Как найти температуру сухого воздуха

Состояние каждого
из атмосферных газов характеризуется
значе­ниями трех величин: температуры,
давления и плотности (или удель­ного
объема). Эти величины всегда связаны
между собой некоторым уравнением,
которое носит название уравнения
состояния газа.

Для каждого газа
существует так называемая критическая
тем­пература Ткр. Если температура
газа выше критической, то ни при каком
давлении газ не может быть переведен в
жидкое или твердое состояние, т. е. при
Т > Ткр возможно только газообразное
состоя­ние вещества. Критические
температуры атмосферных газов имеют
следующие значения:

Из этих данных
видно, что критические температуры всех
атмо­сферных газов, кроме углекислого
газа и водяного пара, очень низ­кие.
Температуры, которые наблюдаются в
атмосфере на всех высо­тах, значительно
выше критических температур этих газов.
Хотя критическая температура углекислого
газа выше, чем обычно на­блюдаемые
температуры воздуха, этот газ далек от
состояния насы­щения, поскольку его
парциальное давление в условиях атмосферы
мало.

По своим физическим
свойствам газ тем ближе к идеальному,
чем выше его температура по сравнению
с критической, а также чем меньше его
давление по сравнению с давлением
насыщения.

При условиях,
наблюдающихся в атмосфере, основные
газы, входящие в состав воздуха, ведут
себя практически как идеальные газы.
Поэтому уравнение состояния какого-либо
газа имеет вид уравнения состояния
идеального газа:

где p_i
— парциальное давление; Т — температура;
V_i
— удельный объем; R_i
— удельная газовая постоянная i-гo газа;
п
— число газов, составляющих механическую
смесь.

Удельная газовая
постоянная R_i
; связана с универсальной газо­вой
постоянной R^*=
8,31441 103 Дж/(кмоль • К) следующим
соот­ношением:

где μ_i
— относительная молекулярная масса
1-го газа.

Согласно закону
Дальтона, поведение каждого газа в
механиче­ской смеси не зависит от
присутствия других газов, а общее
давле­ние смеси равно сумме парциальных
давлений, т. е.

Пусть масса сухого
воздуха равна единице, а масса i-гo газа
m_i Тогда

где v—
удельный объем сухого воздуха.

Подставляя v_i
в соответствии с (1.3.4) в формулу (1.3.1) и
сумми­руя уравнения (1.3.1), получаем:

или, согласно
(1.3.3),

где Rc — удельная
газовая постоянная сухого воздуха:

Уравнение (1.3.5) и
представляет собой уравнение состояния
су­хого воздуха.

Таким образом,
уравнение состояния сухого воздуха
имеет тот же вид, что и уравнение состояния
идеального газа. При этом удель­ная
газовая постоянная воздуха определяется
как среднее взвешен­ное из парциальных
газовых постоянных по формуле (1.3.6).

С учетом формулы
(1.3.2) и данных о составе воздуха (см. п.
1.1) получаем следующее значение удельной
газовой постоянной сухого воздуха:

Относительную
молекулярную массу сухого воздуха по
углерод­ной шкале можно получить при
известных Rc и R*по
соотношению

Если вместо
удельного объема v в уравнение (1.3.5)
ввести плот­ность р, связанную с v
соотношением р = l/v, то оно примет вид

Наряду с таким
видом уравнения состояния широкое
распространение, особенно при изучении
верхних слоев атмосферы, полу­чила
другая форма записи его. Эта форма легко
получается из урав­нения (1.3.5), если
левую и правую части его умножить на
μ_с:

где V = μ_сv
объем моля воздуха. При фиксированных
р и Т объем V, согласно (1.3.9), для всех
газов одинаков. Например, при Т = О °С и
р = 1013,2 гПа объем Vo = 22,41 м3/кмоль.

Если теперь
разделить левую и правую части (1.3.9) на
число мо­лекул воздуха в одном моле
(N), то получим:

Где

Поскольку число
молекул в одном моле — число Авогадро
— для всех газов одинаково (N = 6,02 • 1026
кмоль”1), то величина к пред­ставляет
собой тоже универсальную постоянную,
называемую по­стоянной Больцмана:

Следовательно,
уравнение состояния воздуха, равно как
и любо­го другого газа, можно записать
также в следующем виде:

где п
= N/V — число молекул воздуха в 1 м3, которое,
как следует

ИЗ (1.3.12), При
фиксированных р и Т одинаково для всех
газов: при Т = 0 º С и р = 1013,2 гПа, п
= 2,687 · 10²⁵
м^-3.

