Влажность воздуха. способы определения влажности воздуха

Испарение

Испарение — это парообразование, которое происходит на поверхности жидкости.

«Постойте, — можете возразить вы. — Что-то подобное мы уже изучали в главе “Тепловые явления”. Разве за парообразование не отвечает процесс кипения?»

И это отличный вопрос! Дело в том, что кипение происходит только при температуре кипения и этот процесс затрагивает весь объем жидкости. Испарение же способно происходить при любой температуре и только на поверхности.

В чем причина этого процесса?

Как мы знаем, молекулы жидкости находятся в бесконечном хаотичном движении. При этом скорости молекул отличаются друг от друга, и если быстрая молекула окажется у поверхности жидкости, ей удастся вырваться, вылететь из вещества. Частиц, подобных ей, достаточно много, и процесс будет происходить до тех пор, пока вся жидкость не испарится. Если вы оставите стакан с водой без присмотра на пару минут, вряд ли произойдет что-то непоправимое — вы не заметите, что объем изменился. Но стоит забыть про емкость на пару дней, как от воды не останется и следа.

Скорость испарения зависит от трех факторов. Первый — это род вещества: некоторые жидкости испаряются быстрее, чем остальные. Это происходит потому, что молекулы обладают меньшими силами притяжения: можно легко их преодолеть и вырваться на свободу. Так, эфир является более «независимым», чем пресная вода, он испаряется очень и очень быстро.

Также испарение зависит от температуры, причем эта зависимость прямо пропорциональна: чем больше температура, тем большее количество молекул вылетает из жидкости.

На процесс испарения влияет и площадь поверхности жидкости. Как вы думаете, кто будет чемпионом по количеству вылетевших молекул: океан или маленькая лужица? Думаем, ответ здесь очевиден. Эта зависимость легко прослеживается и в бытовых вопросах: если вы случайно разлили что-то на пол, стоит растереть лужу по всей его поверхности — так она быстрее высохнет. А чтобы белье быстрее высохло, лучше его расправить, чем развесить в мятом состоянии.

Наряду с процессом испарения происходит и обратный ему процесс: часть молекул, вылетевших с поверхности жидкости, вновь возвращается в нее.

Когда количество молекул, вылетевших из жидкости, равно количеству молекул, вернувшихся в жидкость, наступает так называемое динамическое равновесие. С этого момента число молекул пара над жидкостью будет постоянным.

Способы влияния на увлажнённость воздуха

Если, несмотря на все старания строителей, гигрометр упорно показывает уровень влажности ниже допустимого, можно приступать к его урегулированию. Самый очевидный способ, считающийся наиболее надёжным, — установка специального увлажнителя воздуха. Такие агрегаты постепенно вытесняют из обращения тазики с водой, расставленные по комнате, и развешенные по ней мокрые полотенца.

При исходном низком влагосодержании желаемого результата при установке такого прибора придётся ждать несколько дней. Это связано с тем, что водяными парами воздух начинает насыщаться только после того, как влагой пропитаются мебель и отделочные материалы в помещении. То есть даже профессиональное оборудование не даёт мгновенного результата.

До сих пор в ходу и более простые способы:

  • помещение в комнату достаточно крупного резервуара с водой;
  • некоторые считают, что результативным является развешивание по комнате мокрых вещей.

Однако следует заметить, что такие способы, если и имеют определённую эффективность, то только в очень компактных замкнутых пространствах.

В ряде случаев возникает необходимость понижения влажности. В этой ситуации рекомендуются следующие меры:

  • установка осушителя воздуха;
  • проветривание квартиры, наиболее эффективно оно в зимний период;
  • использование кондиционеров с соответствующим режимом, который устраняет из воздуха водяной пар;
  • установка вытяжки над кухонной плитой.

Необходимо в этом случае и устранение причины повышенной влажности, в частности, протечек в водопроводных трубах, осушение сырых участков.

Прибор для измерения влажности воздуха и его специфика

Влажность оказывает влияние на состояние предметов обстановки, бытовой техники и самочувствие человека. Присутствие водяных паров в определенном количестве в воздуха зависит от следующих факторов: техногенное воздействие, климатические особенности региона, состояние коммуникаций и постройки в целом, а также эксплуатационные условия помещения.

