Ćw.4

„Wyznaczanie parametrów wilgotności

powietrza”

I. TEORIA

Wilgotność powietrza- to wielkość , którą można określić w różny sposób , za każdym razem inaczej określając ilość pary wodnej zawartej w danej objętości powietrza .

Wilgotność możemy scharakteryzować w sposób :

1. bezpośredni , tzn. podając masę pary w jednostce objętości powietrza ;

2. pośredni , określając wkład jaki wnosi ciśnienie pary wodnej do całkowitego

ciśnienia wszystkich gazów atmosferycznych .

Wilgotność względna jest to stosunek masy pary wodnej aktualnie zawartej w jednostce objętości powietrza do masy , która odpowiadałaby stanowi nasycenia w tej samej temperaturze . Wilgotność względna wyrażana w [ % ] .

Dla pary nienasyconej masa pary wodnej zawartej w jednostce objętości jest w przybliżeniu proporcjonalna do ciśnienia pary , stąd :

wilgotność względna [ % ] = * 100

w zależności tej ciśnienie pary nasyconej jest ciśnieniem w temperaturze powietrza .

Wilgotność względna może się zmieniać, gdy zawartość pary w powietrzu pozostaje stała , jest to możliwe przy zmianach temperatury powietrza .

Dlatego też , wilgotność względna bywa najwyższa nad ranem , gdy temperatura jest najniższa . W niektórych przypadkach para w powietrzu może osiągnąć stan nasycenia . W momencie gdy para kondensuje się , to tworzy się zamglenie lub mgła . Następnie temperatura wzrasta , wilgotność względna maleje i mgła lub zamglenie zanika .

METODY POMIARU WILGOTNOŚCI :

Higrometry są to przyrządy , które służą do pomiaru wilgotności .

Higrometry włosowe : Rozmiary wielu substancji organicznych zmieniają się przy zmianie wilgotności względnej . Zjawisko to było wykorzystywane w pewnych higrometrach , na przykład przy zmianach wilgotności względnej zmienia swoją długość ludzki włos . Zmiany te mogą być zwielokrotnione za pomocą systemu dźwigni i wykorzystywane do poruszania wskazówki .Na tej zasadzie działa higrometr włosowy .

Psychometr : Nazywany jest również wilgotnym lub suchym termometrem - higrometrem .

Termometr wilgotny jest taki sam jak zwykły termometr używany do pomiaru temperatury powietrza , ale zbiornik z rtęcią zastąpiony jest cienkim batystem , który stale zwilżany jest za pomocą knota .

Termometr suchy i zwilżony , powinny być wentylowane , a także osłonięte przed promieniowaniem słonecznym .

II. DOŚWIADCZENIE :

1.Wyznaczanie prężności pary wodnej w powietrzu

e(t_s) - prężność pary wodnej w powietrzu

e_w(t_w) - prężność pary wodnej nasyconej w powietrzu o temperaturze termometru zwilżonego

A - stała psychometryczna

P - ciśnienie atmosferyczne

t_s - temperatura suchego termometru

t_w - temperatura zwilżonego termometru

A_w = 0,000678(1+0,00115 × t_w)

log e_w = 10,79574 * (1 - T_OI/T) - 5,028 * log(T/T_OI) + 1,50475 * 0,0001 * [1-10^-8,2969 * (T/T_OI-1)] + 0,42873 * 0,001 * (10^4,76955 * ^{(1 - T/TOI ) - 1}] + 0,78614

T_OI - temperatura zamarzania wody w 1000 hPa

T - temperatura termometru

t_s -32°C = 288,15 K

t_w -15,5°C = 285,15 K

2.Wyznaczanie wilgotności względnej powietrza

3.Obliczenia

A = 0,00069

log e_w (t_w) = 1,245773

e_w (t_w) = 17,61057

log e_w (t_s) = 16,77405

e_w (t_s) = 47,57787

e (t_s) = 16,71346

f= 35,13%

Niedosyt wilgotności powietrza Δ

Wartość niedosytu wilgotności informuje o ilości pary wodnej , którą może jeszcze pomieścić powietrze w chwili obserwacji .

Niedosyt wilgotności powietrza obliczamy ze wzoru :

Δ= ew(ts) - e(ts)

Δ=47,57787-16,71346

Δ =30,86

III. USREDNIONY PRZEBIEG POMIARU WILGOTNOŚCI W DOBIE I ROKU

Zmienność klimatu jest powodowana przede wszystkim przez wewnętrzne procesy, zachodzące w systemie klimatycznym. Najważniejszym z nich jest cyrkulacja atmosferyczna, którą — w pewnym uproszczeniu — można określić jako planetarny układ makroturbulencyjnych wirów, cyklonalnych i antycyklonalnych, przemieszczających się nad globem ziemskim oraz przenoszących ciepło i wilgoć.

Kondensacja w atmosferze ziemskiej jest to skraplanie lub zestalanie się pary wodnej zawartej w powietrzu atmosferycznym. Prowadzi do powstania chmur, mgieł i opadów. Rozpoczyna się wówczas, gdy para wodna osiąga stan nasycenia, co w atmosferze ziemskiej następuje najczęściej w wyniku ochłodzenia się powietrza do temperatury punktu rosy. Ochłodzenie powietrza może nastąpić wskutek jego zetknięcia się z chłodnymi przedmiotami lub podłożem (wychłodzonym przez wypromieniowanie ciepła), w wyniku adiabatycznego rozprężania się powietrza (podczas jego wznoszenia się) lub wskutek mieszania się mas powietrza o różnej temperaturze i wilgotności. Kondensacja w atmosferze ziemskiej rozpoczyna się na tzw. jądrach kondensacji — drobnych cząstkach pochodzenia naturalnego i przem. (aerozol atmosferyczny), przede wszystkim na higroskopijnych kryształkach soli mor. lub cząstkach kwasów. W ich nieobecności kondensacja wymagałaby przesycenia 400-800%.

4

aktualne ciśnienie pary

ciśnienie pary nasyconej

---