Из уравнений
(1.3.8) и (1.3.12) следует

Откуда

где m=μ_с
/ N
– средняя масса одной молекулы воздуха.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Уравнение состояния сухого воздуха

Состояние каждого из атмосферных газов характеризуется значе­ниями трех величин: температуры, давления и плотности (или удель­ного объема). Эти величины всегда связаны между собой некоторым уравнением, которое носит название уравнения состояния газа.

Для каждого газа существует так называемая критическая тем­пература Ткр. Если температура газа выше критической, то ни при каком давлении газ не может быть переведен в жидкое или твердое состояние, т. е. при Т > Ткр возможно только газообразное состоя­ние вещества. Критические температуры атмосферных газов имеют следующие значения:

Из этих данных видно, что критические температуры всех атмо­сферных газов, кроме углекислого газа и водяного пара, очень низ­кие. Температуры, которые наблюдаются в атмосфере на всех высо­тах, значительно выше критических температур этих газов. Хотя критическая температура углекислого газа выше, чем обычно на­блюдаемые температуры воздуха, этот газ далек от состояния насы­щения, поскольку его парциальное давление в условиях атмосферы мало.

По своим физическим свойствам газ тем ближе к идеальному, чем выше его температура по сравнению с критической, а также чем меньше его давление по сравнению с давлением насыщения.

При условиях, наблюдающихся в атмосфере, основные газы, входящие в состав воздуха, ведут себя практически как идеальные газы. Поэтому уравнение состояния какого-либо газа имеет вид уравнения состояния идеального газа:

где p_i — парциальное давление; Т — температура; V_i — удельный объем; R_i — удельная газовая постоянная i-гo газа; п — число газов, составляющих механическую смесь.

Удельная газовая постоянная R_i ; связана с универсальной газо­вой постоянной R * = 8,31441 103 Дж/(кмоль • К) следующим соот­ношением:

где μ_i — относительная молекулярная масса 1-го газа.

Согласно закону Дальтона, поведение каждого газа в механиче­ской смеси не зависит от присутствия других газов, а общее давле­ние смеси равно сумме парциальных давлений, т. е.

Пусть масса сухого воздуха равна единице, а масса i-гo газа m_i Тогда

где v— удельный объем сухого воздуха.

Подставляя v_i в соответствии с (1.3.4) в формулу (1.3.1) и сумми­руя уравнения (1.3.1), получаем:

или, согласно (1.3.3),

где Rc — удельная газовая постоянная сухого воздуха:

Уравнение (1.3.5) и представляет собой уравнение состояния су­хого воздуха.

Таким образом, уравнение состояния сухого воздуха имеет тот же вид, что и уравнение состояния идеального газа. При этом удель­ная газовая постоянная воздуха определяется как среднее взвешен­ное из парциальных газовых постоянных по формуле (1.3.6).

С учетом формулы (1.3.2) и данных о составе воздуха (см. п. 1.1) получаем следующее значение удельной газовой постоянной сухого воздуха:

Относительную молекулярную массу сухого воздуха по углерод­ной шкале можно получить при известных Rc и R*по соотношению

Если вместо удельного объема v в уравнение (1.3.5) ввести плот­ность р, связанную с v соотношением р = l/v, то оно примет вид

Наряду с таким видом уравнения состояния широкое распространение, особенно при изучении верхних слоев атмосферы, полу­чила другая форма записи его. Эта форма легко получается из урав­нения (1.3.5), если левую и правую части его умножить на μ_с:

где V = μ_сv объем моля воздуха. При фиксированных р и Т объем V, согласно (1.3.9), для всех газов одинаков. Например, при Т = О °С и р = 1013,2 гПа объем Vo = 22,41 м3/кмоль.

Если теперь разделить левую и правую части (1.3.9) на число мо­лекул воздуха в одном моле (N), то получим:

Поскольку число молекул в одном моле — число Авогадро — для всех газов одинаково (N = 6,02 • 1026 кмоль”1), то величина к пред­ставляет собой тоже универсальную постоянную, называемую по­стоянной Больцмана:

Следовательно, уравнение состояния воздуха, равно как и любо­го другого газа, можно записать также в следующем виде:

где п = N/V — число молекул воздуха в 1 м3, которое, как следует

ИЗ (1.3.12), При фиксированных р и Т одинаково для всех газов: при Т = 0 º С и р = 1013,2 гПа, п = 2,687 · 10 25 м -3 .

Из уравнений (1.3.8) и (1.3.12) следует

где m=μ_с / N – средняя масса одной молекулы воздуха.

Уравнения состояния атмосферного воздуха

Уравнение состояния газов применимо для теоретических расчётов и к сухому воздуху, и к водяному пару, и к влажному воздуху. Однако для влажного воздуха плотность зависит ещё и от упругости водяного пара, содержащегося в воздухе.

