Какая величина называется влажностью воздуха. Относительная и абсолютная влажность
Что такое пар и каковы его основные свойства.
Можно ли считать воздух газом?
Применимы ли законы идеального газа для воздуха?
Вода занимает около 70,8% поверхности земного шара. Живые организмы содержат от 50 до 99,7% воды. Образно говоря, живые организмы - это одушевлённая вода. В атмосфере находится около 13-15 тыс. км3 воды в виде капель, кристаллов снега и водяного пара. Атмосферный водяной пар влияет на погоду и климат Земли.
Водяной пар в атмосфере.
Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озёр и рек, далеко не всегда является насыщенным. Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация. Но в воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара.
Плотность водяного пара в воздухе называется абсолютной влажностью .
Абсолютная влажность выражается, следовательно, в килограммах на метр кубический (кг/м 3).
Парциальное давление водяного пара
Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нём тела.
Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара .
Парциальное давление водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления - паскалях или миллиметрах ртутного столба.
Так как воздух представляет собой смесь газов, то атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений всех компонент сухого воздуха (кислорода, азота, углекислого газа и т. д.) и водяного пара.
Относительная влажность.
По парциальному давлению водяного пара и абсолютной влажности ещё нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. А именно от этого зависит интенсивность испарения воды и потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, - относительную влажность .
Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению р н. п насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:
Относительная влажность воздуха обычно меньше 100 %.
При понижении температуры парциальное давление паров воды в воздухе может стать равным давлению насыщенного пара. Пар начинает конденсироваться, и выпадает роса.
Температура, при которой водяной пар становится насыщенным, называется точкой росы .
По точке росы можно определить относительную влажность воздуха.
Психрометр.
Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов. Мы расскажем об одном из них - психрометре .
Психрометр состоит из двух термометров (рис. 11.4). Резервуар одного из них остаётся сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружён полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идёт испарение и температура, показываемая термометром, окружённым влажной тканью, ближе к температуре, показываемой сухим термометром.
При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.
Значение влажности.
От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%).
Как вы думаете, при каких условиях выпадает роса? Почему перед дождливым днём вечером на траве нет росы?
Очень важно знать влажность в метеорологии - в связи с предсказанием погоды. Хотя относительное количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1 %), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты. И наоборот, испарение воды сопровождается поглощением теплоты.
В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения процесса необходима определённая влажность.
Очень важно соблюдение режима влажности на производстве при изготовлении электронных схем и приборов, в нанотехнологии.
Хранение произведений искусства и книг требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. При большой влажности холсты на стенах могут провиснуть, что приведёт к повреждению красочного слоя. Поэтому в музеях на стенах вы можете видеть психрометры.
Часто с экранов телевизоров или из динамиков радиоприёмников мы слышим про давление и влажность воздуха. Но немногие знают, от чего зависят их показатели и как те или иные их значения сказываются на организме человека.
Для определения насыщенности воздуха водяными парами используются специальные приборы: психрометры и гидрометры. Психрометр Августа представляет собой планку с двумя термометрами: влажным и сухим.
Первый обмотан смоченной в воде тканью, которая при испарении охлаждает его корпус. Опираясь на показания этих термометров, по таблицам определяют относительную влажность воздуха. Существует множество различных гидрометров, их работа может быть основана на весовом, плёночном, электрическом или волосном, а также ряде других принципов действия. В последние годы обрели популярность интегральные датчики измерения. Для того чтобы проверить точность используются гидростаты.
В воздухе, характеризуемое рядом величин. Вода, испарившаяся с поверхности при их нагревании, попадает в и сосредотачивается в нижних слоях тропосферы. Температура, при которой воздух достигает насыщения влагой при данном содержании водяного пара и неизменном , называется точкой росы.
