Точка росы, при которой водяной пар становится жидкостью
Содержание
- Что это за параметр, как изменяется пар при достижении точки росы?
- Какова температура ТР?
- Как найти значение?
- Формула и правила расчета
- Примеры
- Области применения понятия
- Заключение
Что это за параметр, как изменяется пар при достижении точки росы?
Температура воздуха, при которой происходит переход пара в воду, называется температурой точки росы или просто точкой росы.
Процесс перехода воды из одного агрегатного состояния (газообразное), в другое (жидкостное) происходит при охлаждении воздуха.
При понижении температуры, воздух, как и большинство физических тел, начинает сжиматься. Молекулы воды, ранее распространенные по большому объему воздуха, начинают стягиваться в более малый размер, и при сближении, объединяются.
При увеличении размеров, капли воды становятся тяжелее, молекулы воздуха не могут их больше удерживать, и они оседают на ближайшей поверхности. Появляется роса, или по-другому, конденсат.
Параметр точки росы является расчетным, и для его вычисления необходимо знание еще одной величины – относительной влажности воздуха. Она определяется как разница показаний двух, рядом расположенных термометров – «влажного» и «сухого».
Для определения точки росы, показания «сухого» термометра используют дважды: при считывании температуры воздуха и для вычисления его относительной влажности.
Какова температура ТР?
Определить этот параметр можно различными способами:
- применяя специальные формулы;
- используя онлайн-калькуляторы;
- обратившись к уже готовым таблицам.
Значения, приведенные в таблице, являются неточными и применение их в серьезных работах вряд ли оправданно, но для использования в бытовых целях они пригодны.
Влажность воздуха, (относительная), % | Температура воздуха (сухой термометр), ˚С | |||||
0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | |
20 30 40 50 60 70 | -19,9 -15,1 -12,1 -9,0 -6,7 -4,9 | -15,9 -11,1 -7,41 -4,49 -2,0 0,1 | -11,9 -6,71 -2,89 0,11 2,59 4,81 | -7,71 -2,39 1,51 4,69 7,31 9,59 | -3,61 1,89 6,01 9,31 12,01 14,39 | -0,6 6,21 10,49 13,89 16,71 19,11 |
Чем выше относительная влажность воздуха, тем меньше разрыв между показаниями сухого термометра и точкой росы. При достижении 100% относительной влажности воздуха, его температура будет равна точке росы.
Как найти значение?
Для определения значения можно использовать следующую инструкцию:
- На расстоянии 60 см от поверхности земли, либо от пола, необходимо закрепить два термометра – «сухой» и «влажный», или обычный термометр и гигрометр.
Гигрометр – специальный прибор, который имеет две шкалы и указывает сразу оба параметра: температуру воздуха (шкала термометра) и относительную влажность воздуха (шкала гигрометра).
Современные электронные приборы такого типа, помимо двух основных значений, могут индицировать дополнительные параметры и внешне похожи на обычные калькуляторы.
- После установления на приборах стабильных показателей (для этого нужно оставить приборы в покое на 5-6 минут), считать получившиеся значения.
- Подставить полученные значения в приведенную выше таблицу, и получить итоговое значение точки росы.
Инструкция приведена при использовании таблицы – если есть необходимость, то полученные значения температуры и относительной влажности воздуха можно использовать для определения точки росы с помощью онлайн-калькуляторов.
Наиболее точные расчеты можно получить, если полученные значения подставить в специальную формулу.
Формула и правила расчета
Формула, используемая для расчета точки росы, выглядит так: Тр = 237,71 * f (t, Rh)/ 17,28 — f (t, Rh), где:
- Тр – температура точки росы;
- f (t, Rh) – формула зависимости температуры воздуха по сухому термометру (t) и относительной влажности воздуха (Rh).
Теперь необходимо рассчитать саму формулу зависимости температуры и влажности воздуха: f (t, Rh) = 17,28 * t\ 237,71 + t + ln (Rh/100). Расчет по этой формуле даёт результат с погрешностью не более 0,4-0,5˚С.
Примеры
Для наглядности возьмем реальные значения температуры и влажности воздуха: t = 25˚C, Rh = 70%.
Сначала определим зависимость параметров: f (t, Rh) = 17,28 * t\ 237,71 + t + ln (Rh/100) = 17,28*25\ 237,71 + 25 + ln (70\100) = 1,64 + (- 0,35) = 1,29.
