0: Продолжаем изучать свойства Паров. То, о чем сейчас пойдёт речь, имеет непосредственное отношение к нашей повседневной жизни. Вы знаете, говорят, какая сегодня сырая погода, а другой раз на улице
1: Такая сушь, что я боюсь, что урожай будет низким, речь пойдёт о влажности воздуха, тема урока.
2: Влажность.
3: Воздуха.
4: Точка абсолютная.
5: И относительная.
6: Влажность.
7: Абсолютная и относительная влажность.
8: Домашнее задание это как по предыдущему уроку, который был 5 минут назад или 10, так и по теперешнему уроку конспект.
9: Далее по учебнику Мякишева параграф 72.
10: Параграф 72 в этом же учебнике упражнение 14, на странице 202.
11: Упражнение 14, страница 202, задание номер 4. 1 задачка и по рымкевичу задачи с номерами.
12: Номер 550 так 550 и 561 тире 563 561 тире.
13: 563. Значит, тут 3 задачи. 4 5. Обычная порция задач на завтра. Сегодня мы поговорим с вами о том, что такое влажность. А завтра поговорим.
14: Говорим о том, как её можно измерить. Оказывается, существуют очень остроумные методы измерения влажности. Итак, я уже сообщил вам о том, что влажность крайне важна для нас с вами, потому что от этого
15: Зависит и успех сельскохозяйственных работ, от этого зависит наше самочувствие, ведь 3 четверти поверхности планеты покрыты водой, она интенсивно испаряется, и мы живём в атмосфере, состоящей не только из кислорода и азота.
16: Но и водяного пара, в том числе и вот от того, как много водяного пара в воздухе зависит очень многое, и физики придумали, как можно количественно описать содержание водяного пара в воздухе.
17: И эти характеристики и называются абсолютная и относительная влажность существуют приборы для измерения влажности, у них есть своё название, они называются гигрометры.
18: Гигрометр.
19: Прибор.
20: Для измерения.
21: Влажности.
22: Гигрометр, прибор для измерения влажности что же такое влажность? Давайте начнём с определения абсолютной влажностью воздуха абсолютной вла.
23: Влажность воздуха называется физическая величина равная.
24: Абсолютной влажностью воздуха называется физическая величина, равная выраженной в граммах массе водяного пара, равная выраженной в
25: Граммах массе водяного пара.
26: Физическая величина, равная выраженной в граммах массе водяного пара, содержащегося в 1 кубическом метре воздуха, выраженной в граммах массе водяного пара, содержащегося в
27: 1 кубическом метре воздуха.
28: В 1 кубическом метре воздуха.
29: Абсолютная влажность.
30: Чтобы её найти, надо выраженную в массах, выраженную в граммах массу водяного пара разделить на объём, который этот пар занимает.
31: Единица измерения этой величины граммы на метр кубический, какой буквой мы её обозначим.
32: Raw это привычная нам величина на самом деле абсолютная влажность обозначается буквой ро, измеряется в граммах на кубический метр.
33: Все, конечно, в системе международных единиц она бы измерялась в килограммах, но поскольку влажность это такое, такая величина, которая используется на практике, удобнее её измерять в граммах на кубический метр. Кстати, недаром
34: В той таблице, которую я вам показывал, была приведена плотность пара. Это на самом деле абсолютная влажность насыщенного пара при разных температурах, плотность насыщенного пара в граммах на кубометр, но
35: К сожалению, абсолютная влажность полностью не описывает состояние воздуха, точнее, состояние водяного пара в воздухе при 1 и той же абсолютной влажности может быть и очень сухо, и
36: Очень сыро при абсолютной влажности, которая сейчас, например, на улице, там сырость. А если такая же точно масса пара будет содержаться в прогретом солнцем.
37: Летнем воздухе, то нам будет казаться, что стоит очень сухая погода, хотя содержание водяного пара будет точно таким же. Почему так? Потому что если температура низкая, то пар близок к насыщению. Ведь если мы
38: Снижаем температуру, то в конце Концов мы достигнем точки росы, а если температура высокая, пар далёк от насыщения. Поэтому наше самочувствие зависит не столько от того, какая масса пара содержится в воздухе, а от того, насколько этот пар далёк от насыще.
