Влажность воздухаПодготовка к ГИА

повторение основных понятий, графиков и формул, связанных с влажностью воздуха, а также примеров решения задач в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы
Цель:

Наличие водяного пара в воз0духе
В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров.
Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.
Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Содержание водяного пара в атмосферном воздухе –
его влажность - очень важная метеорологическая характеристика.
Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день
звучат в сводках метеопрогноза.

Зависимость влажности от температуры
Чем выше температура воздуха, тем больше в нем может быть пара;
Пример:
При +20 0С 1 м3 воздуха может содержать 17 г водяного пара;
При -20 0С 1 м3 воздуха – всего 1 г водяного пара;
Степень насыщения водяного пара зависит от
количества водяных паров,
давления и
температуры.
1 м3
17 г
+20 0С
-20 0С
1 м3
1 г
Абсолютная влажность воздуха ρ
показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м³ при данных условиях, т.е., чему равна плотность водяного пара.

Абсолютная влажность воздуха ρ
показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м³ при данных условиях, т.е., чему равна плотность водяного пара.
Обратите внимание:
1. По плотности водяного пара
нельзя судить о степени его насыщения.
Степень насыщения водяного пара
зависит от количества водяных
паров, давления и температуры.

Относительная влажность
Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, насколько содержащийся в нем пар близок к насыщению.
Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности
океанов, морей, рек и озёр, не является насыщенным: атмосфера – «открытый сосуд».
Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних
местах нашей планеты на данный момент
испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Относительная влажность
Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, насколько содержащийся в нем пар близок к насыщению.
Относительной влажностью воздуха φ
называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρо насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в %.
Значение плотности насыщенного пара ρ0 при данном давлении и температуре можно определить по таблице.

Значение плотности насыщенного пара ρ0 при данном давлении и температуре

ТОЧКА РОСЫ
Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.

ТОЧКА РОСЫ
Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.
Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости - росы.

ТОЧКА РОСЫ
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.
Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Примеры:
выпадение росы под утро,
запотевание холодного стекла, если на него подышать,
образование капли воды на холодной водопроводной трубе,
сырость в подвалах домов.

Пример решения задачи:
Найдите относительную влажность воздуха в комнате при температуре 18 °С, если при 10°С образуется роса
По таблице зависимости давления насыщенных водяных паров от температуры найдем нужные нам значения: при t1 = 18 °C
р = 1,23 кПа, p0 = 2,07 кПа.
По формуле получим:

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ
Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы –
Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.
Гигрометр
Психрометр
Волосной
гигрометр
Психрометрический
гигрометр

Волосной гигрометр
Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса (человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.
Рама
Волос
Стрелка
Ролик
Груз
Волос натянут на металлическую рамку.
Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.
Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Гигрометр психрометрический– психрометр
По др. гречески "психрос" означает холодный;
Психрометр более точен, чем гигрометр;
Принцип действия психрометра основан на
том, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.
Чем меньше влажность воздуха, тем быстрее идет испарение.
Сухой термометр
Влажный термометр
Колба влажного термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой
Влажный термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля
Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.
Психрометрическая таблица

Пример решения задачи (А 10. ЕГЭ 2011): На фотографии представлены 2 термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность указана в процентах.
Какой была относительная влажность воздуха в тот момент, когда проводилась съемка?
22%
61%
17%
40%
Разность показаний – 22 - 17 = 5 0С
Показания влажного термометра – 17 0С
Показания сухого термометра – 22 0С
Относительная влажность - 61%

Конденсационный гигрометр
При испарении эфира следят за появлением на отполированной стенке капель воды.
По термометру, вставленному внутрь сосуда, отмечают температуру, при которой это происходит.
Эта температура является точкой росы при данном содержании водяного пара в воздухе.
По точке росы находят соответствующую ей плотность насыщенного пара.
По таблице плотности насыщенного пара находят относительную влажность воздуха
Металлическая коробочка
Передняя стенка
хорошо отполирована
Кольцо
хорошо отполировано
Прокладка
теплоизолирующая
Эфир
Термометр
Прибор для определения влажности воздуха путем охлаждения последнего до точки росы.
Груша
Для ускорения процесса испарения эфира через него с помощью груши прогоняется воздух

Конденсационный гигрометр
В конденсационном гигрометре М. И. Гольцмана температура металлического зеркала, измеряемая электрически, может быть понижена до —150°С с помощью обтекающего его жидкого кислорода или жидкого воздуха.
Воздух просасывается через прибор и проходит мимо зеркала, где и происходит конденсация.

Это интересно…
Наиболее комфортная влажность воздуха для человека лежит в пределах 40—60%.
Высокую температуру легче переносить в сухом воздухе. Жара в сухой пустыне может не так сильно изнурять, как 25 градусов после сильного дождя, когда влажность воздуха очень высока. Чтобы не перегреться, организму в жару надо сильно потеть. Однако при высокой влажности пот не будет высыхать и не даст охлаждения тела.
При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, потея, выводит влагу из организма в основном через кожу, а не через почки. Это свойство организма используется в медицине при заболеваниях почек.

Подборка заданий по кинематике
(из заданий ГИА 2008-2010 гг.)
Рассмотрим задачи:

ГИА-2010-15. В двух комнатах квартиры показания сухих термометров психрометра одинаковы, а показания влажных — отличаются от показаний
сухого и различаются между собой. Если показания влажного термометра выше в первой комнате, то влажный платок
1) высохнет быстрее в первой комнате
2) высохнет быстрее во второй комнате
3) высохнет за одно и то же время в обеих комнатах
4) не высохнет в первой комнате, если показания психрометра в ней не изменятся

(ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А13.
Парциальное давление водяного пара в воздухе при 20° С равно 0,466 кПа, давление насыщенных водяных паров при этой температуре 2,33 кПа. Относительная влажность воздуха равна
10 %
20 %
30 %
40 %

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А10. При какой влажности воздуха человек легче переносит высокую температуру воздуха и почему?
при низкой, так как при этом пот испаряется быстро
при низкой, так как при этом пот испаряется медленно
при высокой, так как при этом пот испаряется быстро
при высокой, так как при этом пот испаряется медленно

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А12. При одинаковой температуре 100°С давление насыщенных паров воды равно 105 Па, аммиака — 59⋅105 Па и ртути — 37 Па. В каком из вариантов ответа эти вещества расположены в порядке убывания температуры их кипения в открытом сосуде?
вода → аммиак → ртуть
аммиак → ртуть→ вода
вода → ртуть → аммиак
ртуть → вода → аммиак

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А11. На фотографии представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха. Ниже приведена психрометрическая таблица, в которой влажность указана в процентах.
37%
40%
48%
59%
Относительная влажность воздуха в помещении, в котором проводилась съемка, равна