Теперь, полученное значение, подставим в основную формулу: Тр = 237,71 * f (t, Rh)/ 17,28 — f (t, Rh) = 237,71 * 1,29\ 17,28 – 1,29 = 19,1.
Получим, что при температуре воздуха 25˚С и относительной влажности воздуха в 70%, температура точки росы будет равна 19,1˚С.
Попробуем рассчитать её значение для других параметров температуры и влажности: 30˚C и 60%. Рассчитаем зависимость: f (t, Rh) = 17,28 * t\ 237,71 + t + ln (Rh/100) = 17,28 * 30\ 237,71 + 30 + ln (60\100) = 1,93 + (- 0.51) = 1,42.
Подставим значения в основную формулу: Тр = 237,71 * f (t, Rh)/ 17,28 — f (t, Rh) = 237,71 * 1,42\ 17,28 – 1,42 = 21,3. При этих значениях, разрыв между точкой росы и температурой воздуха будет относительно больше, и значение равняется 21,3˚C.
Области применения понятия
Учитывая, что точка росы показывает момент перехода воды в жидкое состояние, то это значение имеет применение во многих областях деятельности человека:
- Авиация – знание момента образования влаги помогает вовремя применить противообледенительную обработку самолетов.
- Строительство – среднегодовая точка росы помогает правильно спроектировать не только сам материал стен, но и утеплитель для этих стен. Тем самым становится возможным вынесение параметра за пределы стены.
- Лесное хозяйство – показатели температуры образования влаги помогают наиболее эффективно спланировать противопожарные мероприятия.
- Сельское хозяйство – знание момента образования конденсата позволяет определить вероятность поражения растений заболеваниями, вызванными плохими погодными условиями.
Приведены только те отрасли народного хозяйства, в которых знание точки росы является очевидно необходимым. Существуют и другие сферы деятельности человека, в которых влияние параметра может быть не прямым, а вторичным, но при этом не менее важным.
Известны случаи, когда жители пустынных регионов Земли, зная температуру точки росы, заранее принимали меры по сбору и сохранению получившейся воды, спасая себя от жажды.
Заключение
Точка росы является немаловажным параметром, знание которого необходимо человеку. Эти знания помогают защищать самолеты от аварий, тушить лесные пожары, выращивать богатые урожаи.
В строительстве, применив наружные утеплительные материалы стен зданий, можно сделать так, что влажность будет возникать не в середине стены, а на её наружной поверхности, спасая от возникновения сырости и плесени.
Измерение температуры этого параметра будет существовать до тех пор, пока существует человечество.
А какова Ваша оценка данной статье?
Загрузка…
Точка росы | это… Что такое Точка росы?
- Это статья о физическом явлении. О группе см. Точка росы (группа)
Температура точки росы газа (точка росы) — это значение температуры газа, ниже которой водяной пар, содержащийся в газе, охлаждаемом изобарически, становится насыщенным над плоской поверхностью воды[1].
На приведённой диаграмме представлено максимальное содержание водяного пара в воздухе на уровне моря в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем выше равновесное парциальное давление пара.
Точка росы определяется 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. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.
Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия (только для положительных температур):
где
- Tp = точка росы,
- a = 17.27,
- b = 237,7 °C,
- ,
- T = температура в градусах Цельсия,
- RH = относительная влажность в объёмных долях (0 < RH < 1.0),
- ln — натуральный логарифм.
Формула обладает погрешностью ±0.4 °C в следующем диапазоне значений:
- 0 °C < T < 60 °C
- 0.01 < RH < 1.0
- 0 °C < Tр < 50 °C
Содержание
|
Точка росы и коррозия
Точка росы воздуха — важнейший параметр при антикоррозионной защите, говорит о влажности и возможности конденсации. Если точка росы воздуха выше, чем температура подложки (субстрат, как правило поверхность металла), то на подложке будет иметь место конденсация влаги.
Краска, наносимая на подложку с конденсацией, не достигнет должной адгезии, за исключением случаев использования красок, разработанных по специальной рецептуре (Справку можно получить в Технологической карте продукта или покрасочной спецификации).
Таким образом, последствием нанесения краски на подложку с конденсацией будет плохая адгезия и образование дефектов, таких как шелушение, пузырение и др., приводящее к преждевременной коррозии и/или обрастанию.