Уравнение состояния сухого воздуха имеет следующий вид:

где p — давление воздуха; ν — удельный объём сухого воздуха; T — абсолютная температура воздуха; R_c — удельная газовая постоянная воздуха, равная 287,05287 Дж/(кг К).

При замене удельного объёма v плотностью ρ = 1/v, уравнение состояния сухого воздуха примет вид:

Уравнение состояния влажного воздуха имеет следующий вид:

где s — массовая доля водяного пара; множитель (1 + 0,608s) можно отнести как к удельной газовой постоянной влажного воздуха, так и к температуре этого воздуха.

Уравнение состояния водяного пара с достаточной степенью точности можно записать в следующем виде:

где e — парциальное давление водяного пара; ν_n — удельный объём; R_n — удельная газовая постоянная водяного пара (R_n = R / M_n = 461,51 Дж / кг · К · R* = 8314,32 Дж/(кмоль∙K) — универсальная газовая постоянная).

Водяной пар отличается по своим свойствам от идеального газа (R_n не постоянна), но в пределах от 0 ºC до 40 ºC удельная газовая постоянная водяного пара близка к теоретическому значению. По этой причине уравнение состояния водяного пара может служить уравнением состояния как ненасыщенного, так и насыщенного водяного пара.

В метеорологии множитель (1 + 0,608s) обычно относят к температуре, для чего вводится понятие виртуальной температуры (Tv = T (1 + 0,608s) = T + ΔTv; ΔTv — виртуальный добавок).

С введением виртуальной температуры уравнение состояния влажного воздуха имеет вид:

где ρ = 1/ν — плотность влажного воздуха.

Из сравнения уравнений состояния сухого воздуха и влажного воздуха следует, что при одинаковой температуре и давлении плотность влажного воздуха всегда меньше плотности сухого воздуха. Физически это объясняется тем, что в состав влажного воздуха входит водяной пар, который вытесняет часть сухого воздуха.

Литература

Гидрометеорологическое Обеспечение Мореплавания – Глухов В.Г., Гордиенко А.И., Шаронов А.Ю., Шматков В.А. [2014]

Уравнение состояния газов

Основными характеристиками физического состояния газа являются его давление, температура и плотность. Все эти величины взаимозависимы. Газы сжимаемы, поэтому их плотность меняется в зависимости от давления и температуры. Связь между давлением, температурой и плотностью для идеальных газов дается уравнением состояния газов, известным из физики. Оно пишется

, (1)

где – давление; – удельный объем газа; – температура по шкале Кельвина;

– удельная газовая постоянная, зависящая от природы газа.

Для каждого газа существует температура, называемая критической, выше которой любой газ можно с большой степенью точности назвать идеальным. Если температура газа выше критической, то газ ни при каком давлении не может быть переведен ни в жидкое, ни в твердое состояние.

Идеальный газ, находясь в смеси с другими газами, ведет себя независимо от них, имея собственные давление плотность , удельный объем . В случае термодинамического равновесия смеси у всех газов должна быть общая температура Т. Общее давление газа, согласно закону Дальтона, должно равняться сумме их парциальных давлений.

Рассмотрим уравнение состояния газа применительно к сухому воздуху, поскольку он как смесь газов удовлетворяет изложенным выше положениям физики. В табл. 2 приведены значения критической температуры для основных газов, входящих в состав сухого воздуха.

Критическая температура газов, входящих в состав сухой атмосферы

Для сухого воздуха, кроме входящего в него углекислого газа, все газы имеют критическую температуру более низкую, чем температуры, наблюдаемые в земной атмосфере, т.е. сухой воздух можно считать смесью идеальных газов. Углекислый газ в атмосфере имеет очень малое парциальное давление, далекое от насыщающего, т.е. в естественных условиях он также не может сконденсироваться.

Для каждого газа, входящего в атмосферу, можно записать уравнение состояния

, (2)

где – парциальное давление, – удельный объем, – удельная газовая постоянная для соответствующего газа, входящего в смесь.

Удельная газовая постоянная связана с универсальной R= 8,31441·103 Дж/кмоль·К так:

, (3)

где – относительная молекулярная масса газа.