39: И вот для того, чтобы охарактеризовать, насколько пар близок или далёк от насыщения, используется величина, которая называется относительная влажность, относительная влажность.
40: И абсолютная влажность, 2 величины что же такое относительная влажность?
41: Для того чтобы корректно дать определение относительной влажности, нам необходимо вспомнить о том, что помимо водяного пара в атмосфере есть ещё и воздух, то есть водяной пар.
42: Азот, кислород и другие газы вместе образуют атмосферу.
43: Атмосфера давит на нас и на все предметы, погруженные в неё довольно сильно 10 в 5 паскалей, и это давление складывается из давления азота, из давления кислорода.
44: Из давления углекислого Газа и давление водяного пара. Ведь по стенкам сосуда или вот, допустим, по этому столу барабанят молекулы всех этих газов. Пар. Фактически это газообразное состояние вещества. Так из чего же
45: Складывается общее давление, оно представляет собой сумму давлений, которые производил бы водяной пар, если бы не было других компонент атмосферы азот, если бы не было других компонент атмосферы, кислород и так далее.
46: Общее давление это сумма вот этих частичных давлений, которые обусловлены ударами молекул каждого сорта. И вот эти частичные давления называются парциальными давлениями от слова part, часть по-английски мы
47: С вами будем говорить о парциальном давлении водяного пара. Давайте запишем, что это такое. Запишем определение парциальным давлением водяного пара называется парциальным от слова part парциальное. Спасибо.
48: Что ты спросил?
49: Парциальная к порции это никакого отношения не имеет, порция это в столовой парциальное давление.
50: Записываем. Парциальным давлением водяного пара называется давление, которое производил бы пар.
51: Парциальным давлением водяного пара называется давление, которое производил бы пар при отсутствии молекул других сортов, который производил бы пар при отсутсвии.
52: Молекул других сортов.
53: Парциальным давлением водяного пара называется давление, которое производил бы пар при отсутствии молекул других сортов.
54: Если я буду говорить давление пара, то на самом деле я подразумеваю парциальное давление просто для краткости слово парциальное можно опускать все, что говорилось о свойствах насыщенного ненасыщенного пара.
55: До этого предполагала, что других газов в сосудах нет, но появление других газов никак не отразится на свойствах пара, то есть если мы ещё добавим азот и кислород, то если пар был насыщенным, он и останетс.
56: Насыщенным, потому что молекулы Газа друг с другом же они не взаимодействуют. Поэтому присутствие азота и кислорода на свойствах пара, на скорости конденсации, на скорости испарения никак не отразится. Так что все, что вы знаете на сегодняшний день, о паре, мы
57: Сейчас можем использовать, представим себе, что у нас имеется сосуд, в котором есть пар. Пусть это сосуд, закрытый для простоты.
58: Пар. Построим график зависимости давления, пара от температуры, график, который вы хорошо знаете по вертикали. Отложим давление.
59: По горизонтали отложим температуру.
60: Здесь у нас будет 0.
61: Если пар насыщенный, то есть ещё тут присутствует росса. Если очень холодно, то зависимость будет такая.
62: Сверхлинейная при точке росы.
63: Если мы нагреваем, то насыщенный пар превращается в ненасыщенный точка росы у нас пар с вами пусть будет ненасыщенный, это значит, что
64: Температура воздуха у нас больше, чем точка росы.
65: А раз так, то это значит, что зависимость давления, пара парциального давления, правильнее сказать, от температуры здесь будет вот такой.
66: А температура, которая у нас сейчас в сосуде, вот она.
67: Т. Это температура воздуха, который здесь есть, это пар, но он в воздухе.
68: Температура, она выше точки росы. А теперь давайте подумаем. А если б мы сюда ввели дополнительно воду, как бы давление поменялось, оно бы увеличилось и достигло бы давле.
69: Ненасыщенного пара при этой же самой температуре.
70: П насыщенное это порциальное давление насыщенного пара, но так как здесь все-таки никакой воды нет, вот как сейчас в этом классе
71: То давление на самом деле вот какое.