Определение точки росы
Значения точки росы в градусах °C для ряда ситуаций определяют с помощью пращевого психрометра и специальных таблиц. Сначала определяют температуру воздуха, затем влажность, температуру подложки и с помощью таблицы Точки росы определяют температуру, при которой не рекомендуется наносить покрытия на поверхность.
Если вы не можете найти точно ваши показания на пращевом психрометре, то найдите один показатель на одно деление выше по обеим шкалам, как относительной влажности, так и температуры, а другой показатель соответственно на одно деление ниже и интерполируйте необходимое значение между ними. Стандарт ISO 8502-4 используется для определения относительной влажности и точки росы на стальной поверхности, подготовленной для окраски.
Таблица температур
Значения точки росы (°С) в разных условиях приведены в таблице[источник не указан 350 дней].
Температура, шарика сухого термометра, °С | 0 | 2,5 | 5 | 7,5 | 10 | 12,5 | 15 | 17,5 | 20 | 22,5 | 25 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Относительная влажность % | |||||||||||
20 | −20 | −18 | −16 | −14 | −12 | −9,8 | −7,7 | −5,6 | −3,6 | −1,5 | −0,5 |
25 | −18 | −15 | −13 | −11 | −9,1 | −6,9 | −4,8 | −2,7 | −0,6 | 1,5 | 3,6 |
30 | −15 | −13 | −11 | −8,9 | −6,7 | −4,5 | −2,4 | −0,2 | 1,9 | 4,1 | 6,2 |
35 | −14 | −11 | −9,1 | −6,9 | −4,7 | −2,5 | −0,3 | 1,9 | 4,1 | 6,3 | 8,5 |
40 | −12 | −9,7 | −7,4 | −5,2 | −2,9 | −0,7 | 1,5 | 3,8 | 6,0 | 8,2 | 10,5 |
45 | −10 | −8,2 | −5,9 | −3,6 | −1,3 | 0,9 | 3,2 | 5,5 | 7,7 | 10,0 | 12,3 |
50 | −9,1 | −6,8 | −4,5 | −2,2 | 0,1 | 2,4 | 4,7 | 7,0 | 9,3 | 11,6 | 13,9 |
55 | −7,9 | −5,6 | −3,3 | −0,9 | 1,4 | 3,7 | 6,1 | 8,4 | 10,7 | 13,0 | 15,3 |
60 | −6,8 | −4,4 | −2,1 | 0,3 | 2,6 | 5,0 | 7,3 | 9,7 | 12,0 | 14,4 | 16,7 |
65 | −5,8 | −3,4 | −1,0 | 1,4 | 3,7 | 6,1 | 8,5 | 10,9 | 13,2 | 15,6 | 18,0 |
70 | −4,8 | −2,4 | 0,0 | 2,4 | 4,8 | 7,2 | 9,6 | 12,0 | 14,4 | 16,8 | 19,1 |
75 | −3,9 | −1,5 | 1,0 | 3,4 | 5,8 | 8,2 | 10,6 | 13,0 | 15,4 | 17,8 | 20,3 |
80 | −3,0 | −0,6 | 1,9 | 4,3 | 6,7 | 9,2 | 11,6 | 14,0 | 16,4 | 18,9 | 21,3 |
85 | −2,2 | 0,2 | 2,7 | 5,1 | 7,6 | 10,1 | 12,5 | 15,0 | 17,4 | 19,9 | 22,3 |
90 | −1,4 | 1,0 | 3,5 | 6,0 | 8,4 | 10,9 | 13,4 | 15,8 | 18,3 | 20,8 | 23,2 |
95 | −0,7 | 1,8 | 4,3 | 6,8 | 9,2 | 11,7 | 14,2 | 16,7 | 19,2 | 21,7 | 24,1 |
100 | 0,0 | 2,5 | 5,0 | 7,5 | 10,0 | 12,5 | 15,0 | 17,5 | 20,0 | 22,5 | 25,0 |
Диапазон комфорта
Человек при высоких значениях точки росы чувствует себя некомфортно. В континентальном климате условия с точкой росы между 15 и 20 °C доставляют некоторый дискомфорт, а воздух с точкой росы выше 21 °C воспринимается как душный. Нижняя точка росы, менее 10 °C, коррелирует с более низкой температурой окружающей среды, и тело требует меньшего охлаждения. Нижняя точка росы может пойти вместе с высокой температурой только при очень низкой относительной влажности[источник не указан 350 дней].
