что такое максимальная влажность воздуха

Влажность воздуха

В воздухе постоянно находятся водяные пары, которые обусловливают влажность воздуха. Она изменяется в зависимости от ряда условий: температуры воздуха, высоты над уровнем моря, наличия поблизости крупных водоемов, характера растительности и др.

Находящиеся в воздухе водяные пары обладают упругостью, которая измеряется высотой ртутного столба в миллиметрах (ммрт. ст.). При повышении количества водяных паров в воздухе их упругость возрастает. Для каждой температуры воздуха существует определенный предел насыщения его водяными парами. Когда предел превышен, влага выделяется в виде тумана, росы, инея и т. п. Влажность воздуха характеризуется следующими основными понятиями: абсолютная, максимальная и относительная влажность.

Абсолютная влажность, или количество водяных паров (г), находящихся в данное время в 1 м 3 воздуха, или их упругость, измеряемая в миллиметрах ртутного столба.

Максимальная влажность — необходимое количество водяных паров для полного насыщения 1 м 3 при определенной температуре или упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре или количество водяных паров (г).

Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, иными словами — процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения. Относительная влажность воздуха определяется по формуле:

где О — относительная влажность (%);;

А — абсолютная влажность (мм рт. ст.);

М — максимальная влажность (мм рт. ст.).

Наиболее важно знать относительную влажность воздуха. Она дает представление о степени насыщения воздуха водяными парами и указывает на его способность принять их дополнительное количество при испарении с поверхности кожи. Например, чем ниже относительная влажность воздуха, тем меньше воздух насыщен водяными парами.

Влажность воздуха существенно влияет на процессы теплоотдачи. Повышенная влажность при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, так как при этом значительно ухудшаются условия теплоотдачи. Так, при температуре воздуха свыше плюс 25—30°С основной путь отдачи тепла организмом — испарение пота с поверхности кожи (при испарении 1 г пота теряется 0,6 ккал). При повышенной влажности воздуха оно в значительной мере замедляется и теплоотдача резко снижается. Особенно это заметно при интенсивной мышечной деятельности, когда организм усиленно вырабатывает тепло.

Низкая влажность воздуха при высокой внешней температуре способствует хорошей теплоотдаче и позволяет легче переносить жару (например, в Средней Азии, где сухой воздух обеспечивает быстрое испарение пота).

Повышенная влажность воздуха при низкой внешней температуре способствует охлаждению организма, так как при этом усиливается теплоотдача. Это связано прежде всего с тем, что повышается теплопроводность воздуха, ибо водяные пары имеют более высокую теплоемкость, чем воздух. Повышается теплопроводность и тканей одежды (в порах тканей находится воздух), и поэтому тепло быстро покидает пространство под одеждой. Длительное пребывание в условиях высокой влажности воздуха при температуре воздуха ниже 10—15°С может привести к переохлаждению организма и вызвать простудные и другие заболевания (ревматизм, туберкулез легких и др.).

Лаптев, А.П. Гигиена/ А.П. Лаптев [и д.р.]. – М.: Физкультура и спорт, 1990.- 368 с.

Источник

Влажность воздуха

Влажность воздуха.

Влажность воздуха – это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли. Это одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата, влияющих на человека, другие живые организмы и технологические процессы.

Влажность воздуха:

Влажность воздуха – это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли.

Влажность воздуха – это одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата, влияющих на человека, другие живые организмы и технологические процессы.

Основными характеристиками влажного воздуха являются:

– абсолютная влажность воздуха (или плотность водяного пара в воздухе).

– относительная влажность воздуха .

Абсолютная влажность воздуха:

Абсолютная влажность воздуха (f) – это количество водяного пара (в единицах массы), фактически содержащегося в 1 м³ воздуха.

Иными словами, абсолютная влажность воздуха – это плотность водяного пара в воздухе.

Обычно используемая единица абсолютной влажности – грамм на метр кубический, г/м³.