Влажность характеризуется следующими показателями:
Абсолютная влажность (лат. absolutus - полный). Она выражается массой водяного пара в 1м воздуха. Исчисляется в граммах водяного пара на 1 м3 воздуха. Чем выше , тем больше абсолютная влажность, так как больше воды при нагревании переходит из жидкого состояния в парообразное. Днем абсолютная влажность больше, чем ночью. Показатель абсолютной влажности зависит от : в полярных широтах, например, она равна до 1 г на 1 м2 водяного пара, на экваторе до 30 грамм на 1 м2 в Батуми ( , побережье ) абсолютная влажность составляет 6 г на 1 м, а в Верхоянске ( , ) - 0,1 грамма на 1 м От абсолютной влажности воздуха в большой степени зависит растительный покров местности;
Относительная влажность . Это отношение количества влаги, находящейся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при той же температуре. Исчисляется относительная влажность в процентах. Например, относительная влажность равна 70%. Это значит, что воздух содержит 70% того количества пара, которое он может вместить при данной температуре. Если суточный ход абсолютной влажности прямо пропорционален ходу температур, то относительная влажность обратно пропорциональна этому ходу. Человек чувствует себя хорошо при , равной 40-75%. Отклонение от нормы вызывает болезненное состояние организма.
Воздух в природе редко бывает насыщенным водяными парами, но всегда содержит какое-то его количество. Нигде на Земле не была зарегистрирована относительная влажность, равная 0%. На метеорологических станциях влажность измеряется с помощью прибора гигрометра, кроме того, используются приборы-самописцы - гигрографы;
Воздух насыщенный и ненасыщенный. При испарении воды с поверхности океана или суши воздух не может вмещать водяной пар беспредельно. Этот предел зависит от . Воздух, который больше не может вместить влагу, называется насыщенным. Из этого воздуха при малейшем охлаждении его начинают выделяться капельки воды в виде росы, . Это происходит потому, что вода при охлаждении переходит из состояния (пар) в жидкое. Воздух, находящийся над сухой и теплой поверхностью, обычно содержит водяного пара меньше, чем мог бы содержать при данной температуре. Такой воздух называется ненасыщенным. При его охлаждении не всегда выделяется вода. Чем воздух теплее, тем больше его способность к влагопоглощению. Например, при температуре -20°С воздух содержит не более 1 г/м воды; при температуре + 10°С - около 9 г/м3, а при +20°С - около 17 г/м Поэтому при кажущейся сильной влажности воздуха в
Окружающий нас воздух помимо кислорода и азота всегда содержит некоторое количество водяных паров. Максимально возможное количество водяных паров, растворенных в воздухе, зависит от его температуры: чем больше температура воздуха, тем большее количество водяного пара в нем можно растворить. Таким образом, если в воздухе растворить водяного пара больше максимально возможного при данной температуре избыток пара будет конденсироваться.
Масса растворенных водяных паров в 1 м 3 воздуха называется - абсолютной влажностью .
Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре. Эквивалентное определение — отношение массовой доли водяного пара в воздухе к максимально возможной при данной температуре. Измеряется в процентах. Относительная влажность равная 100% называется состоянием насыщения воздуха . Именно относительная влажность определяет способность воздуха поглощать воду. Интенсивность испарения жидкости в воздухе зависит от его относительной влажности. Например: во влажном воздухе слизистые человека высыхают гораздо медленней, так как замедлен процесс испарения влаги. Регулируя уровень влажности воздуха можно ускорить или замедлить процесс высыхания различных материалов или продуктов.
Точка росы - это температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, будут в состоянии насыщения. Таким образом, если какая-то поверхность имеет температуру равную или меньшую точки росы окружающего воздуха, на этой поверхности начинает конденсироваться влага.
Теперь, ознакомившись с базовыми терминами мы можем ответить на несколько часто встречаемых вопросов:
Почему говорят, что батареи сушат воздух? В зимнее время относительная влажность окружающего воздуха находится в пределах нормы, но попадая в помещение и нагреваясь, увеличивается максимально возможное количество растворенных водяных паров. При этом количество влаги в воздухе не увеличивается, следовательно, уменьшается относительная влажность воздуха,и воздух становится более сухим.
Почему зимой окна покрываются льдом? Дело в том, что в зимнее время температура окон значительно ниже температуры воздуха в помещении, и если эта температура меньше точки росы, на окнах происходит конденсация влаги из окружающего воздуха. Сконденсировавша яся на окнах вода замерзает, если температура поверхности стекла меньше 0 °С.
