Контрольні питання

1. Дати визначення явищ пароутворення, випаровування і кипіння.

2. Пояснити явища випаровування і кипіння, користуючись молекулярно-кінетичною теорією.

3. Дати визначення теплоємності, питомої теплоємності й питомої теплоти пароутворення. Одиниці їх вимірювання.

4. Залежність температури кипіння від тиску.

5. Рівняння теплового балансу.

6. Роль процесів випаровування в життєдіяльності живих організмів.

Лабораторна робота №8 (12)

ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ

Мета роботи: Освоїти поняття вологості повітря та методи їх визначення.

Прилади і приладдя: аспіраційний психрометр, барометр-анероїд, склянка з водою, піпетка.

Література

1. Грабовский Р.И. Курс физики: Учеб. пособие для с.-х. ин-тов. – М., 1979. – 552 с.

2. Розумнюк В.Т., Якименко І.Л. Фізика. Основні поняття, явища і закони. – Біла Церква, 2004. – 71 с.

Теоретичні відомості

Повітрям називають суміш різних газів, що утворюють атмосферу Землі.

В атмосферному повітрі, окрім азоту, кисню, вуглекислого та інших газів, завжди є водяна пара. Вона утворюється внаслідок випаровування води з поверхні водоймищ, грунту, листя рослин тощо.

Повітря, в якому є водяна пара, називають вологим.

Вміст водяної пари в повітрі може бути різним, а значить і вологість буває різною. Оскільки від величини вологості залежить хід багатьох процесів у фізичних тілах, в тому числі й живих, то важливо вміти вимірювати її.

Для оцінки вологості повітря користуються поняттями абсолютної, максимальної та відносної вологості.

Абсолютною вологістю а називають кількість водяної пари в одиниці об'єму повітря. Вимірюють абсолютну вологість в г/м³. Очевидно, що кількість водяної пари в одиниці об'єму можна оцінювати також за величиною парціального тиску води в повітрі, і тоді абсолютну вологість визначають в паскалях. Парціальним тиском газу, що входить в газову суміш, називають тиск, який мав би цей газ, якби він один займав весь об'єм, в якому знаходиться суміш. Парціальний тиск водяної пари в повітрі називають пружністю водяної пари і вимірюють її в паскалях (1 Па = 1 Н/м²).

Зв'язок між абсолютною вологістю а в г/м³ і пружністю водяної пари в паскалях має вигляд:

. (1)

При даній температурі абсолютна вологість (пружність водяної пари) не може бути більшою деякого граничного максимального значення.

Максимальною вологістю Е при даній температурі називають кількість водяної пари в одиниці об'єму повітря, при якій пара стає насиченою і конденсується. При підвищенні температури чисельне значення максимальної вологості зростає, що зумовлено збільшенням кінетичної енергії молекул водяної пари. Максимальна вологість, як і абсолютна, може виражатися в г/м³ або Па. В даній роботі використовують значення максимальної вологості (максимальної пружності водяної пари), виражене в Па (табл. 2). Максимальна вологість повітря при кімнатній температурі (20˚) становить 17 г/м³.

Відносною вологістю f називають виражене у відсотках відношення абсолютної вологості а до максимальної вологості Е.

%. (2)

Чисельне значення f впливає на інтенсивність випаровування поту шкіряного покрову живих організмів, що відіграє суттєву роль у процесах терморегуляції організмів. Оптимальною для життєдіяльності організмів людей, тварин і рослин вважають відносну вологість 60 – 70 %.

При зниженні температури до певного значення ненасичена пара стає насиченою і починається процес конденсації. Це пояснюється тим, що при зниженні температури зменшується кінетична енергія молекул, якої не вистачає, щоб переборювати сили притягання між молекулами води, коли вони зштовхуються між собою. Тому після зштовхування вони залишаються одна біля одної і через деякий час в повітрі утворюються крапельки води, які можна бачити неозброєним оком, і випадає роса.

Точкою роси називається температура, при якій водяна пара, що знаходиться у повітрі, стає насиченою і починається конденсація (утворюється роса). Очевидно, що точка роси залежить від наявної кількості водяної пари в повітрі (абсолютної вологості). Чим менша вологість повітря, тим при нижчій температурі починається конденсація і випадає роса.