Как определить точку росы с помощью конденсационного гигрометра

Точка росы

Точка росы.

Почему потеют окна, двери, стены? Почему покрываются конденсатом вещи, занесенные с холода в теплое помещение? Почему мокреют трубы холодной воды? — ответ один, температура поверхности предмета ниже температуры точки росы.

Точка росы (Температура точки росы ТР) – это температура, при которой начинает образовываться роса, т.е. температура до которой необходимо охладить воздух, что бы относительная влажность достигла 100%

Со школьного курса физики мы знаем, что влажность воздуха (содержание воды в воздухе) определяется двумя параметрами:

Абсолютная влажность;
Относительная влажность.

С абсолютной влажностью ( f ) все понятно – это количество воды, в граммах, содержащейся в одном кубическом метре воздуха, единица измерения – грамм в метре кубическом, г/м3.

f = m / V

V — объём влажного воздуха;

m — масса водяного пара, содержащегося в этом объёме.

Относительная влажность ( RH ) – это количество воды содержащейся в воздухе относительно максимально возможного количества воды при данной температуре и давлении, единица измерения проценты, %.

Причем с увеличением температуры, максимально возможное количество воды содержащейся в воздухе – увеличивается.

Таблица максимальной абсолютной влажности.

Соответственно при уменьшении температурыуменьшается.

При дальнейшем понижении температуры «лишняя» вода начнет конденсироваться в виде капель росы – это и есть точка росы.

Точка росы.

Несколько фактов о точке росы.

  • Температура точки росы не может быть выше текущей температуры.
  • Чем выше температура точки росы, тем больше влаги находится в воздухе
  • Высокие температуры точки росы бывают в тропиках, низкие в пустынях, полярных областях.
  • Относительная влажность (RH) около 100 % приводит к выпадению росы, инея(замороженная роса), тумана.
  • Относительная влажность (RH) достигает 100 % в период дождей.
  • Высокие точки росы обычно происходят перед холодными температурными фронтами.

Как определить, рассчитать точку росы?

определить по таблице,
рассчитать по формуле,
рассчитать на «Калькуляторе расчета точки росы».

1. Для определения точки росы существуют специальные таблицы,

где в столбцах указана Относительная влажность в %, в строках – температура окружающего воздуха в °С, в клетках на пересечении — температура точки росы, для выбранной влажности и температуры.

Таблица определения точки росы.

Для примера выбрана относительная влажность 60 %, комнатная температура 21 °С на пересечении видим значение точки росы 12,9 °С.

Соответственно при данных условиях, конденсация влаги произойдет на холодных поверхностях (например, оконных стеклах) с температурой поверхности ниже, чем 12,9 °С.

На специализированных сайтах существуют более подробные таблицы определения точки росы, но для «домашнего пользования» вполне достаточно, ниже приведенной таблицы, ее можно сохранить, распечатать и использовать при необходимости.

Таблица определения точки росы.

2. При расчете температуры точки росы, используем формулы 1.1 и 1.2.

Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия (только для положительных температур):

Tp = ( b f ( T, RH ) ) / ( a — f ( T, RH ) ), ( 1.1 )

f ( T, RH ) = a T / ( b + T ) + ln ( RH / 100 ), ( 1.2 )

Тртемпература точки росы, °С;

a = 17.27;

b = 237,7;

Ткомнатная температура, °С;

RHотносительная влажность, %;

Ln – натуральный логарифм.

Рассчитаем точку росы для тех же значений температуры и влажности.

Т = 21 °С;

RH = 60 %.

Вначале вычислим функцию f ( T, RH )

f ( T, RH ) = a T / ( b + T ) + ln ( RH / 100 ),

f ( T, RH ) = 17,27 * 21 / (237,7+21) + ln ( 60 / 100) =

= 1,401894 + (-0,51083) = 0,891068

Затем температуру точки росы

Tp = ( b f ( T, RH ) ) / ( a — f ( T, RH ) ),

Tp = (237,7 * 0,891068) / (17,27 — 0,891068) =

= 211,807 / 16,37893 = 12,93167 °С

Итак, наш результат вычислений Тр = 12,93167 °С.

3. Значительно проще рассчитать точку росы используя «Калькулятор расчета точки росы» на нашем сайте.

Температура воздуха внутри помещения, °С. — 21;

Относительная влажность, %. – 60.

Жмем на кнопочку «Рассчитать» и сразу же получаем значение температуры точки росы – 12,93 °С.