Tочка росы, °C | Восприятие человеком | Относительная влажность (при 32 °C), % |
---|---|---|
более 26 | крайне высокое восприятие, смертельно опасно для больных астмой | 65 и выше |
24—26 | крайне некомфортное состояние | 62 |
21—24 | очень влажно и некомфортно | 52—60 |
18—21 | неприятно воспринимается большинством людей | 44—52 |
16—18 | комфортно для большинства, но ощущается верхний предел влажности | 37—46 |
13—16 | комфортно | 38—41 |
10—12 | очень комфортно | 31—37 |
менее 10 | немного сухо для некоторых | 30 |
См.
также
- Психрометрическая диаграмма (диаграмма Молье)
Литература
- ↑ РМГ 75-2004 76 «Измерения влажности веществ. Термины и определения»
- Бурцев С. И., Цветков Ю. Н. Влажный воздух. Состав и свойства (djvu, полный текст)
- Dew point (оригинальная статья)
- What is the dew point?
- NOAA Dew point
- Dew point formula
- Dew point calculation
- Метрологический калькулятор
- How dew point, heat index, Real Feel Temperature differ
- Самостоятельный расчет точки росы внутри ограждающих конструкций
ATMO336 — осень 2020 г.
ATMO336 — осень 2020 г.
«Посылка воздуха» — это воображаемое тело воздуха размером
большого воздушного шара, который используется для объяснения поведения воздуха.
Опишем, что понимается под относительной влажностью и росой.
точка температуры воздуха в посылке. используется понятие посылки
потому что мы часто хотели бы знать, что произойдет с эфиром, когда он
движется в атмосфере, а воздух имеет тенденцию двигаться вместе в виде капель о
размер посылок (не молекула за молекулой). Концепция посылки
будут чрезвычайно важны при описании образования облаков и гроз.
Во-первых, мы хотим отслеживать относительную влажность в помещении.
воздушная посылка, когда она движется вверх и вниз в атмосфере.
Относительная влажность
Определена относительная влажность в воздушной посылке
как отношение количества водяного пара, действительно находящегося в воздухе
максимальное количество водяного пара, необходимое для
насыщение при определенной температуре
содержание водяного пара | ||||
Относительная влажность | ≡ | РХ | = | |
пароемкость |
Например, воздух с относительной влажностью 50% фактически
содержит половину количества водяного пара, необходимого для насыщения.
Воздух со 100-процентной относительной влажностью называется
насыщенным, потому что он до отказа заполнен водяным паром.
Одним из способов расчета относительной влажности является использование концепции давления пара, которая обсуждалась на
предыдущая страница чтения. Давление пара используется для отслеживания количества водяного пара в воздухе,
а давление насыщенного пара используется для отслеживания емкости водяного пара или максимально возможного
количество водяного пара. Таким образом, доля {содержание водяного пара} / {емкость водяного пара} будет
RH = {давление пара} / {давление насыщенного пара} или RH = e/e s , используя символы, определенные на
предыдущая страница для давления пара и давления насыщенного пара.
Однако, следуя метеорологическому соглашению, мы будем использовать что-то под названием Коэффициент смешивания для отслеживания
количества водяного пара в воздухе (вместо давления пара) и что-то под названием Saturation Mixing
Соотношение для отслеживания мощности или максимально возможного количества водяного пара в воздухе (вместо
давление насыщенного пара}.
Ниже приведено определение коэффициента смешивания, которое будет представлено заглавной буквой U.
Пожалуйста, не беспокойтесь и не пугайтесь определения.
Соотношение смешивания — это еще один способ указать количество водяного пара в воздухе. Он используется в
так же, как давление пара.
Фактическая (измеренная) масса водяного пара (в посылке) в граммах | ||||
Соотношение смешивания | ≡ | У | = | |
масса сухого (без водяного пара) воздуха (в посылке) в килограммах |
Опять же, мы будем использовать соотношение смешивания, чтобы следить за количеством водяного пара в воздушных посылках…
чем больше коэффициент смешивания, тем больше водяного пара находится в воздухе.
Ниже приведено определение коэффициента насыщения смеси. Мы будем использовать
Соотношение смешивания насыщенности, которое будет представлено заглавной буквой U с нижним индексом s (U с )
следить за максимально возможным количеством водяного пара
что может быть в воздухе.