Абсолютная влажность воздуха определяется по формуле:

m – масса водяного пара, содержащегося в определенном объёме воздуха,

Количество водяного пара измеряется в единицах массы – в килограммах или граммах. Но для удобства определения абсолютной влажности воздуха и небольшого количества содержащегося в воздухе пара количество водяного пара измеряется в граммах.

Содержание водяного пара у земной поверхности в среднем колеблется между сотыми долями процента по массе в полярных широтах и до 2,6% у экватора.

Относительная влажность воздуха:

Относительная влажность воздуха (φ) – это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре.

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Относительная влажность воздуха – величина, показывающая насколько далек пар от насыщения.

Относительная влажность воздуха – это также отношение фактического давления водяного пара, содержащегося в воздухе (т.н. парциальное давление водяного пара или упругость водяного пара), к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, выраженное в процентах

Относительная влажность воздуха определяется по формуле:

f – плотность водяного пара (абсолютная влажность) при данной температуре в г/м³,

f_max – плотность насыщенного водяного пара (максимальная абсолютная влажность) при данной температуре в г/м³.

Относительная влажность воздуха очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

Максимальная абсолютная влажность:

Максимальная абсолютная влажность воздуха для различных температур составляет:

Максимальная абсолютная влажность воздуха показывает максимальное возможное (предельное) количество водяного пара, которое может содержаться в единице объема воздуха при определенной температуре.

Из представленной таблицы видно, что при более высокой температуре воздух способен содержать больше водяного пара, чем при низкой.

Источник

Влажность в квартире: как измерить и нормализовать

Комфортная температура в доме куда чаще попадает в поле зрения хозяев, чем уровень влажности, а зря. Простуды, обострение аллергии, головные боли — эти и другие симптомы могут свидетельствовать именно о недостатке или переизбытке влаги в квартире.

Нормы влажности

Нормы влажности в жилом помещении по ГОСТ — 30–45% зимой и 30–60% летом. Существенным превышением считаются показатели больше 60% зимой и больше 65% летом.

Самый комфортный уровень влажности в квартире — от 40% до 60%. Цифра может варьироваться в зависимости от сезона, погоды и формата помещения:

От чего зависит влажность в квартире

На уровень влажности в помещении влияют многие факторы:

Как измерить влажность

Определить уровень влажности можно как самостоятельно, так и с помощью специальных приборов.

Народные способы:

Специальные приборы

Народные способы дают лишь общие представления об уровне влажности — узнать точные цифры поможет гигрометр. Эти приборы бывают нескольких видов:

Любое устройство необходимо размещать подальше от отопительных и нагревающих приборов и от сквозняков. Так показания будут точнее.

Чем опасна высокая влажность

Излишне влажный воздух в квартире нежелателен, как и слишком сухой, и может привести к неприятным последствиям:

Как понизить влажность в квартире

Есть несколько способов понизить влажность в квартире:

Чем опасна низкая влажность

Низкая влажность в квартире способствует ухудшению самочувствия и развитию различных заболеваний:

Как повысить влажность в квартире

Повысить влажность в квартире можно разными способами:

Источник

Влажность воздуха

В воздухе всегда содержится водяной пар, даже при отрицательных температурах. Измеряя количество пара, мы будем получать информацию о влажности воздуха.

Чем выше температура, тем больше паров воды сможет удерживать воздух. Конечно, если добавить в воздух этот водяной пар.

Используют два показателя влажности — абсолютную и относительную влажность.

Что такое парциальное давление

Воздух – это смесь газов. Больше всего в нем содержится азота – 78 процентов. Так же, содержится кислород в виде молекул \(O_<2>\) и \(O_<3>\) — озона, он составляет 21 процент. Остальные газы, среди них инертные газы и углекислый газ, составляют 1 процент. Давление воздуха складывается из давлений каждого входящего в воздух газа.