Сбросив результат, можем рассчитать Тр для других значений.

Калькулятор расчета точки росы.

Как видим, значение точки росы для всех трех способов совпадает:

Тр = 12,9 °С;

Тр = 12,93167 °С;

Тр = 12,93 °С.

Разница лишь в количестве знаков после запятой.

Возникают справедливые вопросы – зачем нам нужна эта точка росы, зачем мы уделяем так много времени для определения или расчета, какое практическое применение имеет точка росы?

В местах, где постоянно скапливается влага, создаются, благоприятные условия для развития плесени, грибковых спор, что очень отрицательно влияет на здоровье находящихся вблизи людей.

Плесень, грибок в местах скопления влаги.

Зная точку росы, мы можем не допустить образования конденсата на поверхностях нашего помещения.

1.«Калькулятор расчета температуры внутреннего стекла стеклопакета (оконного профиля)», определив температуру внутреннего стекла стеклопакета Твсс в холодный период, можно спрогнозировать наличие или отсутствие конденсации влаги на стекле (профиле) Вашего окна.

Пример у нас имеется (мы хотим заказать) окно, выполненное с:

  • оконного профиля KBE Etalon, имеющего сопротивление теплопередаче — 0,65 (м2 °С /Вт).
  • однокамерного стеклопакета 4M-16-4M, имеющего сопротивление теплопередаче -0,32 (м2 °С /Вт).

Мы хотим узнать внутреннюю температуру оконного профиля и стеклопакета при температуре в помещения 21°С, и внешней температуре – 20 °С.

Подставляем значения в калькулятор и получаем результат:

Калькулятор расчета температуры внутреннего стекла стеклопакета (оконного профиля).

Температура внутренней стенки оконного профиля выше точки росы

13,12 > 12,93 .

Следовательно конденсата на стенке оконного профиля, при выбранных условиях не будет.

Калькулятор расчета температуры внутреннего стекла стеклопакета (оконного профиля).

Температура внутренней стенки стеклопакета ниже точки росы,

4,98 < 12,93.

Значит, на внутренней стенке стеклопакета будет образовываться конденсат.

Вывод: стеклопакет 4M-16-4M не подходит для указанных условий.

Попробуем стеклопакет с большим сопротивлением теплопередаче, например двухкамерный пакет с И-стеклом 4М-10-4M-10-И4 , имеющим R опр = 0,64 ( м2 °С / Вт ).

Калькулятор расчета температуры внутреннего стекла стеклопакета (оконного профиля).

При этом 12,99 > 12,93,

превышение незначительное, для указанных условий желательно использовать профили и стеклопакеты с сопротивлением теплопередаче от 0,7 (м2 °С / Вт).

2. «Калькулятор расчета температуры наружного воздуха, при которой наступит точка росы на внутренней поверхности стеклопакета» Зная сопротивление теплопередаче стеклопакета, температуру и влажность в помещении можем рассчитать внешнюю температуру, при которой температура внутреннего стекла стеклопакета будет равна температуре точки росы.

Т.е. внешнюю температуру ниже, которой внутреннее стекло будет потеть.

В предыдущем примере мы определили, что профиль KBE Etalon и стеклопакет 4М-10-4M-10-И4 не будут потеть при внутренней температуре 21 °С и внешней — 20 °С, но хотелось бы знать есть ли запас по уменьшению внешней температуры и какова его величина.

Калькулятор расчета температуры наружного воздуха, при которой наступит точка росы на внутренней поверхности стеклопакета (оконного профиля).

Калькулятор расчета температуры наружного воздуха, при которой наступит точка росы на внутренней поверхности стеклопакета (оконного профиля).

Как видно по результатам расчета, уже при понижении температуры до — 20,96 °С для оконного профиля и до – 20,31 °С для стеклопакета температура внутренней стенки будет равна температуре точки росы.

Вывод:

Данный комплект оконного профиля и стеклопакета хорошо подойдет в местностях, где средние температуры воздуха холодного периода года не опускаются ниже минус 15-18°С.

3. «Калькулятор расчета сопротивления теплопередаче стеклопакета», можно рассчитать минимальное сопротивление теплопередаче стеклопакета, при котором температура внутреннего стекла будет выше температуры точки росы.

Т.е. минимальное сопротивление теплопередаче стеклопакета, при котором стекла не будут потеть.