72: Это давление мы обозначим буквой п и будем называть фактическим давлением п. Фактическое.
73: Парциальная.
74: Давление.
75: Пара, давление насыщенного пара это давление, которое было бы pre той же температуре, если бы мы добавили воды сюда, добавили Паров, то есть давление насыщенного пара при температуре воздуха, при той
76: Температуре, которая есть п с индексом н давление.
77: Естественно, порциальное насыщенного пара.
78: При температуре.
79: Воздуха.
80: Вот теперь мы готовы к тому, чтобы сформулировать, что такое относительная влажность относительной влажностью называется вот такая величина, если она показывает, насколько пар далёк от насыщения.
81: Это отношение фактического давления.
82: Точнее, фактического парциального давления к давлению насыщенного пара при температуре воздуха относительная влажность обозначается буквой фи греческой и определяется вот таким соотношением её.
83: Конечно, можно измерять в процентах, так оно и делается, но физики, вы же знаете, процентами предпочитают не пользоваться, разве что когда записывают ответ. Вот что такое относительная влажность.
84: Относительная влажность.
85: В отличие от абсолютной влажности, относительная влажность безразмерная величина ну что ж, давайте запишем определение относительной влажностью воздуха называется физическая величина равная.
86: Относительной влажностью воздуха называется физическая величина равная.
87: Отношению фактического парциального давления водяного пара.
88: Относительной влажностью воздуха называется физическая величина, равная отношению фактического парциального давления водяного пара.
89: К давлению насыщенного пара при температуре воздуха фактического парциального давления водяного пара, к давлению насыщенного пара.
90: При температуре воздуха к давлению насыщенного пара, при температуре воздуха.
91: К давлению насыщенного пара при температуре воздуха. Ну, тоже имеется ввиду порциальное давление. Теперь посмотрите, если мы будем менять температуру, то относительного относительная влажность при том же содержании
92: Паров в воздухе будет меняться. Смотрите, вот мы охлаждаем воздух, что происходит. Эти 2 точки сближаются.
93: И при точке росы относительная влажность обращается в единицу, то есть насыщенный пар это пар со стопроцентной относительной влажностью.
94: Если температуру ещё снизить, то пар будет оставаться насыщенным, просто начнёт выпадать роса. Эти вещи надо учитывать в повседневной жизни. Например, в Одессе мы часто пользуемся летом кондиционерами. Кондиционер
95: Снижают температуру воздуха.
96: Если они снижают температуру воздуха, то, значит, относительная влажность при постоянной абсолютной влажности должна расти. То есть, если мы будем кондиционером просто охлаждать воздух, он станет сырым для того, чтобы этого не было в кондиционере есть
97: Специальное приспособление на нём конденсируются водяные пары, ведь кондиционер забирает воздух из комнаты, охлаждает и возвращает, но по дороге он конденсирует пар, который находится в кондиционере, и через трубочку выводит его на улицу все.
98: Видели, когда летом работают кондиционеры, из трубочки капает вода. Часто это раздражает соседей, которые живут ниже и, наоборот, зимой.
99: Когда вы отапливаете помещение, содержание Паров у вас остаётся тем же самым, но увеличивается температура. При этом давление насыщенного пара растёт очень быстро, а давление фактическое, на самом деле оно остаётся тем же самым.
100: Потому что комната не закрыта. Это ведь модель для замкнутого сосуда. Значит, если вы отапливаете помещение, влажность падает. При этом, если очень сухой воздух, например, могут начать слезиться глаза, потому что слизистая оболочка
101: Испаряется и хочется поморгать или протереть глаза, как из этого положения выходить на батареях отопления есть в некоторых домах такие керамические сосуды.
102: Куда наливают воду керамика, она пористая вода испаряется через стенки или с поверхности этого сосуда и поддерживает постоянную относительную влажность за этими вещами, например, очень следят в музеях, потому что полотно картины должно находиться.
103: При строго определённой влажности, если влажность слишком высокая, может появиться плесень, если влажность слишком низкая, то может потрескаться красочный слой.