Общее давление смеси

. (4)

Принимая массу сухого воздуха равной единице, а массу газа , имеем

, (5)

где: – удельный объем сухого воздуха

Используя уравнения (1), (4) и (5), запишем

(6)

, (7)

где – удельная газовая постоянная сухого воздуха. Она представляет собой результирующую вклада каждой компоненты смеси пропорционально удельной газовой постоянной и относительной массы в смеси каждого газа

. (8)

Относительная молекулярная масса сухого воздуха при известном по углеродной шкале получается на основе универсальной газовой постоянной

= 28,97 кг/моль. (9)

Рассмотрим влажный воздух как смесь сухого воздуха и водяного пара. Поскольку критическая температура водяного пара равна 374ºС, он как примесь идеального газа к смеси газов, формирующих сухой воздух, рассматриваться не может. Условие, когда фактическая температура меньше критической, является необходимым, но недостаточным для перехода газа в жидкость или твердое состояние. Необходимо также, чтобы его парциальное давление достигло состояния насыщения. Последнее является только функцией температуры, свойств газа и формы поверхности, для которой она рассчитывается. Здесь будет рассмотрен водяной пар, который до момента насыщения можно считать примесью идеального газа.

Уравнение состояния водяного пара можно представить в следующем виде:

, (10)

где – парциальное давление, – удельный объем, – удельная газовая постоянная водяного пара.

= 461,5 Дж/кг·К, (11)

где = 18,015 кг/моль – относительная молекулярная масса водяного пара.

Как показывают экспериментальные исследования и расчеты, в диапазоне температур от 0 до 40ºС удельная постоянная водяного пара практически совпадает с теоретической и не меняется.

Для вывода уравнения состояния рассмотрим 1 кг влажного воздуха. В нем содержится q кг водяного пара и кг сухого воздуха. Обозначим через и удельные объемы водяного пара, сухого и влажного воздуха.

Сухой воздух и водяной пар равномерно распределены по объему влажного воздуха и полностью его занимают. Удельные объемы водяного пара и сухого воздуха соответственно равны

и . (12)

Если обозначить – общее давление, –общую температуру, – парциальное давление сухого воздуха, то уравнение состояния сухой части воздуха имеет вид

. (13)

Отношение удельных газовых постоянных водяного пара и сухого воздуха

= 1,608 (14)

Заменив удельную газовую постоянную водяного пара удельной газовой постоянной сухого воздуха с соответствующим коэффициентом, получим уравнение состояния влажного воздуха

Множитель (1 + 0,608q) в метеорологии относят к температуре, вводя понятие виртуальной температуры

Она всегда не меньше молекулярной, так как влажность может меняться от 0 до насыщающей.

Таким образом, виртуальная температура – это температура, которую должен иметь сухой воздух, чтобы его плотность при том же давлении была равна плотности влажного воздуха.

Плотность влажного воздуха всегда меньше плотности сухого. В некоторых случаях это может служить дополнительным фактором, способствующим развитию свободной конвекции в атмосфере.

Плотность воздуха в каждом месте непрерывно меняется во времени. Кроме того, она сильно меняется с высотой, потому что с высотой меняются также атмосферное давление и температура воздуха. Давление с высотой всегда уменьшается, а вместе с ним убывает и плотность. Температура с высотой по большей части понижается, по крайней мере в нижних 10-15 кматмосферы. Но падение температуры влечет за собой повышение плотности. В результате совместного влияния изменения давле­ния и температуры плотность с высотой, как правило, понижа­ется, но не так сильно, как давление. В среднем для Европы она равна у земной поверхности 1250 г/м3, на высоте 5 км – 735 г/м3, 10 км – 411 г/м3, 20 км – 87 г/м3.

На высотах около 300 кмплотность воздуха имеет порядок величины 10-8 г/м3, т.е. в сто миллиардов раз меньше, чем у земной поверхности. На высоте 500 км плотность воз­духа уже 10-9 г/м3,на высоте 750 км – 10-10 г/м3или еще меньше. Эти значения плотности ничтожны по сравнению с при­земными. Но все же до высот более 20 тыс. кмплотность воз­духа остается значительно большей, чем плотность вещества в межпланетном пространстве.

Если бы плотность воздуха не менялась с высотой, а оставалась на всех уровнях такой же, как у земной поверхности, то для высоты атмосферы получилась бы величина около 8000 м.В самом деле, приземная плотность сухого воздуха при давле­нии 760 мми температуре 0° равна 1293 г/м3;столб воздуха с этой плотностью должен был бы иметь высоту, очень близкую к 8000 м,чтобы производить такое же давление, какое производит столб ртути в 760 мм высотой (1033 г/см3).Указанная высота (8000 м)называется высотой однородной атмосферы. В действительности плотность воздуха с высотой убывает, и потому истинная высота атмосферы равняется многим тысячам километров.

