1 Метод Определение влажности воздуха по точке россы

Суть метода в том, что малый объем воздуха охлаждается до температуры, при которой пары, содержащиеся в воздухе, становятся насыщенными. Эта температура называется точкой росы.

2. Конденсационный гигрометр Ламбрехта. Охлаждать зеркальную пластинку можно разными путями. В гигрометре Ламбрехта пластинка охлаждается испаряющимся эфиром.

Гигрометр представляет собой металлическую емкость с полированной зеркальной поверхностью 1 (рис. 2 и 3). Внутрь емкости вставлен термометр 3. С зеркальной стороны емкость окружена теплоизолированным от нее полированным кольцом 2.

Для выполнения работы в емкость заливается диэтиловый эфир 4, и с помощью насоса Шинца из нее откачивается воздух. В результате эфир обдувается интенсивным потоком и быстро испаряется. Температура его понижается.

Вместе с эфиром охлаждается и металлическая емкость. Когда температура наружной поверхности емкости понижается до точки росы, на ней начинает конденсироваться влага. Лучше всего это можно заметить на полированной зеркальной поверхности, которая при этом тускнеет. Теплоизолированное кольцо 2 не охлаждается и остается блестящим. Поэтому оно используется для контраста.

3. Ход работы.

а. Осмотреть гигрометр Ламбрехта.

б. Нажать кнопку дренажной системы и убедиться в ее исправности.

в. Набрать в пипетку 2 мл эфира и, приподняв термометр, залить его в емкость гигрометра. Осторожно поставить термометр на место.

г. Внимательно наблюдая за поверхностью гигрометра, насосом откачивать из него воздух. В момент, когда зеркальная поверхность начнет мутнеть, записать показания термометра t₁.

д. Прекратить откачивание воздуха. Внимательно следить за испарением влаги с зеркальной поверхности. В момент, когда влага исчезает, записать показания термометра t₂.

е. Нажать кнопку дренажной системы и удерживать ее 5-7 с.

ж. Пункты г, д, е повторяются до тех пор, пока в гигрометре остается эфир. Должно быть сделано не менее 5 пар измерений. Точка росы находится как среднее арифметическое из всех пар t₁ и t₂.

Задание 1

В соответствии с ходом работы произведем 5 измерений и занесем их в таблицу.

№	T комн., С	Т1, С	Т2, С	Е, г/м^3	е, 
1	21	4	5	6,62	35
2		3	5	6,40	35
3		0	2	5,22	29
4		1	3	5,60	31
5		1	3	5,60	31

Точка россы находиться как среднее арифмитическое между Т1 и Т2, например сделаем расчет для первого случая точка россы Т = (4+5)/2 = 4,5 С.

а. Находим в приложении1 температуру, равную точке росы, т.е. 4,5°С.

Плотность насыщенного пара при температуре 5 равна 6,84 , а при 4 - 6,4 . Найдем среднее между этими значениями - это и есть абсолютная влажность, Е = 6,62 .

б. Чтобы вычислить относительную влажность, надо найти в приложении 1 максимальную абсолютную влажность при температуре исследуемого воздуха. В нашем примере - при 21°С. Находим, Е_max = 18,3 . Отсюда, относительная влажность воздуха е = 100% = = 36%. Результат получился не большой, поэтому сделаем аналогичное измерение, но вместо плотности возьмем давление. Так, при 21°С давление насыщенных паров p = 2,486 кПа, а при 4,5°С p 0,843= 2,062 кПа. Отсюда, е = = 34%. Мы видим небольшую разницу в результатах, дело в том, что насыщенный пар не подчиняется уравнению Клапейрона - Менделеева. Если у идеальных газов отношение давления к плотности с ростом температуры увеличивается по линейному закону, то у насыщенных паров это отношение отстает от линейного закона. Поэтому относительная влажность, вычисленная через отношение давлений , всегда несколько меньше относительной влажности, вычисленной через отношение плотностей. Это отличие тем больше, чем выше температура.

Аналогично произведем вычисления для оставшихся 4 значений.

Сделаем статическую обработку материала и получим окончательный результат:

№	е	е ср.	е	е ср.
1	36	33	3	3
2	35		2
3	29		4
4	31		2
5	31		2

Окончательный результат с учетом погрешности рассеяния тогда: е = (33  3) 