104: Итак, вот что такое относительная влажность, это физическая величина, равная отношению парциального давления, фактического парциального давления, водяного пара к давлению, который имел бы насыщенный пар при той же самой температуре, но, оказывается, можно ещё и подру.
105: Другому определить относительную влажность. Давайте вспомним уравнение клаперона Менделеева.
106: Произведение давления на объём равняется массе делить на молярную массу, умножить на р т. Разделим.
107: Левую правую часть на объём.
108: Мы получим п равняется, когда мы делим массу на объём в левой части объём сокращается, а в правой масса, делённая на объём, даёт нам плотность, будет ро умножить на р т делить.
109: На молярную массу мы это уже делали с вами уравнением клаперона Менделеева можно пользоваться для описания свойств Паров.
110: Правда, использовать его нужно, учитывая то, что при конденсации масса пара будет меняться, поэтому свойства пара отличаются, хотя и описываются уравнением клаперона Менделеева даже насыщенный пар можно описывать уравнением.
111: Перрона Менделеева. В таком случае, если пар насыщенный здесь, мы поставим давление насыщенного пара, а здесь плотность насыщенного пара п насыщенного пара равняется плотности насыщенного пара умножить на
112: На р т делить на молярную массу воды.
113: А теперь давайте разделим уравнение 1 на уравнение, 2 почленно.
114: Мы с вами увидим следующее. В левой части будет отношение п. К п. Насыщенному. Справа будет ро делить на ро насыщенное умножить на вот.
115: Эту дробь и разделить на эту дробь они сократятся температура здесь 1 и та же, поэтому температура тоже сократится, но если температура 1 и та же и u пара, фактически давящего на стенки сосуда с таким давлением.
116: И у насыщенного то это отношение посмотрите сюда, это и будет относительная влажность. Итак, ещё 1 формула, позволяющая рассчитать относительную влажность.
117: Фи равняется ро делить на ро насыщенного, но только надо помнить, что это плотность насыщенного пара при той же самой температуре, при температуре воздуха.
118: Поэтому давайте запишем следующее. Кстати, а как вы назовёте вот эту величину? А, короче, это абсолютная влажность, ребята, это абсолютная влажность. Итак.
119: Писываем. Относительная влажность равна отношению. Относительная влажность равна отношению
120: Абсолютной влажности воздуха.
121: Относительная влажность равна отношению абсолютной влажности воздуха.
122: К плотности насыщенного пара.
123: При температуре воздуха.
124: Равна отношению абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного пара при
125: Температуре воздуха.
126: К плотности насыщенного пара при температуре воздуха.
127: Когда, какой формулой удобнее пользоваться? Вот я их обе оставлю.
128: И, может быть, больше единицы, фи, может быть, больше единицы, но недолго.
129: Такой пар называется пересыщенным. Это состояние неустойчивое ненадолго оно возможно, но стоит в воздухе появиться пылинке, как на ней тут же начинается конденсация. Между прочим, пересыщенный пар используется в
130: Порох замечательных в ядерной физике в камере вильсона. Как она работает, я вам позже немножко расскажу, но камера вильсона позволяет увидеть траекторию, по которой движется, например, альфа частица.
131: А если поместить камеру вильсона в магнитное поле, то можно получить информацию о массе этой частицы. То есть это мощнейший метод. Вильсон вообще был человек, над которым подсмеивались. Он казался всем очень нудным человеком.
132: Потому что всю жизнь занимался изучением Паров. Но несмотря на это вот или, наверное, наоборот, благодаря этому он изобрёл замечательный прибор, о котором мы поговорим в 11 классе, когда будем изучать методы регистрации.
133: Ионизирующего излучения. А сейчас давайте запишем эти 2 формулы рядом. Вы можете этого не делать.
134: Но я хотел бы видеть их рядом, когда какой формулой удобнее пользоваться в таблице как вы видели, у нас есть и плотность, и давление оказывается этой формулой удоб.
135: Пользоваться тогда, когда при понижении температуры или при повышении температуры не меняется, плотность, не меняется. Фактическая плотность, то есть абсолютная влажность, когда такое может быть.