[spoiler title=”источники:”]

http://mirmarine.net/sudovoditel/gidrometeorologiya/1294-uravneniya-sostoyaniya-atmosfernogo-vozdukha

http://3ys.ru/vozdukh-i-atmosfera-radiatsionnyj-rezhim-atmosfery/uravnenie-sostoyaniya-gazov.html

[/spoiler]

Как определить температуру воздуха по Психрометру

Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар правого термометра обернут тканью. Левый термометр (сухой) служит для измерения температуры воздуха. Отсчет по правому (смоченному) термометру в соединении с отсчетами по сухому термометру служат для вычисления абсолютной и относительной влажности воздуха.

Как читать показания психрометра

Гигрометр психрометрический ВИТ-1

Чтобы правильно снять показания термометров, глаза наблюдателя должны находиться строго напротив верхней границы температурного столбика. При снятии показаний нельзя дышать на термометры. К каждому гигрометру прилагается паспорт, где указаны все поправки к показаниям.

Как определить температуру и влажность воздуха

Психрометрический гигрометр

В устройство психрометрического гигрометра входят два обыкновенных термометра: сухой и влажный (его конец обмотан тканью, опущенной в воду). Градусники дают разные показания: по этой разности температур с помощью специальных таблиц и определяют влажность воздуха.

Что показывает Психрометрическая таблица

Психрометрическая таблица необходима для определения относительной влажности воздуха на основе результатов измерения двух термометров, сухого и влажного. Прибор такого сочетания называется психрометром. Шарик одного из термометров обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с водой.

Как рассчитать температуру воздуха по влажному термометру

Чтобы определить температуру мокрого термометра, мы должны найти пересечение между горизонтальной линией температуры сухого термометра и кривой относительной влажности. Оттуда необходимо провести линию параллельно с наклонными линиями постоянной энтальпии.

Как пользоваться Психрометрическая таблица

Психрометрическая таблица:

• в первом столбце находим температуру сухого термометра (в градусах Цельсия);
• в первой строке находим разность температур между сухим и влажным термометром;
• на пересечении найденных строк из первых двух пунктов будет указана относительная влажность воздуха для данных условий.

Как считается влажность воздуха

Для того чтобы рассчитать относительную влажность воздуха, нужно фактическое количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, разделить на максимально возможную влажность при этой же температуре, пока не началась конденсация влаги.

Как правильно измерить температуру воздуха

Измеряйте правильно

Лучше всего измерять температуру воздуха на высоте примерно 2 м. Также убедитесь, что рядом нет источников тепла или холода, которые могут исказить результат. При измерениях под открытым небом необходимо учитывать солнечное излучение.

Как определить температуру по Гигрометру

Работающий с гигрометром должен находиться от него на расстоянии нормальной видимости отметок шкалы и остерегаться во время отсчетов дышать на термометры. При отсчете показаний термометров вначале быстро отсчитываются десятые доли градуса, затем целые градусы. 3.3.

Как узнать температуру воздуха в комнате

Температуру воздуха внутри помещения измеряют ртутными термометрами с ценой делений 0,2° С. При температурах выше 60° С можно применять термометры с ценой делении 0,5 или 1° С. При необходимости измерения температур вблизи горячих поверхностей термометр следует защищать экраном из белой жести или фольги.

Какой должна быть влажность воздуха

В квартирах считается нормальным уровень влажности от 30% до 60%. Золотая середина — 45%. И слишком сухой, и слишком влажный воздух — вредны для людей, для мебели, некоторых отделочных материалов и декора.

Почему показания влажного термометра психрометра всегда ниже температуры воздуха

Показания психрометра всегда ниже, чем температура воздуха в комнате. Так как чем ниже влажность воздуха в помещении, в результате чего для отрыва атомов из воды потребуется большее количество энергии. В итоге показатели влажного термометра будут ниже.

Какую влажность измеряет психрометр

Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры. Влажность воздуха — важный показатель, от которого зависит нормальная жизнедеятельность организма.

Как определить температуру воздуха формула

TР = tН + ΔtР (3), где tР — расчетная температура наружного воздуха для подбора воздушного конденсатора, tН — расчетная температура наружного воздуха по формуле (2), ΔtР — увеличение температуры в зависимости от места установки, определяемое по таблице 4.

Какой должна быть температура воздуха

Согласно СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», ГОСТу Р 51617-2000 «Жилищно-коммунальные услуги.

Как обозначается температура воздуха

Какие должны быть показания гигрометра

Согласно ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», в жилых помещениях не допускается влажность воздуха более 60% (оптимальная величина влажности — не более 45%).

Какая должна быть температура и влажность в процедурном кабинете

Температура воздуха не должна быть ниже 20 и выше 25°C, влажность воздуха — 60-65%.

Как заполнить психрометр

Берем прибор, аккуратно извлекаем питатель. Питатель переворачиваем и заливаем в него дистиллированную воду из бутылки. 4. Заполненый водой питатель переворачиваем и аккуратно, что бы не повредить термометры, вставляем в прибор.

