Почему температура влажного температура ниже чем сухого
Как сказал.
Вопросы к экзамену
Для всех групп технического профиля
Список лекций по физике за 1,2 семестр
Я учу детей тому, как надо учиться
Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.
Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха (отчет)
Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА»
Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..
Оборудование: 1. Психрометр.
Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.
Подготовили таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
№ опыта
tсухого, 0 С
tвлажного, 0 С
Δt, 0 С
Рассмотрели устройство психрометра.
Показания сухого термометра tсухого =24 0 С.
Показания влажного термометра tвлажного =21 0 С.
Разность показаний термометров:
По психрометрической таблице определяем влажность воздуха φ:
Разность показаний сухого и влажного термометров
Вывод: в ходе лабораторной работы определили относительную влажность воздуха в кабинете, она равна 77%. Это повышенная влажность воздуха.
Ответы на контрольные вопросы.
1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
При продувании воздуха через эфир, он быстро испаряется и охлаждает стенки камеры гигрометра. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности камеры,тоже охлаждается. При определенной температуре водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным и начинает конденсироваться. На отполированной поверхности камеры гигрометра появляются капельки воды.
2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
Резервуар «влажного» термометра обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается.
3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
Да. В ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров могут оказаться одинаковыми при влажности 100%, т.к. в этом случае испарения с марли «влажного» термометра происходить не будет и он не будет охлаждаться.
4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
Наибольшая разность показаний термометров будет при сухом воздухе (когда влажность воздуха близка к 0%)
5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
Температура «влажного» термометра никогда не может оказаться выше температуры «сухого» термометра, т.к. с марли на резервуаре «влажного» термометра испаряется вода и при её испарении он охлаждается
6. «Сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
Если «сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру, то влажность воздуха 100%
7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?
Предельное значение относительной влажности воздуха 100%
Разница сухого и влажного термометра
Психрометр
Психрометром называют прибор, который применяется для измерения влажности воздуха.
Чаще всего психрометры используют для определения показателей относительной влажности воздуха. Такие показатели важны во многих сферах производства, например, там, где используется весовое оборудование, чтобы определить точность показателей или доказать необходимость использования весов влагозащищенных.
Наиболее простым из всех психрометром является психрометр Августа. Этот прибор состоит из двух термометров, которые укреплены на штативе, а также с небольшого резервуара для воды. На один из термометров надевается специальный колпачок из тонкой материи (батиста). Конец материи опускается в резервуар с водой. Этот термометр получил название влажного. Второй термометр остается свободным и называется сухим. Влажный термометр, когда ткань смочена, будет показывать более низкую температуру, чем сухой. Это происходит из-за того, что затрачивается некоторое количество тепла на испарение воды с влажного термометра. Следует учитывать, что чем меньше в окружающем воздухе водяных паров, тем интенсивнее испаряется с влажного термометра и тем большей, в результате, будет разница температур между показаниями двух термометров.
Абсолютную и относительную влажность определяют по специальным формулам, но существуют готовые психометрические таблицы, которые значительно упрощают все расчеты и вычисления. В психометрических таблицах находят величину относительной влажности по отсчетам показателей влажного и сухого термометров.
Для измерения влажности психрометр Августа подвешивают на необходимом месте, смачивают тканевый колпачок и через 10 минут можно производить отсчеты показателей. Однако существует и серьезный недостаток: на показатели данного типа психрометра влияет движение воздуха. Этот недостаток был устранен в психрометрах аспирационного типа.
Аспирационный психрометр Асмана
В психрометре Асмана влажность определяется так же, как и в психрометре Августа: на основе разницы температур, которые показывает влажный и сухой термометры. Но существует и кардинальное отличие – психрометр Асмана в пространстве, которое окружает термометры, имеет постоянную скорость движения воздуха.
Оба термометра в таком психрометре погружены в металлические трубки нижними концами. Эти трубки снизу открыты, а сверху соединяются в одну цилиндрическую трубку. Но это еще не все, трубка содержит в себе еще и внутреннюю трубку, в которой есть ртутный резервуар термометра. Конец соединенной трубки соединен с небольшим вентилятором, который приводится в движение от заводной пружины и создает постоянное движение воздуха.