Таблица перевода относительной влажности в абсолютную в зависимости от температуры воздуха при атмосферном давлении. Точки росы.
| Относительная Влажность воздуха | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80% | 90% | 100% |
| Температура воздуха [°Цельсия] | абсолютная влажность г/м 3 (сверху)
точка росы [°C](снизу) |
|||||||||
| 50 | 8,3 | 16,6 | 24,9 | 33,2 | 41,5 | 49,8 | 58,1 | 66,4 | 74,7 | 83 |
| 8 | 19 | 26 | 32 | 36 | 40 | 43 | 45 | 48 | 50 | |
| 45 | 6,5 | 13,1 | 19,6 | 26,2 | 32,7 | 39,3 | 45,8 | 52,4 | 58,9 | 65,4 |
| 4 | 15 | 22 | 27 | 32 | 36 | 38 | 41 | 43 | 45 | |
| 40 | 5,1 | 10,2 | 15,3 | 20,5 | 25,6 | 30,7 | 35,8 | 40,9 | 46 | 51,1 |
| 1 | 11 | 18 | 23 | 27 | 30 | 33 | 36 | 38 | 40 | |
| 35 | 4 | 7,9 | 11,9 | 15,8 | 19,8 | 23,8 | 27,7 | 31,7 | 35,6 | 39,6 |
| -2 | 8 | 14 | 18 | 21 | 25 | 28 | 31 | 33 | 35 | |
| 30 | 3 | 6,1 | 9,1 | 12,1 | 15,2 | 18,2 | 21,3 | 24,3 | 27,3 | 30,4 |
| -6 | 3 | 10 | 14 | 18 | 21 | 24 | 26 | 28 | 30 | |
| 25 | 2,3 | 4,6 | 6,9 | 9,2 | 11,5 | 13,8 | 16,1 | 18,4 | 20,7 | 23 |
| -8 | 0 | 5 | 10 | 13 | 16 | 19 | 21 | 23 | 25 | |
| 20 | 1,7 | 3,5 | 5,2 | 6,9 | 8,7 | 10,4 | 12,1 | 13,8 | 15,6 | 17,3 |
| -12 | -4 | 1 | 5 | 9 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | |
| 15 | 1,3 | 2,6 | 3,9 | 5,1 | 6,4 | 7,7 | 9 | 10,3 | 11,5 | 12,8 |
| -16 | -7 | -3 | 1 | 4 | 7 | 9 | 11 | 13 | 15 | |
| 10 | 0,9 | 1,9 | 2,8 | 3,8 | 4,7 | 5,6 | 6,6 | 7,5 | 8,5 | 9,4 |
| -19 | -11 | -7 | -3 | 0 | 1 | 4 | 6 | 8 | 10 | |
| 5 | 0,7 | 1,4 | 2 | 2,7 | 3,4 | 4,1 | 4,8 | 5,4 | 6,1 | 6,8 |
| -23 | -15 | -11 | -7 | -5 | -2 | 0 | 2 | 3 | 5 | |
| 0 | 0,5 | 1 | 1,5 | 1,9 | 2,4 | 2,9 | 3,4 | 3,9 | 4,4 | 4,8 |
| -26 | -19 | -14 | -11 | -8 | -6 | -4 | -3 | -2 | 0 | |
| -5 | 0,3 | 0,7 | 1 | 1,4 | 1,7 | 2,1 | 2,4 | 2,7 | 3,1 | 3,4 |
| -29 | -22 | -18 | -15 | -13 | -11 | -8 | -7 | -6 | -5 | |
| -10 | 0,2 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,9 | 2,1 | 2,3 |
| -34 | -26 | -22 | -19 | -17 | -15 | -13 | -11 | -11 | -10 | |
| -15 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1 | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 1,6 |
| -37 | -30 | -26 | -23 | -21 | -19 | -17 | -16 | -15 | -15 | |
| -20 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
| -42 | -35 | -32 | -29 | -27 | -25 | -24 | -22 | -21 | -20 | |
| -25 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
| -45 | -40 | -36 | -34 | -32 | -30 | -29 | -27 | -26 | -25 | |
Оценивая параметры воздуха в доме, большинство людей прежде всего обращает внимание на его температуру, забывая о таком важном показателе, как влажность. Именно от нее зависит субъективное ощущение жары или холода, общее самочувствие, состояние растений и сохранность многих предметов быта. Разберемся, какова норма влажности воздуха в квартире, а также выясним, на что она влияет.