масса водяного пара, необходимая для насыщения (в посылке) в граммах | ||||
Насыщенность Коэффициент смешивания | ≡ | У с | = | |
масса сухого (без водяного пара) воздуха (в посылке) в килограммах |
Относительная влажность (RH) — это просто отношение смешивания, деленное на насыщенность.
соотношение смеси.
фактическое (измеренное) содержание водяного пара | У | |||||
Относительная влажность | ≡ | РХ | = | = | ||
максимально возможное количество водяного пара (насыщенность) | У с |
Предполагается, что вы знаете это уравнение для относительной влажности и должны
использовать его для решения простых задач. Так же, как и при давлении насыщенного пара,
коэффициент смешивания насыщения, который определяет максимальное количество воды
пар, который может находиться в воздухе,
определяется температурой воздуха… чем выше температура воздуха, тем
выше коэффициент насыщения смеси. Мы будем использовать предварительно вычисленные таблицы
соотношение насыщения смешивания, чтобы помочь решить проблемы. Вы должны открыть столы
и убедитесь, что вы понимаете взаимосвязь между температурой воздуха и
отношение смеси насыщения, которое при повышении температуры воздуха равно насыщению
соотношение смешивания увеличивается быстро (экспоненциально). При использовании этих таблиц убедитесь, что
использовать правильную таблицу температуры, Фаренгейта или Цельсия.
Давайте рассмотрим пример.
A. Какова относительная влажность воздушной посылки с температурой 25°С и водяным паром?
соотношение смеси U = 8 г/кг?
- Шаг 1.
Используйте таблицу соотношения насыщенности смеси, чтобы получить U s . Чтение из
Таблица Цельсия, для T = 25°C, U s = 20,1 г/кг. Это указывает максимальную сумму
водяного пара, который может находиться в воздухе при температуре воздуха 25°С. - Шаг 2. Используйте уравнение RH. RH = U/U с = 8/20,1 = 0,398 или 39,8%
B. Продолжаем пример. Какой будет относительная влажность воздуха в посылке, если посылка
охлаждается до Т = 15°С без изменения содержания водяного пара?
- Шаг 1.
Используйте таблицу соотношения насыщенности смеси, чтобы получить U s . Чтение из
Таблица Цельсия, для T = 15°C, U s = 10,6 г/кг. Обратите внимание, что максимальное количество воды
пара, который может находиться в воздухе, теперь намного ниже, когда температура воздуха ниже. - Шаг 2. Используйте уравнение RH. RH = U/U с = 8/10,6 = 0,755 или 75,5%
Мы видим, что RH сама по себе не указывает фактическую сумму.
водяного пара в воздухе, так как зависит от температуры воздуха. В примере
выше, хотя фактическое количество водяного пара в воздухе было одинаковым в частях А
и B, относительная влажность была другой, потому что U s изменились из-за температуры
изменение. На самом деле есть два способа изменить относительную влажность: (1) изменить содержание водяного пара в
воздух (меняет коэффициент смешивания U, который является числителем уравнения RH) и
(2) Изменить температуру воздуха (изменить коэффициент насыщения смеси, U с ,
который является знаменателем уравнения RH).
Большинство людей используют относительную влажность для описания содержания водяного пара в помещении.
эфире, но это широко неправильно понято. Относительная влажность сама по себе
не указывает фактическое количество водяного пара в воздухе, поскольку
зависит от температуры. Например, воздушная посылка при температуре
10°C при относительной влажности = 100% содержит меньше водяного пара, чем воздушная посылка
при температуре 25°С при относительной влажности = 50%. Вы должны уметь убеждать
Это можно сделать самостоятельно, воспользовавшись уравнением относительной влажности и таблицей соотношений насыщения.
Температура точки росы
Температура точки росы (T d ) определяется как температура, до которой
воздушная посылка должна быть охлаждена (без изменения
содержание водяного пара) для того, чтобы он был насыщен водяным паром. Он определяется суммой
водяного пара в посылке, т. е. по мере увеличения коэффициента смешивания U точка росы
температура, T d возрастает. Если вы знаете настоящую
соотношение смешивания в воздушной посылке, вы можете использовать таблицу коэффициентов смешивания насыщения, чтобы получить
температура точки росы.