Прибор для измерения влажности воздуха помогает контролировать оптимальный микроклимат в доме

Нормативом влажности для здорового человека считается показатель в 40-60%. Для создания оптимальных условий используются специальные приборы. В зависимости от потребностей это могут быть осушители или увлажнители. Для координации работы этих устройств используются измерители влажности воздуха.

Чем измеряют влажность воздуха в помещениях жилого типа

Измерить количество водяного пара в домашних условиях можно воспользовавшись подручными средствами, например, еловой шишкой, чьи чешуйки раскрываются, если в комнате сухо, или проследить за состоянием конденсата, предварительно охладив емкость с водой.

Если воздух в помещении сухой — чешуйки шишки раскроются

Метод, предполагающий использование емкости, основан на том, как ведет себя конденсат на охлажденных поверхностях и с какой скоростью происходит его испарение. Среда, находящаяся в закрытом пространстве при условии уравновешенных процессов конденсации и испарения, находится в состоянии насыщенного пара. Если количество влаги в насыщенном паре приближено к концентрации водяного пара в воздухе комнаты, то процесс испарения будет затруднен. Это будет указывать на присутствие чрезмерного количества влаги в помещении.

Как измерить влажность воздуха в квартире с помощью стакана:

  1. Наполнить стеклянную емкость водой. Для этих целей подойдет не только стакан, но и бутылка, банка.
  2. Установить емкость в холодильник на пару часов.
  3. После этого достать стакан и измерить температуру воды. Этот показатель не должен превышать 50°С.
  4. Контрольный сосуд следует поставить в комнате, подальше от отопительных приборов.

Популярный в народе способ измерения влажности воздуха — при помощи стакана с водой

Если скопившийся на стенках конденсат высохнет за обозначенное время, значит, в помещении сухо. Мокрое стекло говорит о том, что в комнате оптимальные условия с достаточным уровнем влажности. Если же капли конденсата крупные и ручейками стекают по стенкам сосуда — это указывает на повышенное количество водяных паров в помещении.

Какие приборы используют для измерения влажности воздуха

Более точные данные можно получить, воспользовавшись специальными приборами. Для этих целей предусмотрено несколько разновидностей устройств. Самые примитивные приборы, измеряющие влажность воздуха в помещении, называются гигрометрами.

В эту категорию приспособлений входят следующие разновидности устройств:

  • керамический;
  • электронный;
  • весовой;
  • электролитический;

Принцип работы волосяного гигрометра

  • конденсационный;
  • волосяной;
  • пленочный.

Каждый тип перечисленных приспособлений функционирует за счет определенного принципа работы, например, конструкционной особенностью волосяного устройства является наличие трубок U-образной формы. Конденсационный гигрометр считается самым точным. Он снимает измерения с минимальной погрешностью.

Существует еще одна категория приборов для измерения влажности воздуха, называются они психрометрами. Разновидности психрометров:

  • станционный;
  • дистанционный;
  • аспирационный.

Дистанционный психрометр

Станционный вариант прибора – самый популярный из них. Его конструкция включает пару термометров, закрепленных на штативе. Сухой термометр показывает температуру воздуха в комнате, влажный обертывается тканью, один конец которой опускается в резервуар, заполненный жидкостью (водой).

Низкая влажность воздуха – чем опасна?

Однако низкая влажность также может вызывать проблемы. Часто из-за низких температур и использования нагревателей в зимние месяцы воздух становится сухим с низкой влажностью, что может вызвать сухость кожи, зуд в глазах и раздражение пазух. При длительном воздействии он может вызывать сухость и воспаление слизистой оболочки дыхательной системы, что часто повышает риск заражения гриппом, простудой и другими инфекциями. Некоторые вирусы могут дольше выживать в условиях низкой влажности, что еще больше увеличивает риск инфекций. Исследование, проведенное в 2009 году в Принстонском университете (США), показало, что вирусы гриппа не только дольше живут, но и легче распространяются в условиях низкой влажности.

Известно, что низкая влажность увеличивает испарение слез, что может нарушить баланс влаги, необходимый для здоровой поверхности глаз. Это приводит к сухости и раздражению глаз. В сочетании с низкими температурами это может вызвать повреждение кожи и сделать ее сухой и чешуйчатой. Такое состояние иногда называется зимним зудом. Если кожа становится настолько сухой, что начинает трескаться, это также увеличивает риск заболеваний, поскольку облегчает проникновение потенциально опасных патогенов.