Калькулятор расчета сопротивления теплопередаче стеклопакета (оконного профиля).

Для выбранных условий сопротивление теплопередаче оконного профиля и стеклопакета должно быть более 0,635 (м2 °С /Вт).

Таким образом, используя результаты вычислений, еще на стадии выбора элементов окна можно количественно оценить, как оно поведет себя в холодный период года, подобрать оптимальный вариант комплектации.

На множество вопросов, почему потеют окна : пластиковые; деревянные; в доме; в квартире; в комнате; на кухне; на балконе; на Read more

Уровень шума жилого помещения регламентируется санитарными нормами. Это значит, что определен максимальный его уровень, который не влияет на здоровье и Read more

В рекламных материалах часто, в качестве аргумента качества окна, оконного профиля либо стеклопакета приводится толщина кирпичной стены эквивалентная по теплопередаче Read more

Окна должны быть теплыми – это, основной критерий при выборе новых окон. Практически все рекламные компании посвященные окнам, описывают преимущества Read more

Точка росы — формула, расчет и визуализация

Тепловизор FLIR и точка росы

Точкой росы называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Проще говоря, это температура, при которой выпадает конденсат.

Температура точки росы определяется только двумя параметрами: температурой и относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры.

Таблица с точкой росы

Таблицу с температурой точки росы для различных значений температур (от -5°С до 35°С) и относительной влажности (от 40% до 95%) воздуха в помещении можно найти в справочном Приложении Р к СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». К сожалению, в эту таблицу закралось несколько опечаток. Я подготовил для вас файл с таблицей, там опечатки исправлены.

Формула расчета точки росы

Вы можете воспользоваться формулой для приблизительного расчёта точки росы Тр (°С) в зависимости от температуры воздуха Т (°С) и его относительной влажности Rh (%):

Формула обладает погрешностью ±0.4 °С в диапазоне температуры воздуха Т от 0°С до 60°С, температуры точки росы Тр от 0°С до 50°С, относительной влажности Rh от 1% до 100%.

Читайте также  Как сделать ионизатор воздуха своими руками

Приборы с определением точки росы

Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры. Психрометр состоит из двух спиртовых термометров, один из них — обычный сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Вследствие испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Чем ниже влажность, тем меньше его температура. При 100% влажности показания термометров одинаковы. Для определения относительной влажности используют психрометрическую таблицу. Такие приборы в настоящее время используются только в лабораторных условиях.

Наиболее удобны в практике обследования зданий портативные электронные термогигрометры с индикацией температуры и относительной влажности воздуха на цифровом дисплее. Отдельные модели термогигрометров имеют также индикацию точки росы.

Термогигрометры

Расчет точки росы в тепловизоре

Некоторые модели тепловизоров имеют встроенную функцию расчета точки росы в реальном времени и отображения на термограмме изотермы, наглядно показывающей поверхности, где температура ниже точки росы во время тепловизионной съемки. Такая функция есть, к примеру, линейке тепловизров строительного назначения (серия «B» от «Building») FLIR Systems.

Тепловизор FLIR и точка росы

Изотерму по точке росы можно добавить на термограмму позже в программе обработки на компьютере. Для расчета понадобится задать температуру и влажность воздуха. Изотерма закрасит на термограмме все поверхности, температура которых ниже точки росы. Не забывайте, что эта функция показывает опасные для конденсации участки только при услових тепловизионного обследования. Если наружная температура повысится, а внутри влажность упадет, опасные зоны исчезнут с термограммы (конструкции будут теплее, а точка росы ниже). Ниже приведены скриншоты программ FLIR и TESTO.

Точка росы в ПО FLIR QuickReport

Точка росы в ПО TESTO IRSoft

Точка росы в строительстве

О значении конденсации и точки росы при эксплуатации строительных конструкций, положении точки росы или плоскости возможной конденсации в стенах, оценке дефектности конструкций по критерию точки росы с использованием тепловизионной съемки я напишу в одной из следующих публикаций.

Конденсационный метод (метод точки росы)

Метод заключается в охлаждении испытуемого газа до насыщения, т.е. до точки росы. С помощью этого метода можно измерять влажность газа при любых давлениях.

При постоянном давлении точка росы не зависит от температуры и давления исследуемого газа. Для определения момента наступления точки росы обычно используют охлаждаемое металлическое зеркало, температуру запотевания которого в момент выпадения на нем конденсата фиксируют как точку росы.