Поясним это на простом примере. Рассмотрим емкость, например – обычную трехлитровую стеклянную банку для консервации. Когда в банке нет съестных припасов, ее объем целиком занимает воздух. Давление воздуха в банке будет равно атмосферному давлению. Закупорим банку крышкой. Предположим, у нас имеется возможность отдельно отфильтровать из воздуха каждый газ.

Будем проводить такой опыт:

Проделав такой опыт несколько раз, мы получим парциальные давления всех газов, из которых состоит воздух.

Примечания:

Связь общего давления и парциальных давлений всех газов смеси с помощью математики можно описать так:

\(\large P_<\text<общ>> \left(\text <Па>\right) \) – давление смеси газов (общее давление);

\(\large P_ <1>\left(\text <Па>\right) \) – парциальное давление первого газа;

\(\large P_ <2>\left(\text <Па>\right) \) – парциальное давление второго газа;

Каждый газ создает свой вклад в общее давление смеси. Этот вклад называют парциальным давлением газа.

Если сложить парциальные давления всех газов, получим давление воздуха, которое мы измерили в начале эксперимента, перед тем, как начать откачивать газы из банки.

В каких единицах измеряют абсолютную влажность

Каждая молекула имеет массу. Чем больше молекул пара, тем больше масса пара в каждом кубометре воздуха.

Масса в объеме – это плотность. Поэтому, абсолютную влажность указывают с помощью плотности водяного пара.

Плотность пара связана с его парциальным давлением. Чем больше плотность пара, тем больше его парциальное давление. Поэтому, абсолютную влажность можно указывать, так же, с помощью парциального давления водяного пара.

Чем больше молекул пара в каждом кубометре воздуха, тем больше абсолютная влажность.

В каких единицах измеряют относительную влажность

Степень увлажненности воздуха зависит от того, близок или далек водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Если пар близок к насыщению, относительная влажность высокая. А если пар от насыщения далек – относительная влажность низкая.

Относительную влажность принято измерять в процентах, так как относительные величины мы описываем с помощью дроби.

Важно! Измерьте сначала температуру воздуха, а затем измеряйте его относительную влажность!

Примечание: Относительная величина – значит, дробная. Процент – это дробь, у которой в знаменателе находится число 100.

Формула для вычисления относительной влажности воздуха

В числителе – плотность пара, которая имеется в момент измерения.

В знаменателе – максимальная плотность пара, соответствующая имеющейся температуре (то есть, плотность насыщенного пара).

Если плотность пара максимальная – то пар называют насыщенным. Чем выше температура, тем больше максимальная плотность пара.

\( \large \varphi \) – относительная влажность;

\(\large \rho_ <0>\left( \frac<\text<кг>><\text<м>^<3>>\right) \) – измеренная плотность водяного пара в воздухе, т. е. абсолютная влажность;

\(\large \rho_ \left( \frac<\text<кг>><\text<м>^<3>>\right) \) – максимальная плотность водяного пара в воздухе, которая может быть при измеренной температуре, т. е. плотность насыщенного пара;

Иногда формулу удобнее записывать в таком виде:

\[\large \boxed < \rho_<0>= \varphi \cdot \rho_ >\]

Что такое точка росы

Если охлаждать влажный воздух, то можно довести пар, находящийся в воздухе до насыщения. При этом, можно заметить, как на гладких поверхностях появится роса. Появление росы будет происходить при некоторой температуре. Такую температуру называют точкой росы.

Точка росы – это температура, при которой относительная влажность становится равна 100%. При этой температуре из воздуха конденсируется влага: выпадает роса, идет дождь, или, к примеру, запотевает стекло.

Приборы для измерения влажности

Приборы, с помощью которых можно измерять влажность, называют гигрометрами. Есть несколько типов таких приборов: волосные, конденсационные, психрометрические.

Волосной гигрометр

В волосном гигрометре используют свойство волоса изменять свою длину при изменении влажности. Чем больше влажность воздуха, тем длиннее становится волос. Обычно используют волосок из конской гривы, либо длинный человеческий волос. Один конец волоса закреплен на корпусе прибора, а другой прикрепляется к стрелке (рис. 1). По шкале прибора можно определить относительную влажность воздуха.

