшается), ввели понятие относительной влажности.

Относительная влажность[править | править вики-текст]

Эквивалентное определение — отношение молярной доли водяного пара в воздухе к максимально возможной при данной температуре. Измеряется в процентах и определяется по формуле:

 RH = {p_{(H_2O)} \over p^*_{(H_2O)}} \times 100%

где:  RH_{\,_\,}  — относительная влажность рассматриваемой смеси (воздуха);  {p_{(H_2O)}}  — парциальное давление паров воды в смеси;  {p^*_{(H_2O)}}  — равновесное давление насыщенного пара.

Давление насыщенных паров воды сильно растёт при увеличении температуры . Поэтому при изобарическом (то есть, при постоянном давлении) охлаждении воздуха с постоянной концентрацией пара наступает момент (точка росы), когда пар насыщается. При этом «лишний» пар конденсируется в виде тумана или кристалликов льда. Процессы насыщения и конденсации водяного пара играют огромную роль в физике атмосферы: процессы образования облаков и образование атмосферных фронтов в значительной части определяются процессами насыщения и конденсации, теплота, выделяющаяся при конденсации атмосферного водяного пара обеспечивает энергетический механизм возникновения и развития тропических циклонов (ураганов).

Относительная влажность воздуха измеряется числом, показывающим, сколько процентов составляет абсолютная влажность воздуха, от плотности или давления водяного пара необходимых для насыщения воздуха при имеющейся у него температуре.

Оценка относительной влажности[править | править вики-текст]

Относительная влажность водно-воздушной смеси может быть оценена, если известны её температура (T) и температура точки росы (Td). Когда T и Td выражены в градусах Цельсия, тогда истинно выражение:

 RH = {{e_p} \over {e_s}} \times 100% [1]

где парциальное давление водяного пара в смеси оценено  e_p  :

 e_p = e^{(17.269 \times T_d) \over {(237.7 + T_d)}}

и влажное давление пара воды в смеси при температуре оценено  e_s  :

 e_s = e^{(17.269 \times T) \over {(237.7 + T)}}

Пересыщенный водяной пар[править | править вики-текст]

В отсутствие центров конденсации при снижении температуры возможно образование пересыщенного состояния, то есть относительная влажность становится более 100 %. В качестве центров конденсации могут выступать ионы или частицы аэрозолей, именно на конденсации пересыщенного пара на ионах, образующихся при прохождении заряженной частицы в таком паре основан принцип действия камеры Вильсона и диффузионных камер: капельки воды, конденсирующиеся на образовавшихся ионах образуют видимый след (трек) заряженной частицы.

Другим примером конденсации пересыщенного водяного пара являются инверсионные следы самолётов, возникающие при конденсации пересыщенного водяного пара на частицах сажи выхлопа двигателей.

Средства и методы контроля[править | править вики-текст]

Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются психрометрами и гигрометрами. Психрометр Августа состоит из двух термометров — сухого и влажного. Влажный термометр показывает температуру ниже, чем сухой, так как его резервуар обмотан тканью, смоченной в воде, которая, испаряясь, охлаждает его. Интенсивность испарения зависит от относительной влажности воздуха. По показаниям сухого и влажного термометров находят относительную влажность воздуха по психрометрическим таблицам. В последнее время стали широко применяться интегральные датчики влажности (как правило, с выходом по напряжению), основанные на свойстве некоторых полимеров изменять свои электрические характеристики (такие, как диэлектрическая проницаемость среды) под действием содержащихся в воздухе паров воды.

Для поверки приборов для измерения влажностей применяют специальные установки — гигростаты.

Значение[править | править вики-текст]

Относительная влажность воздуха — важный экологический показатель среды. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Высыхают слизистые оболочки человека, движущиеся поверхности трескаются, образуя микротрещины, куда напрямую проникают вирусы, бактерии, микробы. Низкая относительная влажность (до 5–7 %) в помещениях квартиры, офиса отмечена в регионах с продолжительным стоянием низких отрицательных температур наружного воздуха. Обычно продолжительность до 1–2 недель при температурах ниже минус 20 оС, приводит к высушиванию помещений. Значительным ухудшающим фактором в поддержании относительной влажности является воздухообмен при низких отрицательных температурах. Чем больше воздухообмен в помещениях, тем быстрее в этих помещениях создается низкая (5–7 %) относительная влажность. Наиболее комфортно человек чувствует себя при влажности воздуха: летом — от 60 до 75 %; зимой от 55 до 70 %. В помещениях с паркетом и мебелью, выполненными из натурального дерева, относительная влажность должна составлять от 50 до 60 %[источник не указан 191 день].

Замечено, что при длительных морозах редко возникают заболевания гриппом и ОРЗ, но когда морозы спадают — люди, пережившие эти холода, заболевают, причём в первую продолжительную (до недели) оттепель.

Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения.

Влажность воздуха в помещении можно изменять.

Для повышения влажности применяются увлажнители воздуха, всевозможные водопады или форсуночное распыление.

Функции осушения (понижения влажности) воздуха реализованы в большинстве кондиционеров и в виде отдельных приборов — осушителей воздуха или в атмосферных генераторах воды, которые очищают воздух от взвешенных частиц, убирают излишнюю влажность, фильтруют и минерализуют полученную питьевую воду высокого качества.

В цветоводстве[править | править вики-текст]

Относительная влажность воздуха в оранжереях и используемых для культивирования растений жилых помещениях подвержена колебаниям, что обусловлено временем года, температурой воздуха, степенью и частотой поливки и опрыскивания растений, наличием увлажнителей, аквариумов или других ёмкостей с открытой поверхностью воды, системой проветривания и обогрева. Кактусы и многие суккулентные растения легче переносят сухой воздух, чем многие тропические и субтропические растения.
Как правило, для растений, родиной которых являются влажные тропические леса, оптимальной является 80–95 % относительная влажность воздуха (зимой может быть снижена до 65–75 %). Для растений тёплых субтропиков — 75–80 %, холодных субтропиков — 50–75 % (левкои, цикламены, цинерарии и др.)
При содержании растений в жилых помещениях многие виды страдают от сухости воздуха. В первую очередь это отражается на листьях; у них наблюдается быстрое и прогрессирующее засыхание верхушек.[2]

Для повышения относительной влажности в жилых помещениях используют электрические увлажнители, наполненные мокрым керамзитом поддоны и регулярное опрыскивание.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Perry, R.H. and Green, D.W, Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition), McGraw-Hill, ISBN 0-07-049841-5 , Page 12-7
  2. Сааков С. Г. Оранжерейные и комнатные растения и уход за ними. Наука, 1985