Несмотря на все это, доктор Джозеф Меркола, известный врач-остеопат и сторонник альтернативной медицины, говорит, что высокая влажность так же опасна, как и низкая, и, возможно, даже в большей степени – из-за плесени. Плесень может вызвать или усугубить респираторные проблемы, а также кожную сыпь, желудочно-кишечные и другие заболевания.

Параметры влажного воздуха

Но мы, наверное, уже далеко забрались, так и не объяснив, что такое влагосодержание, энтальпия и уж тем более парциальное давление водяного пара. Начнём с простого. Касательно температуры и давления вопросов, я думаю, не возникает.

Воздух, не содержащий водяного пара, называется сухим. Если сухому воздуху показать каплю воды, он мгновенно её испарит и станет влажным. Итак, — это отношение массы воды к массе сухого воздуха, в котором эта вода испарилась. Однако, продолжим: вторую каплю он также испарит, но немного медленнее. Третья капля испарится ещё медленнее. Наконец, на N-ной капле воздух «устанет» вбирать в себя воду. Он насытится ею, «напьется водой». Это будет насыщенный влажный воздух (та самая жирная линия на диаграмме).

Парциальное давление водяного пара

Встаёт вопрос, почему всё так происходит? Видимо, что-то толкает воздух впитывать в себя влагу до определенного момента. Что это за движущая сила? Для примера вспомним горячую плиту на кухне. Воздух вокруг неё нагревается, и для нас очевидно, что движущей силой является разность температур между плитой и воздухом. Воздух будет греться до тех пор, пока плита не остынет, т.е. не станет той же температуры, что и воздух — процесс прекратится.

Вернёмся к влажному воздуху. Он в своём составе имеет водяной пар. Парциальным давлением водяного пара влажного воздуха называется то давление, которое обретет водяной пар в замкнутом объёме, если из этого объема убрать весь сухой воздух. Очевидно, что в воздухе водяного пара совсем мало (об этом нам говорит влагосодержание, которое измеряется величинами порядка 0.005…0.03 кг/кг), а, значит, при исчезновении сухого воздуха из некого объёма, оставшийся пар будет вполне вольготно себя чувствовать в предоставленном объеме, следовательно, иметь низкое давление. Это означает, что и парциальное давление водяного пара достаточно низко. Действительно, оно измеряется тысячами Паскалей, а ведь атмосферное давление воздуха равно примерно ста тысячам Паскалей. Снова вернемся к поглощаемым каплям.

Движущей силой процесса испарения служит именно разность парциальных давлений. У капли воды оно равно некоторой величине, а у сухого воздуха — нулю. Процесс испарения максимально активен. Далее, парциальное давление водяного пара растет, процесс замедляется и заканчивается в условиях их равенства. Водяным паром во влажном воздухе достигнуто давление насыщения. Оно же называется давлением насыщенного водяного пара. Сама же кривая насыщения — это известная нам жирная линия.

Относительная влажность

Следующий вопрос: как определить, насколько имеющийся влажный воздух насыщен водяным паром? Другими словами, каково отношение текущего давления водяного пара к давлению насыщения? На этот вопрос в точности отвечает относительная влажность, разве что для удобства измеряется она в процентах, а потому упомянутое отношение умножается на 100%. Итак, относительная влажность — это отношение текущего давления водяного пара к максимально возможному для данной температуры.

Энтальпия

Далее, любое вещество обладает некоторой энергией. Очевидно, его энергия тем больше, чем выше температура. Для сухого воздуха это единственный параметр, определяющий энтальпию. Однако для влажного воздуха следует учесть, что при той же температуре он включает в себя и энергию испаренной влаги — энтальпия влажного воздуха зависит и от температуры и от влагосодержания. Причем при той же температуре в зависимости от влагосодержания разброс энтальпий может быть огромен — и 100 и 200 и 300% — чем выше температура, тем выше. Это невооруженным глазом видно из I-d-диаграммы: чем выше температура, тем выше рассматриваемая изотерма и тем больше наклонных изоэнтальп её пересекает. Итак, энтальпия влажного воздуха — это сумма энтальпий сухого воздуха и водяного пара, причем первая пропорциональна температуре (коэффициент пропорциональности — теплоемкость сухого воздуха), а вторая пропорциональна влагосодержанию.