Конденсационный гигрометр

Конденсационный гигрометр по точке росы помогает определить абсолютную влажность воздуха.

Сначала определяют точку росы с помощью встроенного в прибор термометра. Затем, по таблице, содержащей плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах, определяют абсолютную влажность воздуха.

При известной температуре воздуха и абсолютной влажности можно дополнительно вычислить относительную влажность воздуха.

Устройство конденсационного гигрометра представлено на рисунке 2.

В небольшую металлическую коробку, встроена трубка с грушей и термометр. Передняя тонкая стенка коробки отполирована, чтобы на ней удобнее было наблюдать конденсацию капелек воды. Металлическое кольцо, придающее жесткость тонкой передней стенке, прикреплено через прокладку для теплоизоляции.

Используют прибор так: Наливают в коробку быстро испаряющуюся жидкость (спирт, эфир и т. п.), и продувают грушей воздух через коробку. Тем самым, вызывают быстрое испарение жидкости и понижение температуры в коробке. При этом на полированной передней стенке коробки появляется роса. А термометр позволяет измерить температуру, при которой роса конденсировалась. Появление росы говорит о том, что пар стал насыщенным.

Абсолютную влажность воздуха определяют по таблице, в которой содержится плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах.

Психрометрический гигрометр

Такой прибор для измерения относительной влажности сокращенно называют психрометром. Он состоит из двух одинаковых термометров, закрепленных на держателе (рис. 3). Нижняя часть одного из термометров погружена в небольшую емкость, содержащую несколько миллилитров воды. Обычно на корпус этого прибора наносят психрометрическую таблицу. Благодаря этой таблице, считав показания двух термометров, можно определить относительную влажность воздуха.

Самодельный психрометр

Чтобы изготовить самодельный психрометр, нужно взять два одинаковых бытовых спиртовых термометра.

В нижней части каждого термометра присутствует шарик с жидкостью. Эта жидкость расширяется при возрастании температуры. Излишки жидкости из шарика поднимаются по тонкой трубке, рядом с которой нанесены деления температурной шкалы. Обычно в качестве такой жидкости используют подкрашенный спирт (спиртовой термометр), или ртуть (ртутный термометр).

Шарик одного из термометров нужно обернуть кусочком ваты, или небольшой тряпочкой, смоченной водой комнатной температуры. Этот термометр договоримся называть «влажным».

Со вторым термометром ничего делать не нужно. Этот термометр будем называть «сухим».

Расположим эти термометры неподалеку один от другого. Спустя несколько минут самодельный психрометр будет готов к измерениям влажности.

Нам известно, что температура жидкости уменьшается при испарении (ссылка). Поэтому, показания влажного термометра всегда будут меньше показаний сухого термометра. Чем суше воздух, тем больше будет разница между показаниями термометров. Потому, что в сухом воздухе скорость испарения (ссылка) воды возрастает.

Запишем показания сухого и влажного термометров. Относительную влажность воздуха можно найти с помощью психрометрической таблицы.

Что такое психрометрическая таблица

В психрометрической таблице (рис. 4. и рис. 5) содержатся значения относительной влажности воздуха. Эти значения связаны с показаниями сухого термометра и разностью показаний сухого и мокрого термометров.

Наличие водяного пара в воздухе влияет на скорость испарения. Чем выше температура и чем меньше пара в воздухе, — тем быстрее испаряется вода, — тем больше разница между показаниями сухого и мокрого термометров.

Таблица — зависимость плотности насыщенного пара от температуры

В этой таблице (рис. 6 и рис. 7) содержатся плотность и парциальное давление водяного пара при различных значениях температуры. С помощью такой таблицы, зная абсолютную влажность и температуру воздуха, можно вычислить относительную влажность.

Абсолютную влажность воздуха обычно указывают с помощью плотности водяного пара.