Температура точки росы является ответом на вопрос: «Учитывая количество водяного пара
то есть в посылке, какая должна быть температура воздуха, чтобы посылка была насыщенной
с таким количеством водяного пара?» Температура точки росы действительно указывает фактическое содержание пара
воздуха: чем выше точка росы, тем больше водяного пара в
воздуха. Вы должны понимать, что температура точки росы не измеряется
с термометром. Он действительно используется для обозначения количества водяного пара,
находится в воздухе.
Ожидается, что вы сможете использовать уравнение относительной влажности и таблицу насыщения
соотношения смешивания для выполнения простых расчетов температуры точки росы. До сих пор мы использовали
таблицы соотношения насыщения смеси для соответствия температуре воздуха в левой колонке с
соотношение смеси насыщения в правой колонке. Таблицы соотношения насыщенности смеси
также используются для соответствия температуре точки росы, T d в левой колонке с
коэффициент смешивания, U, в правой колонке. Другими словами, фактическое количество водяного пара в
воздух может быть задан с использованием соотношения компонентов смеси или температуры точки росы.
Пример расчета температуры точки росы.
Если температура воздуха T = 10°C и относительная влажность RH = 50%, какова точка росы?
температура, Т d ?
- Шаг 1.
Используйте таблицу соотношения насыщенности смеси, чтобы получить U s . Чтение из
Таблица Цельсия, для T = 10°C, U s = 7,6 г/кг. - Шаг 2. Используйте уравнение RH. В этом примере мы знаем относительную влажность и смешивание насыщения.
соотношение, и мы будем использовать уравнение RH, чтобы сначала вычислить соотношение смешивания. Просто переставляя уравнение RH,
U = (RH) x (U s ) = (0,5) x (7,6 г/кг) = 3,8 г/кг. - Шаг 3. Используйте таблицу соотношений насыщения смеси, чтобы найти температуру точки росы. Найдите U = 3,8 г/кг в
правая колонка. Соответствующая запись в левой колонке – это температура точки росы,
Т д = 0°С
Разница между температурой воздуха и температурой точки росы
может указать, является ли относительная влажность низкой или высокой.
- когда температура воздуха и точка росы сильно различаются, относительная
влажность низкая - , когда температура воздуха и точка росы близки к одному и тому же значению, относительная влажность
высокий - , когда температура воздуха и точка росы одинаковы, воздух
насыщенный, а относительная влажность составляет 100 процентов.
Как уже упоминалось, температура точки росы является мерой количества воды.
пар, который находится в воздухе. Итак, если вы хотите сравнить количество водяного пара в
воздуха в двух разных местах, то место с более высокой температурой точки росы имеет
большее содержание водяного пара. График зависимости температуры точки росы от времени показывает
как изменяется количество водяного пара в воздухе в фиксированном месте. Часто есть
повышение температуры точки росы непосредственно перед и после дождя.
Пара ссылок на информацию о точке росы:
температура точки росы и относительная влажность воздуха по Унив. из
Кампус в Аризоне за последние 24 часа. Нажмите на еженедельные или ежемесячные графики внизу
страницы, чтобы увидеть более длительный временной ряд изменений температуры точки росы. смотреть на
как изменяются температура точки росы и относительная влажность в дни, когда выпадают осадки
было измерено в кампусе.
Карта США с текущей температурой точки росы.
Места на карте с более высокой точкой росы
температуры имеют больше водяного пара в воздухе. Однако карта мало что говорит о
относительная влажность вокруг Соединенных Штатов. Почему бы нет? Какая еще информация вам понадобится
уметь определять значения относительной влажности?
Роса и Мороз
Обычно у поверхности земли относительная влажность менее 100%,
следовательно, происходит чистое испарение , поскольку скорость испарения выше
чем скорость конденсации. Чтобы убедиться в этом, опустите
непокрытый стакан воды. В конце концов вода испарится. На самом деле чем ниже
относительная влажность, тем быстрее скорость
чистого испарения. После испарения
с поверхности водяной пар перемещается вместе с остальным воздухом.
Иногда,
у поверхности Земли может происходить чистая конденсация.
Если воздух у земли охлаждается ниже своего первоначального
температуры точки росы, образуется туман. Туман — не что иное, как облако на
Нижний этаж. Мы еще поговорим об облаках в ближайшее время.
Помимо тумана, бывают ли когда-нибудь у поверхности Земли ситуации, когда нетто
появляется конденсат? ОТВЕТ: Да, роса и иней.