Вычисление относительной и абсолютной влажности можно произвести с помощью формул или воспользовавшись специальной психометрической таблицей.
Измерение влажности с помощью психрометра Асмана проводится через 3-5 минут после того, как специальной пипеткой будет смочен влажный термометр и специальным ключом заведен вентилятор. Этот тип психрометров является наиболее точным и удобным прибором для измерения влажности.
Вообще все современные психрометры делятся на три категории:
Для описания состояния влажного воздуха используют три температурных параметра:
— температуру по сухому термометру,
Рассмотрим, чем они различаются.
Температура по сухому термометру
Температура по сухому термометру (/(Т) — эта та температура воздуха, которую непосредственно измеряют с помощью термометра.
В быту для этого используют ртутный или спиртовой термометр (градусник). В технике для этих целей применяют термопары или датчики температуры.
То есть температура по сухому термометру — это научное название обычной температуры воздуха.
Температура точки росы
Если влажный воздух охлаждать при неизменном влагосодержании, процесс может протекать до тех пор, пока температура воздуха не понизится до температуры насыщения, т.к. при дальнейшем охлаждении воздуха из него начнет выпадать влага.
Температура, соответствующая состоянию насыщения влажного воздуха при заданном значении влагосодержания, называется температурой точки росы [1.4].
Температура точки росы (/,,) является предельной температурой, до которой можно охлаждать влажный воздух при постоянном влагосодержании без выпадения конденсата.
При дальнейшем охлаждении воздуха при положительных температурах из него начнет выпадать влага (конденсат) в виде капель (росы). Именно из-за этого параметр и получил такое название.
Если на какой-то поверхности образуются капельки конденсата, то это означает, что температура этой поверхности ниже температуры точки росы окружающего воздуха.
Запотевший стакан с прохладительным напитком, покрытые ледяным узором окна, роса на траве и листьях деревьев — все эти явления связаны с температурой точки росы воздуха.
Температура точки росы (точка росы) может быть определена экспериментально путем измерения температуры охлаждаемой зеркальной металлической пластины, омываемой воздухом, в момент начала появления росы на зеркальной поверхности.
На рис. 1.9 приведена номограмма для определения температуры точки росы по относительной влажности воздуха и температуре воздуха по сухому термометру (при нормальном давлении).
Рис. 1.9. Номограмма для определения температуры точки росы
Температуру точки росы воздуха необходимо знать для правильного проектирования процессов обработки воздуха, прежде всего его охлаждения.
Если воздух контактирует с поверхностью, имеющей температуру ниже, чем температура воздуха по сухому термометру, но выше, чем температура точки росы воздуха, происходит охлаждение воздуха без осушения, т.е. температура воздуха уменьшается, а влагосодержание остается неизменным (рис. 1.10).
Помещая в поток воздуха поверхность, имеющую температуру ниже, чем температура точки росы воздуха, мы вызываем конденсацию влаги на этой поверхности.
Воздух, проходящий вдоль поверхности, при этом не только охлаждается, но и осушается, т.е. температура и влагосодержание воздуха уменьшаются (рис. 1.11).
Именно процесс охлаждения с осушением реализуется в поверхностных воздухоохладителях, где температура теплообменной поверхности воздухоохладителя поддерживается ниже температуры точки росы входящего воздуха.
Тем самым в воздухоохладителе создаются условия для выпадения конденсата из воздуха, и воздух, проходя через воздухоохладитель, не только охлаждается, но и осушается, уменьшая свое влагосодержание.
Рис. 1.11. Охлаждение воздуха с осушением
Универсальный цифровой термометр.
Автор – Михаил aka Bar_boss.
https://electromost.com
Опубликовано 29.12.2010.
Предлагаемое Вашему вниманию устройство разрабатывалось в качестве домашнего термометра для одновременного контроля температуры в помещении и на улице. Кроме измерения температурных параметров, на дисплей выводится информация о текущем времени и дате.