В автоматических влагомерах появление точки росы на зеркальной поверхности определяется обычно по ослаблению светового потока, отражённого от зеркала и воспринимаемого фотоприёмником (рис. 7.3).

Автоматический гигрометр точки росы

Рис. 7.3. Автоматический гигрометр точки росы:

1 — источник света; 2 — охладитель; 3 — зеркало; 4 — фотоприёмник; 5 — электронный блок; 6 — термометр; 7 — вентилятор

При отсутствии конденсата на поверхности зеркала 3 падающий на него световой поток почти полностью отражается и попадает на фотоэлемент 4, при этом включается охладитель 2. Он охлаждает зеркало 3 до появления на его поверхности конденсата. При температуре точки росы, которая фиксируется термометром б, проградуированным в единицах измерения влажности, возрастает рассеяние светового потока, что резко снижает освещённость фотоприёмника, в результате чего отключается охладитель. Поверхность зеркала обдувается вентилятором 7, в результате чего конденсат испаряется, а световой поток, падающий на фотоэлемент, возрастает. Рассмотренный цикл повторяется.

Существуют влагомеры, в которых температура зеркала поддерживается постоянной, а конденсат выпадает на поверхности зеркала при изменении давления газа.

Электролитический метод измерения влажности

Влажность газа в этом случае измеряют по электрической проводимости ненасыщенных водных растворов электролитов, содержащихся во влагочувствительном элементе.

Рассмотрим резистивный влагомер газов на основе хлорида лития, LiCl (рис. 7.4).

Датчик влажности на основе LiCl

Рис. 7.4. Датчик влажности на основе LiCl:

  • 1 — платиновый терморезистор; 2 — стеклоткань с LiCl;
  • 3 — электродная спираль

В этом первичном измерительном преобразователе используются два свойства гидрата лития. Во-первых, он является гигроскопичным веществом и, во-вторых, возникающий при этом водный раствор LiCl представляет собой электролит, способный проводить электрический ток. Когда хлорид лития LiCl, которым пропитана стеклоткань, поглощает содержащиеся в атмосфере водяные пары, проводимость между витками спирали увеличивается. В результате этого между ними возникает ток, ведущий к нагреву всего датчика, и в итоге устанавливается равновесное состояние между жидкой и фазой водяного пара. Температура, устанавливаемая автоматически в этом равновесном состоянии, становится мерой концентрации влажности в воздухе. Эго достигается следующим образом. При подаче напряжения на спираль через раствор хлористого лития проходит электрический ток, нагревая раствор до температуры кристаллизации LiCl. Образование твёрдой соли приводит к резкому увеличению электрического сопротивления пространства между электродами, сила тока уменьшается, и температура преобразователя снижается. Понижение температуры продолжается до тех нор, пока вследствие поглощения влаги из окружающей среды проводимость раствора не повысится, что вызовет увеличение силы тока и рост температуры преобразователя. Таким образом, температура преобразователя автоматически поддерживается на уровне равновесной, соответствующей влажности окружающей газовой среды. Температуру измеряют платиновым терморезистором, являющимся конструктивным элементом датчика. Поскольку эта температура переходного состояния (температура перехода) почти линейно связана с температурой точки росы, она служит прямой мерой содержания влаги в воздухе.

Во избежание поляризации спираль питается переменным напряжением 25 — 30 В. Электролитические гигрометры можно применять для любых газов, не взаимодействующих с раствором хлорида лития.

К основному недостатку влагомеров с подогревными преобразователями относится узкий диапазон измерений.

Точка росы

Точка Росы определяет то соотношение температуры воздуха, влажности воздуха и температуры поверхности, при котором на поверхности начинает конденсироваться вода.

Производство и продажа материалов, выполнение работ: Полимерные полы Наливные полы

Точка росы определение

Определение точки росы является чрезвычайно важным фактором при устройстве любых полимерных полов, покрытий и наливных полов по любым основаниям: бетон, металл, дерево и т.д. Возникновение точки росы и, соответственно, конденсата воды на поверхности основания в момент укладки полимерных полов наливных полов и покрытий может вызвать появление самых разных дефектов: шагрень, вздутия и раковины; полное отслоение покрытия от основания. Визуальное определение точки росы – появление влаги на поверхности – практически невозможно, поэтому для расчета точки росы применяется технология, приведенная ниже.