Когда температура поверхности объекта становится ниже температуры точки росы окружающего воздуха,
водяной пар из воздуха будет конденсироваться на поверхности предмета, так как скорость испарения
медленнее, чем скорость конденсации на поверхности объекта. Это будет выглядеть как конденсированная вода.
на поверхности объекта.
- Роса (жидкие капли воды), если объект теплее 0°С
- Иней (лед), если объект холоднее 0°С. ПРИМЕЧАНИЕ: образуется иней
в процессе осаждения (водяной пар —> лед). Это не замерзшая роса.
Температуру точки росы можно определить как температуру, до которой необходимо охладить объект, чтобы
образование конденсата (росы или инея) на объекте. Естественная роса и иней чаще всего бывают поздней ночью и ранним утром. После солнца
заходит за горизонт, поверхности твердых тел обычно остывают быстрее, чем вышележащие.
воздуха. Если поверхность охлаждается ниже температуры точки росы, на поверхности конденсируется роса или иней.
Повседневным примером образования росы является конденсат, который происходит снаружи холодной банки из-под пива.
соды или стакан ледяной воды. Капли жидкой воды, которые образуются на внешней стороне банки, попали из воздуха в виде воды.
пар конденсируется в жидкость. Он говорит вам, что банка должна быть холоднее, чем
температура точки росы воздуха. Здесь, в пустыне, в периоды низкой температуры точки росы
(часто значительно ниже 0° C), конденсат не образуется на
стороны холодной банки содовой, так как температура поверхности банки не ниже
температура точки росы воздуха. Но в более влажном климате, где точка росы
выше, вы чаще будете видеть этот тип конденсата.
Роса на траве | Иней на траве |
Краткое описание поведения воды в зависимости от относительной влажности
Вы должны понять пункты, изложенные ниже. Вы можете подать заявку
эти точки, чтобы объяснить, что произойдет в условиях, когда известна относительная влажность.
- Если относительная влажность = 100 % (Td = T), чистого испарения или конденсации не будет,
так как скорость испарения равна скорости конденсации. - Если RH Это типичная ситуация на поверхности Земли.
- Если относительная влажность > 100 % (Td > T), водяной пар будет конденсироваться в жидкую воду,
так как скорость конденсации больше скорости испарения.
Это условие образования росы и инея. Это происходит, когда температура поверхности объекта ниже температуры точки росы окружающего воздуха.
Чистая конденсация будет продолжаться до тех пор, пока относительная влажность больше 100%. Чистая конденсация удаляет водяной пар из воздуха, что снижает содержание водяного пара в воздухе.
Без постоянного источника нового водяного пара это приведет к тому, что температура точки росы и относительная влажность со временем понизятся. Если относительная влажность падает до 100%, то показатели
испарения и конденсации равны, и нетто-конденсация (образование росы) прекращается.
Пример расчета
Ожидается, что
учащихся ATMO 336 смогут выполнять два типа вычислений. Примеры каждого типа показаны ниже.
Тип 1. Зная температуру воздуха и температуру точки росы, определить относительную влажность
Если температура воздуха 35°C, а температура точки росы 20°C, определите относительную влажность.
- Шаг 1.
Используйте таблицу коэффициентов смешивания насыщенности, чтобы найти коэффициент смешивания насыщенности, U s , на основе
температура воздуха, T. Обязательно используйте
Таблица коэффициента смешивания насыщения для температуры воздуха в градусах Цельсия. Таблица
всегда будет предоставлен для вас. Просто найдите температуру воздуха в левой колонке и соответствующую запись.
в правом столбце — коэффициент смешивания насыщения, как
показано здесь.
Для T = 35°C, U S = 36,6 г/кг. - Шаг 2. Используйте ту же таблицу коэффициентов смешивания насыщения, чтобы найти коэффициент смешивания U на основе
температура точки росы, Т д . Просто найдите температуру точки росы в левой колонке и соответствующую запись.
в правом столбце — соотношение смешивания, как
показано здесь.
Для T d = 20°C, U = 14,7 г/кг. - Шаг 3. Используйте уравнение относительной влажности, чтобы вычислить относительную влажность, RH, подставив
значения коэффициента смешивания U и коэффициента смешивания насыщения U S
RH = U / U S = 14,7 / 36,6 = 0,40
Относительная влажность обычно выражается в процентах от 100, таким образом, RH = 40 %. .