В качестве датчиков контроля температуры, применены широко распространенные DS18B20. Один датчик устанавливается внутри помещения, другой – снаружи. Принципиальная схема представляет собой микроконтроллер, который управляет 4-х строчным символьным ЖКИ – индикатором и часами реального времени DS1307. Часы реального времени включены по типовой схеме – стабилизация частоты осуществляется кварцевым резонатором 32768 Гц, в качестве резервного источника питания применён литиевый элемент напряжением 3В. Управление от микроконтроллера проводится по шине I2C, реализация данного интерфейса в микроконтроллере – программная. Питание устройство получает от внешнего источника 7-14В через стабилизатор LM7805. С этого же стабилизатора напряжение подаётся на датчики температуры DS18B20. Управление подсветкой индикатора производится кнопкой S4. По умолчанию (после включения устройства) подсветка включена.
Внимание! Проверяйте назначение выводов 1 (общий) и 2 (+5В) используемого ЖКИ. У некоторых производителей индикаторов они могут располагаться наоборот! Неправильное подключение источника питания может вывести ЖКИ из строя!
В следующей версии прошивки была добавлена функция измерения влажности в помещении. Переключение в режим влажности осуществляется при помощи кнопки S3. Вводимые в схему новые элементы выделены красным цветом. В микроконтроллер для работы с данной функцией необходимо залить версию прошивки 1.1.
В большинстве случаев для измерения влажности применяют емкостные датчики, например, HIH-4000. Однако в основу измерения влажности в данном устройстве положен несколько иной принцип – психрометрический метод.
Данный метод основан на измерении разности двух температур. Прибор, который работает на этом принципе, называется психрометр и состоят из двух термометров. Один термометр «сухой», другой – «влажный». Для того, что бы второй термометр был влажным, он оборачивается в хлопчатобумажную ткань, которая опускается в воду и является постоянно влажной за счёт капиллярного эффекта. Испаряясь, вода охлаждает влажный термометр. В результате этого получается разница между показаниями «сухого» и «влажного» термометров. Исходя из разницы температур «влажного» и «сухого термометров», и температуры «сухого» термометра – т.е. температуры в помещении, по специальным таблицам, которые называются психометрическими (табл.1) определяют относительную влажность воздуха.
В основе нашего самодельного датчика остаётся тот же принцип психрометра – измерить температуру «сухого» и «влажного» датчиков и на основании их показаний извлечь из таблицы нужное значение. Такую обработку можно выполнить на микроконтроллере, что собственно мы и будем делать, модернизировав универсальный термометр, снабдив его функцией измерения влажности – психрометром.
Итак, первая «часть» психрометра у нас уже есть – как Вы видите, в термометре применяются датчики температуры DS18B20, один из которых измеряет температуру внутри помещения. Он как раз и будет «сухим» термометром. Второй (влажный) термометр, необходимо добавить в схему. Он подключается к выводу 5 микроконтроллера. Этот датчик необходимо обернуть тканью, которая постоянно должна быть во влажном состоянии. Для обеспечения надёжной влагозащиты, необходимо на каждый вывод датчика, а затем на его корпус, одеть термоусаживающую трубку.
В микроконтроллере запрограммированы значения, занесенные в таблицу 1. – диапазон температур сухого термометра 15:.30 градусов и разность показаний между сухим и влажным термометром 0:9 градусов. При желании, корректировкой таблицы, прошитой в микроконтроллере, этот диапазон рабочих температур градусов можно сдвинуть в ту или иную сторону.
При выходе за пределы 15:.30 градусов и при разности температур свыше 9 градусов, на дисплей выводится сообщение об ошибке. Так же показывается ошибка, если температура «влажного» датчика становится больше температуры «сухого» датчика.
В режиме психрометра, на дисплей постоянно выводится значения «сухого» и «влажного» датчиков и в случае, если температура выйдет за указанные пределы и будет выведено сообщение об ошибке, всё равно исходя из этих значений по расширенной психометрической таблице можно вычислить значение влажности. Если, разумеется, она лежит в области определения таблицы. А вообще планируется расширить таблицу значений влажности в микроконтроллере на диапазон 1:30 градусов.
Может получиться ситуация, когда показания «сухого» и «влажного» датчиков одинаковы. А это возможно в двух случаях – когда влажность воздуха 100% или отсутствует вода в емкости «влажного» датчика. Поэтому, при показаниях влажности 100% нужно проверить, что «влажный» датчик действительно смочен водой.