Точка росы таблица

Таблица точки росы используется очень просто – наведите на неё мышку. Точка Росы таблица — скачать

Например: температура воздуха +16°С, относительная влажность воздуха 65%.
Найдите ячейку на пересечении температуры воздуха +16°С и влажности воздуха 65%. Получилось +9°С – это и есть Точка росы .
Это значит, что если температура поверхности будет равна или ниже +9°С – на поверхности будет конденсироваться влага.

Для нанесения полимерных покрытий температура поверхности должна быть не менее чем на 4°С выше точки росы!

Темпе-
ратура
воздуха
Температура точки росы при относительной влажности воздуха (%)
30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95%
-10°С -23,2 -21,8 -20,4 -19 -17,8 -16,7 -15,8 -14,9 -14,1 -13,3 -12,6 -11,9 -10,6 -10
-5°С -18,9 -17,2 -15,8 -14,5 -13,3 -11,9 -10,9 -10,2 -9,3 -8,8 -8,1 -7,7 -6,5 -5,8
0°С -14,5 -12,8 -11,3 -9,9 -8,7 -7,5 -6,2 -5,3 -4,4 -3,5 -2,8 -2 -1,3 -0,7
+2°С -12,8 -11 -9,5 -8,1 -6,8 -5,8 -4,7 -3,6 -2,6 -1,7 -1 -0,2 -0,6 1,3
+4°С -11,3 -9,5 -7,9 -6,5 -4,9 -4 -3 -1,9 -1 0,8 1,6 2,4 3,2
+5°С -10,5 -8,7 -7,3 -5,7 -4,3 -3,3 -2,2 -1,1 -0,1 0,7 1,6 2,5 3,3 4,1
+6°С -9,5 -7,7 -6 -4,5 -3,3 -2,3 -1,1 -0,1 0,8 1,8 2,7 3,6 4,5 5,3
+7°С -9 -7,2 -5,5 -4 -2,8 -1,5 -0,5 0,7 1,6 2,5 3,4 4,3 5,2 6,1
+8°С -8,2 -6,3 -4,7 -3,3 -2,1 -0,9 0,3 1,3 2,3 3,4 4,5 5,4 6,2 7,1
+9°С -7,5 -5,5 -3,9 -2,5 -1,2 1,2 2,4 3,4 4,5 5,5 6,4 7,3 8,2
+10°С -6,7 -5,2 -3,2 -1,7 -0,3 0,8 2,2 3,2 4,4 5,5 6,4 7,3 8,2 9,1
+11°С -6 -4 -2,4 -0,9 0,5 1,8 3 4,2 5,3 6,3 7,4 8,3 9,2 10,1
+12°С -4,9 -3,3 -1,6 -0,1 1,6 2,8 4,1 5,2 6,3 7,5 8,6 9,5 10,4 11,7
+13°С -4,3 -2,5 -0,7 0,7 2,2 3,6 5,2 6,4 7,5 8,4 9,5 10,5 11,5 12,3
+14°С -3,7 -1,7 1,5 3 4,5 5,8 7 8,2 9,3 10,3 11,2 12,1 13,1
+15°С -2,9 -1 0,8 2,4 4 5,5 6,7 8 9,2 10,2 11,2 12,2 13,1 14,1
+16°С -2,1 -0,1 1,5 3,2 5 6,3 7,6 9 10,2 11,3 12,2 13,2 14,2 15,1
+17°С -1,3 0,6 2,5 4,3 5,9 7,2 8,8 10 11,2 12,2 13,5 14,3 15,2 16,6
+18°С -0,5 1,5 3,2 5,3 6,8 8,2 9,6 11 12,2 13,2 14,2 15,3 16,2 17,1
+19°С 0,3 2,2 4,2 6 7,7 9,2 10,5 11,7 13 14,2 15,2 16,3 17,2 18,1
+20°С 1 3,1 5,2 7 8,7 10,2 11,5 12,8 14 15,2 16,2 17,2 18,1 19,1
+21°С 1,8 4 6 7,9 9,5 11,1 12,4 13,5 15 16,2 17,2 18,1 19,1 20
+22°С 2,5 5 6,9 8,8 10,5 11,9 13,5 14,8 16 17 18 19 20 21
+23°С 3,5 5,7 7,8 9,8 11,5 12,9 14,3 15,7 16,9 18,1 19,1 20 21 22
+24°С 4,3 6,7 8,8 10,8 12,3 13,8 15,3 16,5 17,8 19 20,1 21,1 22 23
+25°С 5,2 7,5 9,7 11,5 13,1 14,7 16,2 17,5 18,8 20 21,1 22,1 23 24
+26°С 6 8,5 10,6 12,4 14,2 15,8 17,2 18,5 19,8 21 22,2 23,1 24,1 25,1
+27°С 6,9 9,5 11,4 13,3 15,2 16,5 18,1 19,5 20,7 21,9 23,1 24,1 25 26,1
+28°С 7,7 10,2 12,2 14,2 16 17,5 19 20,5 21,7 22,8 24 25,1 26,1 27
+29°С 8,7 11,1 13,1 15,1 16,8 18,5 19,9 21,3 22,5 22,8 25 26 27 28
+30°С 9,5 11,8 13,9 16 17,7 19,7 21,3 22,5 23,8 25 26,1 27,1 28,1 29
+32°С 11,2 13,8 16 17,9 19,7 21,4 22,8 24,3 25,6 26,7 28 29,2 30,2 31,1
+34°С 12,5 15,2 17,2 19,2 21,4 22,8 24,2 25,7 27 28,3 29,4 31,1 31,9 33
+36°С 14,6 17,1 19,4 21,5 23,2 25 26,3 28 29,3 30,7 31,8 32,8 34 35,1
+38°С 16,3 18,8 21,3 23,4 25,1 26,7 28,3 29,9 31,2 32,3 33,5 34,6 35,7 36,9
+40°С 17,9 20,6 22,6 25 26,9 28,7 30,3 31,7 33 34,3 35,6 36,8 38 39
Читайте также  Как увлажнить воздух в комнате без увлажнителя зимой