В чем измеряют температуру воздуха

Температура воздуха — один из самых изменчивых показателей состояния воздуха. Её измеряют с помощью термометра (от греческого термо — «тепло», метрон — «мера»). Единица измерения — градус. Термометры бывают ртутные или спиртовые (при температуре (-38) °С ртуть замерзает).

Какая должна быть влажность и температура воздуха

Спальня. Для комфортного самочувствия и здорового сна в спальных комнатах оптимальная степень влажности должна находиться в пределах 40-55%.Норма влажности воздуха в квартире

Как понять что воздух влажный

Измеряется влажность воздуха прибором — гигрометром. Если относительная влажность воздуха меньше 40%, то такой воздух считается сухим, при относительной влажности больше 70% — сырым, а оптимальная относительная влажность воздуха находится в переделах- 40-70% (в среднем — 60%).

Чем измеряется влажность воздуха

Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются психрометрами и гигрометрами. Психрометр Августа состоит из двух термометров — сухого и влажного.

Что измеряют с помощью психрометра

При положительной температуре воздуха аспирационный психрометр — наиболее надёжный прибор для измерения температуры и влажности воздуха. В дистанционных психрометрах используют обычно термометры сопротивления как наиболее точные и стабильные.

Как определить абсолютную влажность воздуха по Психрометру

Резервуар психрометра заполняют водой. Ткань, которой обернут резервуар одного из термометров прибора, опускают в воду с тем, чтобы сам резервуар был на расстоянии 3 см над поверхностью воды. Затем психрометр подвешивают на штативе в точке определения. Через 8-10 минут снимают показатели сухого и влажного термометров.

Что определяет температуру воздуха

Температура воздуха определяется с помощью Термометра.

Как определить суточную температуру воздуха

Ответ или решение1. 1) Для того, чтобы узнать среднесуточную температуру в данной задаче нужно найти сумму температур 7 часов, 13 часов, 19 часов, а затем полученное число разделить на 3, так как мы рассчитываем ее по трем замерам в течение дня. (-3°C + 5°C — 1°C) / 3 = 1/3°C — среднесуточная температура.

Как рассчитать среднюю температуру воздуха в помещении

Таким образом, средняя температура воздуха вычисляется путем несложного математического вычисления. Если необходимо посчитать среднюю температуру за сутки — необходимо знать температуру за каждые три часа, сложить ее и разделить на количество этих температур.

Какую влажность показывает гигрометр

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %.

Какая влажность воздуха должна быть в аптеке

Хранение лекарственных средств осуществляется при относительной влажности не более 60 ± 5% в зависимости от соответствующей климатической зоны (I, II, III, IVА, IVБ), если специальные условия хранения не указаны в нормативной документации.

Как работает психометрический гигрометр

Метод измерения относительной влажности гигрометром психрометрическим основан на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разностью — разностью показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой.

Как связаны между собой температура и влажность воздуха

Количество водяного пара, который может содержаться в воздухе, зависит от температуры — чем выше температура, тем больше влаги может в нем находиться. Количество содержащейся в воздухе влаги характеризуется двумя величинами — относительной и абсолютной влажностью.

Почему при высокой влажности холоднее

Это связано с тем, что повышенное содержание водяного пара в воздухе затрудняет отвод избыточного тепла тела через пот. Обычно тепло нашего тела испаряет капельки пота на поверхности кожи, тем самым охлаждая нашу кожу.

Можно ли спать рядом с увлажнителем воздуха

Рядом с включенным увлажнителем воздуха можно спать, оставляя прибор работающим на всю ночь. При этом важно убедиться, что он установлен безопасно, а пар подается правильно. Он должен распределяться по всей комнате. Если увлажнитель стоит рядом с кроватью, его не направляют в ее сторону.

Как снимать показания с психрометра

Гигрометр психрометрический ВИТ-1

Чтобы правильно снять показания термометров, глаза наблюдателя должны находиться строго напротив верхней границы температурного столбика. При снятии показаний нельзя дышать на термометры. К каждому гигрометру прилагается паспорт, где указаны все поправки к показаниям.

Когда разность показаний термометров психрометра больше когда воздух в комнате более сухой или влажный почему

Чем ниже влажность в окружающей среде, тем быстрее происходит процесс испарения воды в психрометре. Если отвечать на данный вопрос, то: разность показаний термометров уменьшиться.

Что такое Психрометрическая разность

Таким образом: чем больше разница между показаниями «сухого» и «мокрого» термометров (психрометрическая разность), тем меньше относительная влажность окружающего воздуха. Конструктивно различают несколько видов психрометров: обычные психрометры Августа без принудительного обдува, рассмотренные выше (см.