Показатель влажности отражает степень насыщенности воздуха водяным паром. Он бывает абсолютным и относительным. В первом случае определяется, сколько грамм влаги содержится в 1 кубометре воздуха. Во втором – рассчитывается процентное соотношение реального количества воды в атмосфере (абсолютный показатель) и максимально возможного при заданной температуре.
При использовании такого понятия, как норма влажности в квартире, подразумевается относительный показатель. Этот параметр во многом определяет комфортность микроклимата в помещении. И человек, и домашняя обстановка страдают от чрезмерно высокой или слишком низкой влажности.
Сухой воздух в помещении провоцирует повышенную потерю влаги через кожу и дыхательные пути. Это может привести к таким неприятным последствиям, как:
- снижение эластичности волос, ногтей и кожных покровов, сопровождающееся появлением микротрещин, морщин, шелушений, дерматита;
- пересыхание слизистой оболочки глаз, симптомами которого являются зуд, покраснение, ощущение «песка»;
- загустение крови, приводящее к замедлению ее циркуляции, слабости, головной боли, снижению работоспособности, повышению нагрузки на сердце;
- увеличение вязкости желудочного и кишечного соков, провоцирующее замедление пищеварения;
- пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей, следствием которого являются ослабление местного иммунитета и повышение частоты ОРВИ;
- повышение количества респираторных аллергенов в атмосфере, которые в норме должны связываться капельками жидкости.
Избыток влаги в воздухе создает приемлемые условия для размножения плесени, грибков, бактерий. В результате жители дома могут столкнуться с:
- респираторными заболеваниями – хроническим насморком, бронхитом, астмой, аллергией;
- ощущением духоты или сырости в помещении;
- неприятным запахом из-за размножения патогенных микроорганизмов;
- увеличением длительности высыхания постиранного белья.
Чрезмерное или недостаточное количество влаги плохо сказывается и на состоянии предметов домашней обстановки. Растения пересыхают или начинают гнить, деревянная мебель и паркет деформируются либо «ссыхаются», картины тускнеют, изделия из бумаги теряют структуру.
Факторы, влияющие на влажность
Главный фактор, который влияет на влажность воздуха, – его температура. Чем он теплее, тем большее количество водяного пара он может максимально в себя вместить, и наоборот. Но при оценке относительной влажности действует обратная зависимость: чем теплее воздух, тем меньше будет его относительная влажность при одном и том же объем водяного пара, находящимся в нем. Поэтому проветривание зимой делает воздух более свежим, но менее влажным. Оптимальной температурой считается 18-22 ºC.
Водяные пары из воздуха в комнате «забирают»:
- любые отопительные приборы;
- кондиционер;
- предметы интерьера, особенно мягкая мебель, игрушки, ковры.
К повышению относительной влажности приводят любые источники воды и пара:
- аквариум;
- комнатные растения;
- влажное белье;
- емкости с кипящей водой (кастрюля, чайник);
- протекающая крыша;
- неисправные водопроводные трубы и сантехника.
Нормативные показатели
Разберемся, какая влажность воздуха считается нормальной в квартире. Это зависит от предназначения помещений и времени года.
Нормативы влажности для жилья:
- теплый период – 30-60%, максимально допустимая – 65% (для отдельных регионов с повышенной влажностью данный норматив может быть увеличен до 75%);
- холодный период – 30-45%, максимально допустимая – 60%.
Относительная влажность воздуха не нормируется во вспомогательных комнатах – ванной, туалете, коридоре, кладовой и прочих.
