21. Поняття про вологість повітря. Визначення вологості повітря Вологість повітря
Обумовлена змістом водяних пар у ньому. Як і температура, вологість змінюється залежно від кліматичної зони, сезону, близькості моря. Зміст водяних пар у повітрі виражається в паскалях (Па) або в грамах в 1 м3повітря. Зі збільшенням водяних пар у повітрі пружність їх зростає, і при певній температурі повітря стає насиченим (крапка роси). Перевищення межі насичення викликає виділення вологи у вигляді роси, туману, інею і т.д. Кожній температурі повітря відповідає певний граничний ступінь насичення його водяними парами: чим вище температура, тим більше ступінь насичення, тому що тепле повітря вміщає більша кількість водяників пар
Водяні пари надходять в атмосферу в результаті випару води з морів, океанів, озер, рік, ґрунту, рослин. У житлових приміщеннях додатковим джерелом вологості є волога, що випаровується з поверхні легенів, шкіри людей, при виготовленні їжі, сушінню білизни і т. д.
Для характеристики вологості застосовують наступні поняття
Абсолютна вологість - пружність (напруга) водяних пар, що втримуються в повітрі в момент дослідження. Виражається в паскалях (Па) або в г/м3.
Максимальна вологість - пружність (напруга) водяних пар при повному насиченні повітря вологою прйданной температурі або кількість водяних пар у грамах, необхідне для повного насичення 1 мгповітря при даній температурі
Відносна вологість - відношення абсолютної вологості до максимальної, виражене впроцентах.
Дефіцит насичення - різниця між максимальною й абсолютною вологістю.Найбільше гігієнічне значення мають відносна вологість і дефіцит насичення, які дають вистава про ступінь насичення повітря водяними парами jj і дозволяють судити про інтенсивність і швидкості випару ‘ поту з поверхні тіла при тієї або іншій температурі. Чим менше відносна вологість, тем швидше в такім повітрі буде відбуватися випар води й тем інтенсивніше тепловіддача шляхом випару. Найбільш сприятливої вважається відносна вологість, рівна 30-60 %.
Більша вологість повітря несприятливо діє на людину. Це залежить від температури повітря. Так, при великій вологості й низькій температурі повітря різко збільшується віддача тепла шляхом конвекції, що може привести до надмірного охолодження організму. Г. В. Хлопин указував, що при низькій температурі вологе повітря стає гарним провідником тепла й викликає відчуття мерзлякуватості. Волога шкіра й зволожені тканини одягу при цьому також стають більш теплопровідними, у результаті чого сире повітря видасться більш холодним
Тривале перебування людей у приміщенні з підвищеною вологістю й низькою температурою повітря (нижче 10-15 °С) впливає на організм, що виражається в зниженні опірності до інфекційних захворювань, а також захворюваннями верхніх дихальних шляхів, суглобів, м'язів і периферичних нервів. Із клінічних спостережень відомо, що сирий і холодний клімат веде до підвищення захворюваності дифтерією, туберкульозом, нефритом і т. д. return_links(1); ?>
При високих вологості й температурі повітря основний шлях віддачі тепла - випар, тобто потоотделение. Однак інтенсивність і швидкість потоотделения більше залежать від вологості повітря. Чим вище вологість навколишнього повітря, тем сутужніше відбувається випар з поверхні шкіри, у зв'язку із чим можливе перегрівання організму людину. При цьому погіршується загальне самопочуття, знижується працездатність
Зі сказаного випливає, що повітря з високою вологістю при будь-яких, температурних умовах шкідливий для організму. Сухе повітря переноситься легше. Несприятливий вплив сухого повітря проявляється тільки при відносній вологості, рівної менш 20 %, і виражається відчуттям сухості слизуватої оболонки дихальних шляхів
Нерівномірне нагрівання земної поверхні є причиною руху повітря. Пересування повітряних шарів у горизонтальному напрямку називається вітром. Швидкість руху повітря (вітер) виражається в метрах у секунду. Рух повітря зі швидкістю більш 1 м/с сприймається як вітер, а менш 1 м/с не відчувається організмом людини. При швидкості більш 5-7 м/с проявляється дратівна дія вітру. Вплив руху повітря на тепловий обмін виражається в збільшенні віддачі тепла організму насамперед за рахунок конвекції, тому що повітря, що рухається, відносить від тіла нагріт, що прилягають слоивоздуха, а на їхнє місце приходять більш холодні. Причому така зміна повітря за рахунок його руху в літній період відіграє позитивну роль, тому що попереджає перегрівання, а взимку - негативну, сприяє переохолодженню організму. Вітер рефлекторно підсилює й процеси обміну речовин: підвищується теплопродукція в міру зниження температури й збільшення швидкості руху повітря
Вологість, тобто ступінь насичення повітря водяною парою, характеризують наступними величинами.
1. Абсолютна вологість.
Абсолютна вологість – це кількість водяної (в кілограмах)пари, яка міститься в 1 м3 повітря, тобто її густина.
За низьких температур, коли пара далека від насичення, її млжна вважати ідеальним газом і застосовувати рівняння клапейрона – Менделєєва. У такому разі до уваги беруть парціальний тиск (пружність) водяної пари в повітрі й абсолютну вологість визначають через парціальний тиск Р. Абсолютна вологість не визначає ступінь вологості повітря.
2. Відносна вологість.
Відносна вологість повітря φ – це відношення абсолютної вологості до тої маси або парціального тиску водяної пари Рmax, яка насичує повітря за такої ж температури. Як правило, відносну вологість виражають у відсотках.
φ = (Р/Рmax)∙100% = (ρ/ρmax)∙100%
де Р, ρ – пружність пари або абсолютна вологість.
3. Точка роси.
Одним із способів визначення вологості повітря є метод точки роси.
Точкою роси називають температуру, за якої наявна в повітрі водяна пара стає насиченою, що сприяє її конденсації на охолодженій поверхні.
|
Конденсаційний гігрометр |
Визначити точку роси можна за допомогою гігрометра - пристрою, що має дзеркальну поверхню. Цю поверхню охолоджують під час випаровування леткої рідини типу ефіру і це зумовлює конденсацію пари в шарах повітря, що прилягають до дзеркальної поверхні. За виміряним термометром значенням точки роси знаходять густину пари, що відповідає абсолютній вологості ρ. Густину насиченої пари при температурі досліду ρн знаходять за психрометричними таблицями.
Абсолютна вологість переважно збільшується із підвищенням температури повітря. Максимальна абсолютна вологість простежується в Індійському океані, і сягає 3,7 кПа.
Відносна вологість з підвищенням температури зменшується; вона менша влітку та більша взимку. У иежах України відносна вологість у середньому становить 65-75%.
|
Психрометр |
Вологість повітря вимірюють спеціальними приладами -психрометром, та вже розглядуваним вище гігрометром. Психрометр складається з двох термометрів: резервуар одного з них, який показує температуру повітря, залишається сухим, резервуар другого оточений шматком тканини, опущеної у воду. Вода випаровується і завдяки цьому термометр охолоджується. Чим більша відносна вологість φ, тим менш інтенсивне випаровування і тим вищу температуру показує термометр, оточений вологою тканиною. За різницею температур термометрів і спеціальною таблицею можна визначити φ повітря.
Вимірюють вологість також за допомогою волосяного гігрометра,дія якого ґрунтується на властивості волосини людини змінювати свою довжину у вологому повітрі. Унаслідок збільшення вологості довжина волосини зростає, а зі зменшенням вологості волосина коротшає.
Волосяний гігрометр