Какие показатели получают с помощью психрометра

Снимают показания сухого и влажного термометров и находят относительную влажность воздуха либо по психрометрической таблице, либо по номограмме — психрометрическому графику (психрометрической диаграмме), либо с помощью онлайн-калькулятора.

Что показывает сухой термометр психрометра

Сухой термометр показывает температуру воздуха, а смоченный, теплоприёмник которого обвязан влажным батистом, — его собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения, происходящего с поверхности его резервуара.

Что можно определить с помощью психрометра

Психрометр или гигрометр психометрический — это специальный прибор, предназначенный для измерения температуры и влажности воздуха.

Какая влажность воздуха должна быть в жилом помещении

В квартирах считается нормальным уровень влажности от 30% до 60%. Золотая середина — 45%. И слишком сухой, и слишком влажный воздух — вредны для людей, для мебели, некоторых отделочных материалов и декора.

Оставить отзыв (1)

• Как можно узнать о температуре воздуха
• Как находить температуру воздуха
• Как определить температуру воздуха формула
• Как определяется ощущаемая температура воздуха
• Как определять температуру воздуха
• Как считать температуру воздуха

Физические принципы

• 
• 

Воздух является смесью различных газов. Сухой воздух состоит из следующих:

Влажный воздух содержит в качестве дополнительного компонента пары воды. Эти пары присутствуют в окружающем воздухе в небольших количествах. Весовая пропорция паров воды в окружающем воздухе составляет от 0,1 до 2%. Несмотря на незначительное количество воды, присутствующей в воздухе, тем не менее, от влажности в большой мере зависит самочувствие людей и качество многих технологических процессов.

Закон Дальтона гласит, что сумма всех парциальных давлений pi равно общему давлению смеси газов Pобщ.

Так как все компоненты распределены равномерно по всему объему

Таким образом, решающим является пропорциональный объем газа, а не пропорциональный вес. Например, парциальное давление азота (с пропорциональным объемом 78%) при общем давлении 1013 мбар составляет 790 мбар.

Влажный воздух состоит из сухого воздуха и паро воды. Таким образом:

Парциальное давление водяного пара описывает текущее (моментальное) давление паров воды во влажном воздухе:

Примечание: В соответствии с VDI/VDE GMA, давление пара в дальнейшем будет обозначаться символом е.

Давление насыщенного водяного пара.

Давление насыщенного водяного пара Ps (мбар, гПа) описывает максимально возможное давление пара/концентрацию паров воды/парциальное давление водяного пара при определенной температуре. Если давление паров повышается повышается, или понижается температура, образуется конденсат:

Коэффициенты в соответствии с Магнусом (DIN 50010)

Давление насыщенного водяного пара [мбар]

Относительная влажность.

Относительная влажность (%ОВ) определяется как отношение между существующим парциальным давлением водяного пара Pw и давлением насыщенного водяного пара Ps при одинаковом давлении воздуха и одинаковой температуре и выражается в процентах. Относительная влажность показывает, сколько процентов от максимально возможного содержание водяного пара присутствует в воздухе в данный момент.

Относительная влажность выражается в процентном значении, в соответствии с этим определением насыщение достигается при 100% ОВ

Применение: Системы кондиционирования, особенно климат в помещениях.

Температура точки росы.

Температура точки росы (Ctd) – это температура, при достижении которой пары воды в воздухе начинают конденсироваться, т.е. существующее давление водяного пара Pw равняется давлению насыщенного водяного пара Ps. При падении температуры снижается способность воздуха удерживать пары воды. 

Применение: В процессах мониторинга остаточной влажности (лучшее разрешение, чем при использовании шкалы %ОВ), а так же в чувствительных к выпадению конденсата процессах для мониторинга выпадения конденсата (температура процесса должна быть выше точки росы)

Абсолютная влажность.

Абсолютная влажность – это количество воды (г/м3) присутствующее в фиксированном объеме 1м3.

Применение: В процессах осушки, для измерения степени осушения

Удельная влажность.

Удельная влажность (г/кг) определяется как отношения массы присутствующей в воздухе воды к массе сухого воздуха.

Применение:  Системы кондиционирования.

Температура шарика смоченного термометра.

Температура шарика смоченного термометра все еще является широко используемым параметром, поэтому мы сделали его одним из рассчитываемых параметров для приборов testo 6681/6381/6383.

Температура шарика смоченного термометра обычно определяется при помощи психрометров, которые так же измеряют температуру шарика сухого термометра (температуру процесса).

