Молекулярная физика (2 семестр) Кл. / Лаб.№9 / Лабораторная работа №9

Бланк лабораторной работы

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕСИТЕТ

Кольский филиал

ФИО: Климов Андрей Александрович							Наименование лабораторной работы: Лабораторная работа № 9 Определение влажности воздуха психрометром Ассмана и зеркальным гигрометром
Факультет: Физико-энергетический
Курс, группа: 1курс, 1 группа							Цель работы: ознакомление с методами измерения влажности воздуха и определение влажности воздуха с помощью психрометра Ассмана
Этап работы	Оценка	Дата	Преподаватель
Допуск
Окончание					Принадлежности: психрометр Ассмана, барометр, зеркальный гигрометр, термометр, пипетка
Итоговая оценка

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

Абсолютной влажностью e называется масса пара в единице объема воздуха или парциальное давление водяных паров при данной температуре. Относительной влажностью r называется отношение абсолютной влажности е к давлению насыщенных паров Е при данной температуре, выраженное в процентах:

(1)

Для измерения относительной влажности воздуха применяют гигрометры, гигрографы и психрометры.

Гигрометры ("гигро" - влажный) - приборы для определения абсолютной и относительной влажности воздуха.

Гигрографы - приборы для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха.

Психрометры - приборы для измерения влажности воздуха и его температуры.

Определение влажности в психрометрах основано на сравнении показаний сухого t₁, и смоченного t₂ термометров. Так как с поверхности резервуара смоченного термометра происходит испарение воды, то его температура будет ниже, чем сухого. Причем разность между показаниями термометров будет тем больше, чем меньше влажность воздуха, так как при малой влажности испарение происходит более интенсивно и показания влажного термометра будут меньшими. Понижение температуры смоченного термометра продолжается до тех пор, пока не наступит равновесие, при котором на испарение будет уходить столько тепла, сколько будет приходить из окружающей среды. Для небольших разностей температур количество тепла, полученное резервуаром смоченного термометра, пропорционально поверхности резервуара S, разности температур t₁-t₂ и времени τ, в течение которого происходит получение тепла, т.е.:

(2)

Количество тепла Q₂, отдаваемое смоченным термометром, пропорционально скорости испарения v и времени τ, следовательно, скорость испарения зависит от дефицита влажности окружающего воздуха и его динамического состояния. Скорость испарения определяется:

(3)

где S - поверхность испарения, Н — атмосферное давление, Е₂ - давление насыщенных паров при температуре испаряющейся жидкости, е - парциальное давление паров, находящихся в воздухе, С₁ - коэффициент пропорциональности, зависящий от динамического состояния воздуха. При равновесии Q₁ = Q₂ получаем:

(4)

где k-коэффициент пропорциональности. Отношение 1/С₁, обозначенное А, называется постоянной психрометра и имеет значение А = 6,620*10^-4 град ^-1. Подставив значение А в уравнение (4), определим абсолютную влажность:

(5)

Тогда относительная влажность определится по формуле:

(6)

где - давление насыщенных паров при данной температуре.

Наиболее совершенным прибором для определения относительной влажности в стационарных и полевых условиях является аспирационный психрометр Ассмана. Искусственная вентиляция в приборе осуществляется пружинным вентилятором. Принцип действия этого психрометра аналогичен психрометру Августа.

Значение относительной влажности воздуха находится аналогично, как и при измерении стационарным психрометром Августа.

Зеркальный гигрометр представляет собой коробочку, одна из поверхностей которой зеркальная и окружена таким же зеркальным ободком. В коробочку заливается эфир, который быстро испаряется за счет продувания воздуха. При этом температура коробочки понижается, и ее зеркальная поверхность покрывается мельчайшими капельками воды (запотевает) - «выпадает роса". Температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, становятся насыщенными, т.е. "выпадает роса", называется точкой росы. Чем меньше влажность, тем ниже точка росы. Давление насыщенных паров при точке росы, определяемое по таблице, дает значение абсолютной влажности е. Относительная влажность может быть определена по уравнению (6).