Сказка о маленьком волшебнике и волшебном ведерке

Понятие влажности воздуха легко пояснить с помощью сказки.

В некотором царстве жил да был маленький волшебник. Звали его Воздухом. И было у него волшебное ведерко.

Волшебство заключалось в том, что размеры ведерка зависели от температуры. Чем выше температура, тем больше становилось ведерко, увеличиваясь в размерах.

Примечание: При такой аналогии абсолютная влажность – это количество воды, налитой в ведерко. А относительная влажность – это доля, которую занимает налитая вода по отношению ко всему объему ведерка.

Предположим, что при некоторой температуре объем ведра — 10 литров. Нальем в ведерко 5 литров воды. Это половина ведра, то есть, относительная влажность составит 50%. Так как 5/10 = 0,50 = 50%

Количество налитой воды не изменяем, значит, масса и объем воды не изменяется.

Допустим, температура возросла. Размеры ведерка будут увеличиваться с ростом температуры. Предположим, что ведерко увеличилось настолько, что теперь его объем составляет 15 литров.

Значит, теперь относительная влажность будет равна

Если абсолютная влажность не изменяется, когда температура растет, относительная влажность уменьшается.

Предположим теперь, что температура понизилась. Значит, объем (размеры) ведерка уменьшится. Если, например, объем ведерка уменьшится до 8 литров, то относительная влажность составит

То есть, абсолютная влажность не изменилась, а относительная возросла.

Если абсолютная влажность не изменяется, когда температура падает, относительная влажность растет.

При дальнейшем понижении температуры объем ведерка продолжит уменьшаться. При некоторой температуре может случиться так, что объем уменьшившегося ведерка совпадет с объемом налитой воды.

Предположим, объем ведерка уменьшится до 5 литров. И количество воды в ведерке – так же, равняется 5 литрам. Относительная влажность при этом составит 100%.

Температура, при которой размеры ведерка будут совпадать с количеством налитой воды, называется точкой росы.

Если температура продолжит падать, волшебное ведерко продолжит уменьшаться. Излишки воды при этом будут проливаться. Мы говорим в таких случаях: «выпадают осадки», или «идет дождь».

Примечание: Относительная влажность не может превышать 100%. Когда относительная влажность равна 100%, излишки водяного пара из воздуха конденсируются, при этом выпадают осадки – дождь, или роса.

Для чего контролировать влажность воздуха

Измерять и контролировать уровень влажности воздуха необходимо в самых разнообразных ситуациях:

Источник

Измерение влажности воздуха.

Для характеристики влажности воздуха используют следующие величины: абсолютную, максимальную и относительную влажность, дефицит насыщения, точку росы.

Абсолютной влажностью называют количество водяных паров в граммах, содержащееся в данное время в 1 м³ воздуха.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженной в процентах.

Дефицитом насыщения называют разность между максимальной и абсолютной влажностью.

При оценке влажности воздуха наибольшее значение имеет величина относительной влажности.

Относительная влажность может быть измерена гигрометром или психрометром. Основу гигрометра составляет обезжиренный человеческий волос, соединенный через блок со стрелкой, которая движется по шкале. Волос удлиняется при увеличении влажности воздуха и становится короче при ее уменьшении.

Психрометры состоят из двух одинаковых термометров (ртутных или спиртовых), резервуар одного из них покрыт тканью, которая предварительно увлажняется дистиллированной водой. При испарении воды резервуар охлаждается. По разности температур судят о влажности воздуха, так как интенсивность испарения зависит от степени насыщения окружающего воздуха водяными парами. Применяют психрометры двух типов: стационарный (Августа) и аспирационный (Ассмана).

Психрометр Августа используют в стационарных условиях (на метеорологических станциях, в больницах), помещая его в местах, где прибор не подвергается тепловому облучению и действию ветра.

Абсолютная влажность вычисляется по формуле Реньо:

Абсолютная влажность вычисляется по формуле Шпрунга:

Источник