Тип 2. Учитывая температуру воздуха и относительную влажность, определить температуру точки росы
Если температура воздуха 30°C и относительная влажность 33%, определите температуру точки росы.
- Шаг 1.
Используйте таблицу коэффициентов смешивания насыщения, чтобы найти коэффициент смешивания насыщения U s на основе
температура воздуха, T. Обязательно используйте
Таблица коэффициента смешивания насыщения для температуры воздуха в градусах Цельсия. Таблица
всегда будет предоставлен для вас. Просто найдите температуру воздуха в левой колонке и соответствующую запись.
в правой колонке — коэффициент смешивания насыщения.
Для T = 30°C U S = 27,2 г/кг. - Шаг 2.
Используйте уравнение относительной влажности, чтобы вычислить коэффициент смешивания U, подставив значения для
коэффициент насыщения смеси U S и относительная влажность RH. Обратите внимание, что относительная влажность
дается в процентах. Это должно быть преобразовано в десятичное число для использования в уравнении. В этом примере
десятичный эквивалент для 33% равен 0,33.
U = (RH) * U S = 0,33 * 27,2 г/кг = 8,98 г/кг. - Шаг 3.
Используйте таблицу коэффициентов смешивания насыщения для температуры воздуха в градусах Цельсия.
, чтобы найти температуру точки росы, T d , исходя из соотношения компонентов смеси, U. Просто найдите соотношение компонентов смеси
соотношение в правой колонке таблицы и соответствующая запись в левой колонке
температура точки росы, как показано здесь. Обратите внимание, что значение
может находиться между двумя строками таблицы, как в этом примере. Когда это произойдет, сделайте наилучшую оценку
для температуры точки росы путем интерполяции между ближайшими значениями в таблице.
В этом примере температура точки росы составляет около 12°C
Водяной пар в гроубоксах: Часть III: Температура точки росы
Относительная влажность (%RH), количество зерен на фунт, а теперь и температура точки росы: все три способа измеряют влажность в гроубоксе.
Что такое температура точки росы?
Температура точки росы или просто «точка росы» — это температура, при которой воздух становится насыщенным водяным паром. Это баланс: водяной пар в воздухе находится в равном балансе с жидкой водой, поэтому водяной пар конденсируется (возвращается в жидкое состояние) точно с той же скоростью, с которой он испаряется при достижении точки росы. Когда относительная влажность (% RH) составляет 100 %, измеренная температура является температурой точки росы. Точка росы и %RH связаны в этой точке.
Понизьте температуру ниже точки росы, и жидкая вода начнет конденсироваться на твердых поверхностях. Вы, наверное, видели его в виде утренней росы на траве.
Почему температура точки росы является важным показателем влажности в вашем гроубоксе?
Хотя %RH измеряет процентное содержание воды в воздухе при определенной температуре, оно изменяется; чем теплее воздух, тем больше влаги он может удерживать. Чем холоднее воздух, тем меньше он может удерживать. Это называется относительная влажность , потому что он измеряет количество влаги в воздухе в настоящее время по сравнению с максимальным количеством, которое он может удерживать — например, 70 % относительной влажности — это 70 % максимального количества влаги, которое может удерживать воздух. Когда количество влаги в воздухе остается неизменным, относительная влажность снижается при повышении температуры и повышается при понижении температуры.
В отличие от этого, точка росы является абсолютной мерой влажности воздуха, а не относительной. Мера точки росы влаги в воздухе остается неизменной независимо от температуры (до тех пор, пока на самом деле не добавляется или не удаляется больше влаги).
Вот пример, показывающий зависимость точки росы от % относительной влажности при насыщении:
При температуре 68°F 1000 г (2,20 фунта) воздуха могут содержать около 15 г влаги при 100% насыщении или 100% относительной влажности. Помните, что температура воздуха при 100% относительной влажности дает нам точку росы этого воздуха.
Теперь мы обсудили 3 способа описания воздуха в приведенном выше примере:
- 68°F и относительная влажность 100 %
- 105 gpp (от 231 г / 2,20 фунта)
- 68°F точка росы.
Теперь, когда температура повышается, % относительной влажности будет падать, потому что более теплый воздух может удерживать больше влаги, но точка росы не меняется, пока влага не добавляется и не удаляется (то же самое касается показаний gpp ).