136: Морозовский, когда сосуд замкнут, мы, нагревая его, не меняем вот эту величину. А эта величина в таблицах может быть найдена, значит, в замкнутых сосудах для нахождения абсолютно относительной влажности удобнее по
137: Вот этой формулой. А если у вас, например, открытая атмосфера происходит изменение температуры, то в открытой атмосфере, смотрите, что получается, допустим, вот в конце ночи воздуха
138: Остывает атмосферное давление, меняется при этом.
139: Нет, барометр, как показывал, например, там 1013 гектопаскалей, так и показывает. Если так, то в случае, если конденсация пара не происходит, то доля молекул пара по отношению
140: Долям молекул других газов остаётся той же самой, поскольку суммарное давление остаётся тем же самым, а оно состоит из вклада пара азота, кислорода и других газов, то если при понижении температуры остаётся атмосферное давление неизм.
141: То неизменным остаётся и давление фактическое пара, поэтому, если вы решаете задачи о явлениях природы, погодных явлениях в атмосфере, где давление постоянно пользоваться удобнее этой формулой.
142: Если же у вас что-то происходит в закрытом сосуде, то удобнее пользоваться этой формулой. Будем это иметь, это ввиду, когда будем решать задачи на влажность, пока я это сотру и немножечко порешаем задачи.
143: Начнём с задачи по гельфгата, по Гельфгат 6 5.
144: Порциальное давление номер 6 5.
145: Гельфгат.
146: Порциальное давление водяного пара в воздухе при температуре 20 градусов, равно 1,4 Кило паскаля, порциальное давление водяного пара в воздухе при температуре т 20 градусов цельсия.
147: Равняется п. 1,4 Кило паскаля.
148: Какова относительная влажность воздуха фи.
149: Вспоминаем раз нам дано давление фактическое, вспоминаем формулу для относительной влажности через давление фи равняется п делить на п. Насыщенное, а дальше пишем.
150: Из таблицы.
151: П. Насыщенная при 20 градусах цельсия равняется. Заглядываем в таблицу и находим
152: 2,33 Кило паскаля, 2,33 Кило паскаля. Все. Задача решена. Подставляем вот в эту формулу и получаем фи.
153: Равняется 1,4 Кило паскаля делить на 2,33 Кило паскаля равняется 1.
154: 4 / 2 33 будет примерно 0 6 0,6 или 60% 60%.
155: Считается, нормальная влажность. Меньше 50. Это уже суховато. Больше 80. Это уже сыровато. Завтра мы с вами определим влажность в нашем классе.
156: Следующая задача.
157: Номер 6 14.
158: 6 14.
159: Эта задача обычно вызывает трудности, хотя она очень простая. Послушайте условия, какова относительная влажность воздуха при 20 градусах цельсия, если точка росы 15 градусов цель?
160: Какова относительная влажность воздуха при температуре 20 градусов цельсия?
161: Если точка росы.
162: Равна 15 градусам цельсия. Нужно найти относительную влажность фи.
163: Вспоминаем, что такое относительная влажность, относительная влажность. Это отношение мы будем считать с вами, что у нас влажность в открытом помещении, потому что наша комната сообщается с атмосферой, то есть давление здесь постоянно
164: Поэтому пользуемся формулами для давлений п делить на п. Насыщенное.
165: При температуре воздуха, то есть при 20 градусах цельсия, тогда давайте с вами уточним это при температуре 20 градусов цельсия.
166: Нам известно, что точка росы 15 градусов цельсия. Что это значит? Это значит? Если мы начнём снижать температуру в помещении, то при температуре 15 градусов цельсия выпадет.
167: Что будет происходить по мере понижения температуры с фактическим давлением пара?
168: В открытом пространстве, не в замкнутом сосуде она будет оставаться, это давление будет оставаться постоянным. Итак, смотрите, что получается. Мы снижаем температуру. Фактическое давление остаётся постоянным.
169: Но при температуре, когда мы доберёмся до 15 градусов, при этой температуре начнёт выпадать роса.
170: Когда мы ещё не добились выпадения росы, но только добрались до точки росы, давление было точно таким же, но при точке росы оно станет давлением насыщенного пара, поэтому.
