Лабораторна робота №4 Вимірювання вологості повітря

Вологість повітря – це вміст у ньому води в газоподібному стані. Вона має важливе значення для життя рослин, оскільки впливає на інтенсивність випаровування з грунту і рослин та на зміни водного балансу в клітинах рослинних тканин.

В атмосфері завжди є певна кількість водяної пари. Абсолютно сухою вона не буває через те, що весь час поповнюється за рахунок випаровування з водних басейнів, ґрунту і рослинності.

Для кількісного виразу вмісту водяної пари в повітрі застосовують такі характеристики (величини):

1. Абсолютна вологість (а) – це кількість водяної пари (у грамах), яка міститься в одному кубічному метрі повітря (г/м³).

2. Пружність водяної пари (е) – це тиск водяної пари (в міліметрах, в мілібарах або гектопаскалях), яка перебуває в повітрі.

Між “а” і “е” існує співвідношення:

, (1) , (2)

В (1) “е” виражене в мм.рт.ст, а у (2) – в гПа або мбар.

Коли спостереження здійснюють за допомогою психрометрів (станційного або аспіраційного), то пружність водяної пари можна обчислити за формулою:

е=Е'-Ар(t-t') (мбар), (3)

де Е' – пружність насичуючої водяної пари при температурі змоченого термометра, гПа або мбар. Знаходимо Е' по t' і додатку 4;

t і t' – температура сухого і змоченого термометрів, ºС;

р – атмосферний тиск, гПа, (мбар) (р = 1000 мбар або гПа);

А – коефіцієнт, рівний для станційного психрометра 0,0008, а для аспіраційного – 0,00066 (у закритих приміщеннях 0,0008).

3. Відносна вологість ()- відношення пружності водяної пари (е), яка є в повітрі, до максимально можливої пружності (Е) при даній температурі визначена у відсотках. Вона обчислюється за формулою:

,(%). (4)

Максимальну пружність водяної пари в повітрі (Е) знаходимо за додатком 4 і показаннями сухого термометра (t).

4. Дефіцит вологості або нестача насичення (d) – це різниця між максимальною і фактичною пружністю водяної пари при даній температурі:

d=E-e (гПа, мбар). (5)

5. Точка роси (t_d) – це температура, при якій водяна пара, що є в повітрі, при незмінному загальному атмосферному тиску досягає повного насичення. Як і всяка температура, вона вимірюється в градусах. Визначається точка роси (t_d) за пружністю водяної пари (е) з використанням додатку 5.

Прилади для вимірювання вологості повітря

Психрометр станційний – складається із “сухого” і “змоченого” термометрів і використовується в умовах стаціонарних спостережень. Встановлені термометри вертикально на штативі у психрометричній будці (див. лаб. роботу №3). Резервуар правого термометра обгорнутий батистом, кінець якого опущено в скляночку з дистильованою водою. Станційним психрометром користуються при будь яких додатних температурах та при від’ємних до –10С.

Влітку у жарку і суху погоду, за 10-15 хвилин до вимірювання, стаканчик з відкритою кришкою піднімають і занурюють у нього резервуар змоченого термометра, після чого його знову закривають і ставлять на попереднє місце. Взимку батист обрізують на 0,2 – 0,3 см нижче термометра і змочують його водою кімнатної температури за 30хв до визначення вологості, щоб відтанула льодова кірка.

Відлік з обох термометрів треба проводити швидко, фіксуючи спочатку десяті частки, а потім цілі градуси.

Психрометр аспіраційний (МВ-4М) (рис.12) – складається із “сухого”(1) і “змоченого”(2) термометрів і використовується в експедиційних умовах. Термометри встановлено в металеву оправу (3) для захисту від пошкоджень. Середня частина оправи - пустотіла трубка (4), яка внизу роздвоюється на двостінні (зовнішня і внутрішня) циліндричні трубки. На верхню частину оправи нагвинчено аспіраційну головку з вентилятором (5), який приводиться в дію за допомогою пружини, що накручується ключем (6).

Рис.12. Психрометр аспіраційний.

Вентилятор втягує зовнішнє повітря з постійною швидкістю 2 м/с в трубки, де знаходяться резервуари термометрів. Обтікаючи їх, повітря проходить через трубку оправи і щілинні отвори аспіраційної головки, виходячи за межі психрометра.

Аналогічними за призначенням та технічними характеристиками є електричний аспіраційний психрометр М-34.

Гігрометр волосяний або плівковий (рис.13) – використовується для визначення відносної вологості.

Приймальною частиною гігрометрів є знежирена людська волосина (1), або плівка кишечнику тварин. Зміна довжини волосини або площі плівки при зміні вологості повітря передається на стрілку (2), положення якої в кожний момент часу можна відлічувати на шкалі (3), прикріпленій до металевої рамки проти кінця стрілки.

Взимку при температурі повітря нижчій за мінус 10С, гігрометри є практично єдиними приладами для вимірювання вологості повітря.

Гігрограф М-21 (волосяний або плівковий) – для безперервного запису відносної вологості повітря в межах від 30-100% при температурі від мінус 35 до плюс 45С. Гігрографи є добові з тривалістю одного обертання барабана у 26 год. і тижневі з тривалістю одного обертання барабану у 176 год. Приймальною частиною волосяного гігрографа (рис.14) є пучок (35-40шт.) волосся (1). За допомогою спеціального передавального механізму зміна довжини пучка волосся при зміні вологості передається перові (2).

Рис.13. Гігрометр волосяний	Рис.14. Гігрограф волосяний (механізм)

Стаціонарний психрометр та волосяний гігрометр встановлюються у психрометричній будці, а гігрограф – в окремій будці для самописців.