Классическое устройство психрометра:

Измерительный наконечник смоченного термометра обертывают тканью (как правило, сукном), которое увлажняют дистиллированной водой. Смоченный и сухой термометры помещают в воздушный поток и защищают от теплового излучения. Из-за испарения воды из ткани, температура смоченного термометра падает. Эта температура совместно с температурой сухого термометра является мерой влажности воздуха, которая может быть определена при помощи психрометрических таблиц.

Пример: Температура сухого термометра 22 С, в то время как смоченного – 19С, что составляет психрометрическую разницу 3К. Таким образом, относительная влажность воздуха по таблице составляет 75%.

Применение: кондиционированные камеры/шкафы, традиционные измерительные задачи.

Психрометрические диаграммы для применения в приложениях для кондиционирования воздуха.

Психрометрические диаграммы являются компактным представлением параметров воздуха и составляются по отношению к определенному уровню давления (как правило, к атмосферному давлению). Представленная здесь психрометрическая диаграмма показывает различные параметры влажности (относительную влажность, удельную влажность), а так же температуру и их зависимость друг от друга

Использование психрометрической диаграммы на примере «зимнего случая»/»летнего случая»

Зона комфорта (люди чувствуют себя при этой температуре и уровне влажности) находится между 20 и 26 С и 30 и 65 %ОВ (в соответствии и DIN 1964 и ASHARE)

Зимний случай.

Для того чтобы слишком холодный и сухой зимний воздух был приведен к условиям  зоны комфорта, он сначала должен быть нагрет, а затем относительная влажность должна быть повышена, например с помощью адиабатического увлажнителя (воздух при этом охлаждается). Затем воздух снова подогревается и после обогревателя он уже находится в зоне комфорта (см. черные стрелки на диаграмме)

Летний случай.

Для того чтобы слишком теплый и влажный летний воздух был приведен к зоне комфорта, сначала он должен быть охлажден при помощи охладителя. При этом влага из воздуха выпадает в виде конденсата. Затем воздух снова подогревается и после обогревателя он уже находится в зоне комфорта (см. серые стрелки на диаграмме)

Зависимость параметров влажности от температуры и давления

Параметр влажности	Зависим от давления	Зависим от температуры
Содержание влаги/пропорциональный объем Атмосферная точка росы Удельная влажность	нет	нет
Давление насыщенного водяного пара	нет	да
Точка росы под давлением	да	нет
Парциальное давление водяного пара Относительная влажность Абсолютная влажность	да	да

Уравнение состояния газов применимо для теоретических расчётов и к сухому воздуху, и к водяному пару, и к влажному воздуху. Однако для влажного воздуха плотность зависит ещё и от упругости водяного пара, содержащегося в воздухе.

Уравнение состояния сухого воздуха имеет следующий вид:

где p — давление воздуха; ν — удельный объём сухого воздуха; T — абсолютная температура воздуха; R_c — удельная газовая постоянная воздуха, равная 287,05287 Дж/(кг К).

При замене удельного объёма v плотностью ρ = 1/v, уравнение состояния сухого воздуха примет вид:

Уравнение состояния влажного воздуха имеет следующий вид:

где s — массовая доля водяного пара; множитель (1 + 0,608s) можно отнести как к удельной газовой постоянной влажного воздуха, так и к температуре этого воздуха.

Уравнение состояния водяного пара с достаточной степенью точности можно записать в следующем виде:

где e — парциальное давление водяного пара; ν_n — удельный объём; R_n — удельная газовая постоянная водяного пара (R_n = R / M_n = 461,51 Дж / кг · К · R* = 8314,32 Дж/(кмоль∙K) — универсальная газовая постоянная).

Водяной пар отличается по своим свойствам от идеального газа (R_n не постоянна), но в пределах от 0 ºC до 40 ºC удельная газовая постоянная водяного пара близка к теоретическому значению. По этой причине уравнение состояния водяного пара может служить уравнением состояния как ненасыщенного, так и насыщенного водяного пара.

В метеорологии множитель (1 + 0,608s) обычно относят к температуре, для чего вводится понятие виртуальной температуры (Tv = T (1 + 0,608s) = T + ΔTv; ΔTv — виртуальный добавок).

С введением виртуальной температуры уравнение состояния влажного воздуха имеет вид:

где ρ = 1/ν — плотность влажного воздуха.

Из сравнения уравнений состояния сухого воздуха и влажного воздуха следует, что при одинаковой температуре и давлении плотность влажного воздуха всегда меньше плотности сухого воздуха. Физически это объясняется тем, что в состав влажного воздуха входит водяной пар, который вытесняет часть сухого воздуха.

Литература

Гидрометеорологическое Обеспечение Мореплавания – Глухов В.Г., Гордиенко А.И., Шаронов А.Ю., Шматков В.А. [2014]