171: Фактическое давление равняется давлению насыщенного пара при точке росы в открытом сосуде, в помещении, в атмосфере, в комнате, на природе, и тогда рабочая формула будет такой фи.
172: Равняется.
173: Давлению насыщенного пара при точке росы делить на давление насыщенного пара при температуре 20 градусов.
174: Теперь обращаемся к таблицам из таблиц.
175: П насыщенное при точке росы равняется. Сейчас посмотрим. И п насыщенное при температуре т. Сейчас тоже посмотрим. Равняется п. Насыщенное при
176: Точки росы 15 градусов цельсия, а здесь п насыщенная при 20 градусах цельсия равняется. Смотрим в таблицу, я уже не буду показывать его её на экране. Значит, при
177: 15 градусах давление 1 и 71, килопаскаль 1 и 71 килопаскаль. А при 20 градусах у нас уже это было сегодня 2 33 килопаскаль 2
178: Целых 33/100 Кило паскаля.
179: Тогда относительная влажность равняется 1 71 Кило паскаля на 2 33 Кило паскаля.
180: Сейчас посчитаем, сколько это будет. 1 71 / 2 33. Получилось, ну, примерно 73%, 0 73, что составляет 70.
181: 53%. Вот так.
182: Задача решена. Ну, я уж очень люблю этот вопрос и хочу вам его задать.
183: 6 27. Это просто вопрос. Ничего писать не надо. Давайте просто подумаем. Вот сейчас как раз такая похожая погода на улице идёт, холодный осенний дождь моросит, вопрос в тёплый.
184: Kuhne развешено выстиранное белье.
185: На улице моросит холодный осенний дождь имеет ли смысл открыть форточку, чтобы белье высохло быстрее?
186: В тёплой кухне развешено выстиранное белье, на улице моросит холодный осенний дождь имеет ли смысл открыть форточку, чтобы белье высохло быстрее, на улице моросит холодный осенний дождь, все мокрое, какая относительная влажность на улице стоп.
187: Процентов на кухне выстиранное белье, простыни висят жарко.
188: Заходишь и паром пышет тоже влажность 100%.
189: Белье не сохнет. Будет ли оно сохнуть, если мы откроем форточку и на улице 100%, и в помещении 100%. Как ты думаешь, Андрей? Да, потому что на улице холоднее, да, потому что на улице холоднее, так.
190: Дальше этого как бы пар, который более тёплый, он выйдет на улицу более
191: В каком случае пар будет выходить на улицу?
192: В результате диффузии, потому что плотность пара в кухне больше, чем плотность пара на улице. Действительно плотность пара на улице, потому что там ниже абсолют, относительная влажность та же самая, но
193: Абсолютная влажность ниже. Ну, в общем то, ты прав, но только на самом деле частично действительно концентрация молекул воды в кухне больше, чем на улице, потому что в кухне более высокая температура и пар насыщенный. Поэтому
194: В принципе, если открыть форточку, то part конечно будет диффундировать, но это очень медленный процесс.
195: Выпадет роса, когда этот пар попадёт на улицу, да, он там сконденсируется. Но на самом деле, ребята, когда вы открываете форточку, что происходит с воздухом, воздух заходит.
196: Холодный воздух заходит на место тёплого воздуха, в кухне становится прохладней, но этот холодный воздух при стопроцентной влажности он был холодный когда он попадает на кухню, он же нагревается.
197: Что происходит при этом с абсолютной влажностью ничего, но относительная влажность при нагревании воздуха падает, значит, воздух, который заходит на кухню, это уже ненасыще содержит в себе ненасыщенный пар, и он, так сказать, разбавляет.
198: Пар, находящийся в кухне и белье, действительно начинает сохнуть быстрее значит, причины 2 диффузия, пара на улицу, но, как показывает серьёзный анализ, это более слабая причина, а главное, что сравнительно сухой холодный воздух с улицы приходит.
199: И снижает относительную влажность на кухне. Вот такая причина. Ну хорошо, ребята, на сегодня достаточно. Будем отдыхать, урок окончен.