Нормативы для растений и предметов интерьера:
- для мебели и антиквариата – 40-60%;
- для техники – 45-60%
- для книг – 30-65%;
- для растений – тропических – 80-95%, субтропических – 75-80%, других – 40-70%.
Какова норма относительной влажности воздуха в квартире, где проживает ребенок? Поскольку у маленьких детей интенсивность теплообменных процессов повышена, они особенно чувствительны к несоблюдению параметров микроклимата. Идеальная влажность воздуха в детской комнате – 50-70%
. Если ребенок болен ОРВИ или инфекционной патологией, то не стоит допускать снижения этого параметра менее 60%.
Для поддержания оптимального уровня влажности часто рекомендуется устанавливать увлажнители воздуха Важно: В отопительный сезон влажность воздуха падает до 15-20%. Ее обязательно нужно поднимать, особенно если в доме есть дети, астматики и аллергики.
Как измерить относительную влажность?
Зная, какой должна быть оптимальная влажность воздуха в квартире, стоит определиться, как ее можно измерить. Наиболее рациональный способ – использование специального устройства – гигрометра.
Существует несколько типов прибора – электрический, химический, конденсационный, волосной и прочие. Для квартиры не стоит приобретать дорогое профессиональное устройство. Достаточно самого простого гигрометра с погрешностью 3-5%. Зачастую его совмещают с часами и термометром. Важно ставить гигрометр подальше от источников влаги и тепла.
Определить влажность можно с помощью альтернативных методов – стакана с водой, таблицы Ассмана и еловой шишки.
Стакан воды
Следует налить в стакан воду и охладить ее до 3-5 ºС. Для этого достаточно отправить сосуд на 3 часа в холодильник. Далее нужно поставить стакан на стол вдалеке от батареи и понаблюдать за ним 5 минут. При этом на его стенках из-за перепада температур образуется конденсат. Возможные результаты:
- стекло в течение нескольких минут высохло – влажность понижена;
- стенки остались запотевшими – параметры микроклимата в норме;
- по стакану потекли струйки воды – в воздухе слишком много влаги.
Таблица Ассмана
Таблица Ассмана разработана для определения влажности с помощью психрометра – прибора, состоящего из двух термометров – обычного и с устройством увлажнения. Его подобие можно сделать дома. Необходимо сначала измерить температуру в помещении обычным спиртовым термометром и записать ее значение. Затем следует обернуть его конец влажной тканью. Через 5 минут требуется провести повторный замер температуры. Она должна снизиться.
Далее необходимо посмотреть в таблицу Ассмана. По вертикали расположены показания «сухого» термометра, по горизонтали – разница температур. Увидев нужные значения, следует найти их пересечение. Это и будет показатель относительной влажности.
Еловая шишка
На заметку: Косвенными признаками низкой влажности воздуха в помещении считаются пересыхание кончиков листьев растений и электрические разряды, исходящие от синтетической одежды.
Регуляция влажности
В любое время года нормальная влажность воздуха в квартире должна быть не меньше 30-40% и не выше 65%. Как ее регулировать?
Способы снижения влажности:
- частое проветривание помещений;
- установка вытяжных вентиляторов;
- использование осушителей воздуха и климатических систем;
- своевременный ремонт водопроводных труб и сантехнических приборов;
- применение обогревателей и кондиционеров;
- отказ от сушки белья в комнате;
- установка .
- приобретение аквариума или декоративного фонтана;
- минимальное использование обогревателя и кондиционера;
- развешивание влажных полотенец на батареях;
- периодическое разбрызгивание воды из пульверизатора;
- использование – парового, ультразвукового или традиционного;
- регулярное проведение влажной уборки;
- выращивание большого количества комнатных цветов.
Влажность воздуха в доме – важный параметр, влияющий как на самочувствие его обитателей, так и на предметы интерьера. В норме этот показатель находится в пределах от 40 до 60%. Особенно важно следить за влажностью в комнатах, где проводят большую часть времени дети, а также люди с респираторными заболеваниями. Для регулировки концентрации влаги в воздухе удобно использовать бытовые увлажнители и осушители.
Твитнуть