Точка росы расчет

Чтобы сделать расчет точки росы, необходимы приборы: термометр, гигрометр.

  1. Измерьте температуру на высоте 50-60см от пола (или от поверхности) и относительную влажность воздуха.
  2. По таблице определите температуру «точки росы».
  3. Измерьте температуру поверхности. Если у Вас нет специального бесконтактного термометра, положите обычный термометр на поверхность и накройте его, чтобы теплоизолировать от воздуха. Через 10-15 минут снимите показания.
  4. Температура поверхности должна быть не менее чем на 4 (четыре) градуса выше точки росы.
    В противном случае производить работы по нанесению полимерных полов и полимерных покрытий НЕЛЬЗЯ!

Существуют приборы, которые сразу выполняют расчет точки росы в градусах C.
В этом случае термометр, гигрометр и таблица точки росы не требуется – они все совмещены в этом приборе.

Разные полимерные покрытия по разному «относятся» к влаге на поверхности при нанесении. Наиболее «чувствительны» к возникновению точки росы полиуретановые материалы: окрасочные покрытия, полиуретановые наливные полы, лаки и т.п. Это связано с тем, что вода для полиуретана является отвердителем, и при избытке влаги реакция полимеризации идет очень быстро. В результате появляются самые разные дефекты покрытия. Особенно неприятным дефектом является уменьшение адгезии, которое сразу определить невозможно, а со временем это приводит к частичному или полному отслоению покрытия или полимерного пола.

Важно учитывать, что точка росы опасна не только в момент нанесения покрытия, но и во время его отверждения. Особенно это опасно для наливных полов, так как время их начального отверждения достаточно большое (до суток).

Эпоксидные наливные полы и покрытия «менее чувствительны» к влаге, но, тем не менее, определение точки росы – это залог качества при устройстве любых полимерных полов и лакокрасочных покрытий.

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:

  1. Вначале измерим давление воздуха в банке.
  2. Затем, откачаем из банки все газы, кроме одного. Этот отдельно взятый газ при той же температуре занимает весь объём, который до этого занимала газовая смесь. С помощью манометра измерим давление, которое создает оставшийся газ. Давление оставшегося газа называется парциальным давлением.
  3. Далее, вернем в банку газы, откачанные ранее.
  4. После этого отфильтруем какой-либо другой газ, оставляя в банке его и, откачивая все остальные газы. Будем измерять манометром парциальное давление оставшегося газа.

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

Примечания:

  • Парциальное от итальянского «парцио» — часть. Имеется ввиду часть чего-то целого.
  • Манометр – прибор для измерения давления (ссылка).
  • Тела в газообразном состоянии занимают весь предложенный им объем. По мере удаления газов, масса вещества в банке будет уменьшаться. Но оставшийся газ будет занимать весь объем банки, создавая давление на ее стенки.