Конструктивное исполнение психрометрического датчика может быть любым. Главное условие, что бы «сухой» и «влажный» датчики находились в одной температурной зоне и в тоже время нужно избежать влияния влаги на «сухой» датчик. Некоторые варианты конструктивной реализации датчиков, построенных на психрометрическом методе, можно посмотреть на сайте автора.
Несмотря на то, что использование подобного датчика не очень удобно (нужно следить за наличием воды), тем не менее, его вполне можно использовать при отсутствии емкостных датчиков влажности для построения домашней метеостанции.
Проект универсального термометра на этом не завершён, сейчас ведётся его дальнейшая доработка по расширению функционала.
Что такое температура мокрого (влажного) термометра?
Температура мокрого термометра имеет решающее значение для конструкции и размеров градирни. Градирня охлаждает воду путем испарения до температур, которые ниже температуры окружающей среды и приближаются к температуре мокрого термометра. Но что же такое температура мокрого термометра и как она рассчитывается?
Как измеряется температура мокрого термометра?
Температура мокрого термометра может быть измерена с помощью обычного ртутного или спиртового термометра, колба которого обернута влажной тканью или марлей. Марля соединяется хлопковой нитью с емкостью с водой за счет чего поддерживается мокрой. Термометр размещается в воздушном потоке, вода испаряется, а измеряемая температура снижается. Вода продолжает испаряться, до тех пор, пока воздух не станет насыщенным, т.е. относительная влажность вырастет до 100%. Система приходит в равновесие, а достигнутая температура и есть температура мокрого термометра. Сухой воздух позволяет испарить больше воды, а значит температура мокрого термометра будет ниже. Чем больше разница между температурой сухого мокрого термометров, тем суше воздух и тем больше воды может испариться.
Какая разница между температурой мокрого термометра и точки росы?
Как рассчитывается температура мокрого термометра?
Таким образом, мы можем заключить, что существует связь между температурой сухого и мокрого термометра, точкой росы и влажностью. Это отношение может быть показано с помощью i-d диаграммы влажного воздуха.
Чтобы определить температуру мокрого термометра, мы должны найти пересечение между горизонтальной линией температуры сухого термометра и кривой относительной влажности. Оттуда необходимо провести линию параллельно с наклонными линиями постоянной энтальпии. На пересечении с кривой 100% относительной влажности и будет точка температуры мокрого термометра.
Точка росы определяется путем проведения вертикальной линии от пересечения горизонтальной линии температуры сухого термометра и кривой относительной влажности. На пересечении с кривой 100% относительной влажности Вы получите температуру точки росы.
Пример: при температуре окружающей среды 30 ° C и относительной влажности 40% температура мокрого термометра составляет 20 ° C, а точка росы 15 ° C.
Как применяется температура мокрого термометра при расчете градирен?
Охлаждение воды в градирне очень в маленькой степени осуществляется за счет охлаждения воды воздухом. В основном охлаждение достигается за счет испарения части оборотной воды. Тепло (энергия), необходимое для испарения, отбирается от охлаждаемой воды (адиабатическое испарение). Пары воды насыщают воздух, проходящий через градирню, и увеличивает относительную влажность воздуха. Испарение позволяет воде охлаждаться до температур ниже температуры окружающей среды и приближаться к температуре мокрого термометра. Поэтому эта температура крайне важна при проектировании градирни.
Размер градирни зависит, с одной стороны, от тепловой мощности (функция разности температур и расхода), а также от разницы температур между выходящей охлажденной водой и температурой мокрого термометра – приближение. Чем меньше приближение, тем больше градирня при той же мощности. Таким образом, при температуре мокрого термометра 22°С и графике работы градирни 36/26°С (приближение 4°С) градирня мощностью 500 кВт будет больше градирни 500 кВт с приближением 6°С (график работы 38/28°С).
Измерение влажности воздуха
Содержимое разработки
Измерение влажности воздуха
Цель: измерить относительную влажность воздуха при помощи термометра.
Оборудование: термометр лабораторный (до 1000С), кусочек марли или ваты, сосуд с
водой комнатной температуры, психрометрическая таблица.
