Влажность воздуха

Слайд 1. Влажность воздуха

Почему это важно для жизни, техники и комфорта

Слайд 2. Что такое влажность?

Воздух вокруг нас — это не просто смесь газов, а «раствор» водяного пара. Влажность показывает, сколько этого пара содержится в атмосфере в данный момент. Без воды в воздухе наша кожа бы пересыхала, а растения не могли бы существовать.

Слайд 3. Процессы в воздухе

Молекулы воды покидают поверхность жидкости и становятся невидимым газом.

Состояние, когда число улетающих молекул равно числу возвращающихся в жидкость.

Процесс превращения пара обратно в жидкость (роса, туман, облака).

Слайд 4. Насыщенный пар

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Его давление — максимально возможное при данной температуре.

При сжатии или охлаждении он начинает превращаться в капли.

Плотность такого пара резко растёт при нагревании.

Слайд 5. Абсолютная влажность

Абсолютная влажность — это физическая величина, равная массе водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха. По сути, это плотность водяного пара $\rho$. Формула для расчёта: $\rho =\frac{m}{V}$, где $m$ — масса пара, $V$ — объём. Измеряется обычно в граммах на кубический метр (г/м³).

Слайд 6. Относительная влажность

Показывает, насколько пар близок к насыщению. Это отношение парциального давления пара к давлению насыщенного пара при той же температуре.

$\varphi =\frac{p}{p_0}\cdot 100\%$ или $\varphi =\frac{\rho }{{\rho }_0}\cdot 100\%$. Если $\varphi =100\%$, пар стал насыщенным.

Слайд 7. Зависимость давления от температуры

Слайд 8. Как измерить влажность?

Волосной гигрометр: использует свойство человеческого волоса менять длину при изменении влажности.

Конденсационный гигрометр: определяет «точку росы» по зеркальцу.

Психрометр: прибор из двух термометров (сухого и влажного), самый точный в быту.

Слайд 9. Психрометрическая таблица

Чем суше воздух, тем быстрее испаряется вода с влажного термометра и тем ниже его температура. По разности показаний определяют влажность воздуха.

Слайд 10. Точка росы

Это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем пар стал насыщенным. Если температура падает ниже точки росы, лишняя влага выпадает в виде осадков. Именно поэтому «потеют» окна, когда на улице мороз, а дома тепло.

Слайд 11. Влажность в нашей жизни

Оптимальная влажность 40–60%. Сухой воздух сушит слизистые и снижает иммунитет.

Зимой в домах влажность падает до 15–20% из-за нагрева холодного уличного воздуха.

В музеях строго держат 50%, чтобы холсты и дерево не трескались и не гнили.

Статическое электричество накапливается быстрее в сухом воздухе, что опасно для электроники.

Слайд 12. Типичные значения относительной влажности

Оптимальный диапазон для человека — $40\text{–}60\%$. При таких значениях кожа и слизистые оболочки не пересыхают, а иммунитет работает эффективно.

В квартирах влажность падает до $15\text{–}20\%$. Это суше, чем в пустыне Сахара! Необходимы увлажнители для поддержания водного баланса организма.

В Сочи или джунглях Амазонии влажность часто превышает $80\text{–}90\%$. В таких условиях жара переносится тяжелее из-за плохого испарения пота.

Максимум достигается ночью и на рассвете (при похолодании), минимум — днем. Почему утренняя роса выпадает именно перед восходом солнца?

Слайд 13. Вопросы для обсуждения

Почему перед дождем ласточки летают низко (как это связано с крыльями насекомых и влажностью)?

Почему в бане при $90^{\circ }C$ мы чувствуем себя иначе, чем в сухой сауне при той же температуре?

Как работает увлажнитель воздуха и почему нельзя заливать в него обычную воду из-под крана?

Почему очки запотевают, когда заходишь с мороза в помещение?

Слайд 14. Подведем итоги

Абсолютная влажность — это плотность пара в воздухе (г/м³).

Относительная влажность — степень насыщения воздуха паром (в процентах).

Точка росы — температура, при которой пар становится насыщенным.

Для здоровья человека и сохранности вещей важно поддерживать влажность около 50%.

Основные приборы для измерения — психрометр и гигрометр.