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

(large P_> 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>^<3>>right) ) – измеренная плотность водяного пара в воздухе, т. е. абсолютная влажность;

(large rho_ left( frac>^<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.

Читайте также  Вред ультразвукового увлажнителя воздуха

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:

Лабораторная работа по физике на тему: "Измерение влажности воздуха"

Практическая лабораторная работа по измерению влажности воздуха позволяет познакомиться с понятием влажности воздуха, больше узнать о способах её измерения. Природное явление, оказывающее наибольшее влияние на содержание влаги в атмосфере – процесс испарения воды.

Влажность воздуха – один из важнейших показателей в физике, метеорологии, климатологии и многих других дисциплинах. Значение показателя важно в каждодневной деятельности человека и в быту. При значении этого показателя меньше 40% человек чувствует себя не комфортно.

Цель работы

Познакомиться с понятием «влажность воздуха», получить навык его определения с помощью прибора.

Психрометр бытовой

Оборудование — психрометр бытовой.

Теория

В атмосфере, окружающей нас, всегда присутствует определенное количество молекул воды. Пар в атмосфере появляется, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растительности. Количество воды в атмосфере меняется в значительных пределах, зависит оно от многих факторов.

Влажность воздуха

Поддержание определенной влажности воздуха, его контроль важен во многих аспектах деятельности человека. При определенных условиях влажности проходят многие технологические процессы, лабораторный анализ, производство продуктов. Отслеживают данный параметр в музеях, книгохранилищах, лечебных учреждениях.

Абсолютная влажность воздуха – показатель, отражающий содержание воды в кубометре воздуха.

Относительная влажность воздуха — это величина, позволяющая оценить, насколько ненасыщен водяной пар. Чем ниже влажность воздуха, тем менее насыщен пар.

Формула для определения:

400

Парциальное давление пара – давление паров воды при допущении, что отсутствуют другие газы.

Содержание влаги в атмосфере определяют при помощи приборов:

Конденсационный гигрометр — представляет собой установленную на подставке цилиндрическую емкость из металла, с зеркальной крышкой. В верхней части такой емкости есть два отверстия. Первое служит для того, чтобы налить в прибор эфир и установить термометр, вторая соединяется с приспособлением для нагнетания воздуха.

Конденсационный гигрометр

Сквозь коробочку прокачивается воздух. Эфир, испаряясь, охлаждает зеркало. С уменьшением температуры зеркальной поверхности, на ней появляются капли влаги (сконденсировавшийся пар). В этот момент отмечается температура на термометре.

Точка росы – значение температуры, при которой водяной пар конденсируется и выпадает в виде капель.

Точка выпадения росы

Используя полученные результаты, сверяясь с таблицей давления насыщенных паров, можно определить влажность воздуха;

Волосной гигрометр — в этом приборе в качестве активного элемента используется волос, чаще человеческий. В основе функционирования прибора заложено свойство волоса удлинятся или укорачиваться, в зависимости от уровня содержания влаги в окружающей атмосфере. Если влажность понижается, волос укорачивается и сдвигает стрелку прибора. Подобный метод измерения может оказаться неточным.

Психрометр — удобный и точный прибор, состоящий из двух термометров, закрепленных на общей рамке. Резервуар одного из них обмотан тканью, погруженной в сосуд с водой. Анализируя разность показаний сухого и влажного термометров, на основании сведений психрометрической таблицы легко определить содержание паров воды в воздухе.

Волосной гигрометр

Ход работы

Задание

Используя показания психрометра и данные психрометрической таблицы, выяснить, какова влажность воздуха в помещении.

402

Внимательно осмотрите психрометр, найдите сухой и влажный термометры. Убедитесь, что в емкости есть вода.

Снимите показания сухого термометра. Они соответствуют температуре воздуха в классе. Внесите данные в таблицу (tсухого).

Снимите показания влажного термометра, впишите в раздел tвлажного.

Рассчитайте разницу между показаниями обоих термометров: Δt.

Пользуясь данной психрометрической таблицей, определите влажность воздуха.

Психрометрическая таблица

403

Пример полученных данных

4021

Вывод

Ввлажность воздуха в классе 68%, что является нормой (больше 70%).

При выполнении лабораторной работы мы познакомились с понятием «влажность воздуха» и её типами, приборами, используемыми для определения показателя, определили его значение в классной комнате.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: