Лабораторная работа № 17 Ауд. 408 Определение влажности воздуха.

Цель работы:

1. Изучить явление испарения жидкостей; познакомиться с методами измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.

2. Научиться определять абсолютную и относительную влажность воздуха при помощи психрометра.

Литература:

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т 1. М. 1987г. § 121.

2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика. Учебник для 10 кл. М. 1990г. §§ 15-17.

3. Шахмаев Н.М. и др. Физика. Учебник для 10 кл. М. 1992г. §§ 9-10

4. Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики. Т.1 М.1981. Гл. 35, §§ 1,2, 3, 6.

Приборы и принадлежности:

1. Психрометр аспирационный МВ-4М (психрометр Ассмана).

2. Стакан с водой.

3. Пипетка.

4. Барометр.

1. Введение.

Испарение жидкостей. Насыщенный пар.

Процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящий путем вылета молекул из этого вещества, называется процессом парообразования. Совокупность молекул, вылетевших из вещества, называют паром этого вещества. Обратный процесс перехода газообразного вещества в жидкое называют конденсацией..

Парообразование, происходящее с открытой поверхности жидкости при любой температуре, называется испарением. Экспериментально установлены следующие закономерности испарения: а) при одинаковых условиях различные вещества испаряются с разной скоростью;

б) чем больше площадь испаряющейся поверхности, тем быстрее происходит испарение; в) скорость испарения зависит от плотности паров над открытой поверхностью; испарение усиливается при движении окружающего воздуха; г) чем выше температура жидкости, тем быстрее происходит испарение; д) при испарении температура жидкости понижается.

Если достаточно большое количество жидкости находится в закрытом сосуде при постоянной температуре, то часть жидкости превратится в пар, а в дальнейшем количество жидкости остается неизменным. Это объясняется тем, что одновременно с процессом парообразования происходит обратный процесс конденсации. При достижении плотностью (давлением) пара определенного значения устанавливается динамическое равновесие между паром и жидкостью: число молекул, вылетающих из жидкости в единицу времени, равно числу молекул, переходящих за это время из пара в жидкость. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется насыщенным.

Опыт показывает, что давление насыщенного пара ρ_н зависит только от вещества, из которого он состоит и от температуры, но не зависит от объема, который пар занимает. При изменении объема пара равновесие между паром и жидкостью временно нарушается: усиливается либо процесс испарения, либо процесс конденсации, что в итоге приводит к восстановлению состояния динамического равновесия при первоначальном значении давления пара.

Зависимость ρ_н от температуры является нелинейной (см. рис.1.).

С ростом температуры ρ_н увеличивается гораздо быстрее, чем давление идеального газа (прерывистая линия на рис.1). Это связано с тем, что ρ_н возрастает не только из-за роста температуры, но и вследствие увеличения концентрации молекул пара.

Давление, которое пар производит в состоянии в состоянии насыщения при данной температуре, является наибольшим: давление ненасыщенного пара всегда меньше p_H.