Измерительное устройство

Сегодня есть несколько типов бытового прибора для измерения влажности воздуха в комнатных помещениях или квартирах. Чем измеряют влажность воздуха в комнатах и определяют? Давайте подробнее рассмотрим все типы гигрометров.

Термогигрометр

Влажность воздуха возможно померить благодаря термогигрометру. Рассмотрим его работу. Он обладает сложной системой, поэтому он определяет не только уровень влаги, но и значение температуры внутри комнатного помещения. Также дополнительно данный аппарат проводит фиксацию значений состояния влаги и температурной величины в различных точках. То есть он сравнивает состояние двух показателей в месте, где он находится на этот момент, и в предыдущем помещении.

Прибор для определения влажности воздуха проводит синхронизацию значений, которые он получил в различных точках здания. Согласно этим показаниям термогигрометр дает общий результат значения влажности и температуры. Какими техническими характеристиками обладает он?

Рассмотрим технические характеристики термогигрометра. Длина провода составляет 150 сантиметров. Показатели изображаются как проценты, диапазон которых составляет от 0 до 90. Можно также приобрести в магазинах модели термогигрометров, которые являются беспроводными.

У данных моделей имеется дополнительная функция: когда состояние уровня влаги в комнате является критическим, измеряющий аппарат дает сигнал, который оповещает хозяина о плохой обстановке воздуха. Удобно пользоваться данным прибором (приборами) или измерителем, измеряя влажность в квартире.

Данным гигрометром вы сможете провести измерения температуры и влажности. Вы буквально будете участвовать в изменении домашней «погоды».

Психрометр

Полностью называется данный комнатный аппарат — психрометрический гигрометр. Как определить влажность воздуха в квартире с помощью психрометра? Они имеют два градусника. Один градусник имеет название «сухой», который выполняет стандартную работу – измерение температуры в помещении.

Другой термометр – увлажненный, потому что он находится внутри водяного сосуда, и обмотан фитилем из ткани. Он дает показатели температуры фитиля, который влажный. Значение данной температуры получается за счет испарения влажности. Если показатель влажности имеет низкий уровень, то испарение проводится гораздо быстрее. И наоборот.

Благодаря психрометру, вы сможете получить необходимую информацию о состоянии вашей комнаты, то есть определить влажность воздуха. Сегодня часто пользуются психрометром для контролирования влагосодержания.

Приборы: волосяной и пленочный

Волосяной прибор для измерения влажности воздуха в помещении достаточно легко устроен. Почему его так называют? Работа данного типа гигрометра ведется на основании волоса из синтетики, который является обезжиренным. Как узнать влажность воздуха на нем? Как измерить влажность воздуха в квартире благодаря волосяному устройству?

От изменения состояния воздуха, меняет и свою длину этот синтетический обезжиренный волос. Он натянут меж пружины и стрелочного конца. За счет колебания синтетического волоса осуществляется перемещение стрелки по пластинке с делениями (циферблат), которая и выдает общие значения уровня влаги в комнате. Обсудим «внутренности» аппарата.

Этот прибор для измерения влажности воздуха обладает большим охватом значений – от 0 до 100. Поэтому сведения о состоянии воздушного потока будут наиболее точными. Главная особенность его – это простота его работы. С ними легко обращаться, поэтому вы не будете мучиться с ним во время использования. Данный измеритель можно расположить на стене в комнате – это довольно удобно. Измерьте и узнайте данные о состоянии квартиры, которые будут у вас всегда перед глазами.

Есть другой тип гигрометра – это пленочный. Как проверить влажность воздуха в квартире с помощью него? Пленочный гигрометр состоит по-другому, поэтому и принцип функционирования отличается от волосяного. Главная отличительная особенность пленочного гигрометра – это наличие элемента, который является чувствительным. Данный компонент в устройстве – это органическая пленка. Принцип работы — органическая пленка может растягиваться, или наоборот, сжиматься – это зависит от состояния влажности воздуха в доме. Значение влажности также отображается на циферблате.

Может быть интересно

Если во влажном определенном помещении относительно низкие температуры, то рекомендуется использовать именно волосяной или пленочный гигрометры. Другие аппараты просто не подходят для определения уровня влажности в помещении, их практически не используют.

Оцените статью
uk-vodokanal.ru
Добавить комментарий