В работе измеряют относительную и абсолютную влажность воздуха с помощью психрометра. Психрометр Августа состоит их двух термометров, конец одного из них обернут полоской влажной ткани. Сухой термометр показывает температуру воздуха tсух. За счет испарения воды с ткани второй термометр охлаждается. При этом, чем меньше водяных паров в воздухе (низкая влажность), тем интенсивнее испарение, а значит, ниже температура влажного термометра. Используя психрометрическую таблицу можно по значения температур tсух и tвл определить относительную влажность φ
φ = 
·100%
Порядок выполнения работы:
1. Измерьте температуру воздуха в кабинете: tсух
2. Смочите кусочек марли или ваты в стакане с водой и оберните им резервуар
термометра. Подержите влажный термометр некоторое время в воздухе. Как
только понижение температуры прекратится, запишите его показания: tвл
3. Найдите разность температур «сухого» и «влажного» термометров и с помощью
психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в
4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:
Связь температуры и влажности
В атмосфере Земли происходят многочисленные погодные явления, которые влияют на живые организмы и формируют планету. Для понимания этих явлений необходимы знания о взаимосвязи между температурой и влажностью.
Температура влияет на влажность, что, в свою очередь, влияет на возможность выпадения осадков. Взаимодействие температуры и влажности также напрямую влияет на здоровье и благополучие человека. Относительная влажность и точка росы, показатели, обычно используемые метеорологами, являются инструментами для понимания этого взаимодействия.
Температура и влажность влияют на погоду на Земле, здоровье и благополучие людей. Изменения температуры воздуха влияют на количество водяного пара, которое может удерживать воздух.
Не только снаружи помещений температура и влажность влияют на человека. Они также важны и внутри. Чтобы обеспечить достойные условия труда заказывайте измерение температуры воздуха и влажности в помещении.
Относительная влажность
Атмосфера Земли содержит воду в виде водяного пара, кристаллов льда или осадков. Относительная влажность представляет собой процентное содержание водяного пара в воздухе, которое изменяется при изменении температуры воздуха.
Например, если полностью насыщенный участок воздуха при постоянном давлении больше не может содержать молекул воды, его относительная влажность равняется 100 процентам. С повышением температуры воздуха в нем может содержаться больше молекул воды, и его относительная влажность снижается. При понижении температуры относительная влажность увеличивается.
Высокая относительная влажность воздуха возникает, когда температура воздуха приближается к значению точки росы. Поэтому температура напрямую связана с количеством влаги, которое может удерживать атмосфера.
Тот факт, что погода и климат влияют на самочувствие работников общеизвестен. Но мало кто знает, что микроклимат в помещении влияет здоровье рабочих. Именно поэтому необходимо измерение микроклимата на предприятии.
Точка росы
Когда относительная влажность достигает 100%, образуется роса. Точка росы относится к температуре, при которой воздух достигает насыщения молекулами воды. Более теплый воздух может содержать больше молекул воды, и по мере того, как теплый воздух охлаждается, он теряет водяной пар в виде конденсата.
Более высокая точка росы означает более высокое содержание влаги в воздухе, что приводит к неудобным условиям влажности с облачным покровом и возможностью выпадения осадков. Сам воздух насыщается, как только точка росы совпадает с температурой воздуха.
Люди находят, что точки росы 55 или ниже намного суше и комфортнее, чем более высокие точки росы. Температура точки росы никогда не превышает температуру воздуха. Самая высокая точка росы зарегистрирована в Саудовской Аравии в 2003 году — 95.
Микроклимат помещения и здоровье
Температура и влажность влияют на уровень комфорта людей, а также на их здоровье. Высокая влажность и жара означают большее количество воды в воздухе.
Режимы работы и отдыха должен учитывать температуру и влажность, чтобы избежать риска для здоровья. Это происходит потому, что человеческий организм полагается на испарение пота, которое приводит к охлаждению. Если воздух одновременно горячий и влажный, организм не может испарять пот столь же эффективно, что может привести к обезвоживанию, перегреву и даже смерти. Как и в засушливых условиях и при высокой температуре, увлажнение становится ключевым фактором.