Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Wydział: Nauk o Materiałach i Środowisku

Kierunek: Inżynieria Środowiska

Semestr: II

Ćwiczenie nr 36

Wyznaczanie wilgotności względnej powietrza i stałej psychrometru Assmana

Grupa nr 207

Izabela Wykręt

Michał Paździora

Michał Pękala

Część teoretyczna:

Wilgotność bezwzględna i względna

Powietrze atmosferyczne zawiera zawsze niewielką ilość pary wodnej. Ilość ta jest zmienna i zależy głownie od czynników meteorologicznych i klimatycznych.

Niech w objętości V powietrza znajduje się masa m pary wodnej. Stosunek :

Jest miarą wilgotności bezwzględnej powietrza. Wilgotność bezwzględna równa jest , jak widać, gęstości pary wodnej zawartej w powietrzu.

Wilgotność względną mierzy się stosunkiem wilgotności bezwzględnej
powietrza w danej temperaturze do gęstości
_s nasyconej pary wodnej w tej samej temperaturze.

W=

Ciśnienie pary wodnej zawartej w powietrzu jest proporcjonalne do jej gęstości, zatem wzór można zastąpić wyrażeniem:

W=

gdzie p jest ciśnieniem pary wodnej znajdującej się w powietrzu w danej temperaturze, zaś p_s jest ciśnieniem nasyconej pary wodnej w tej samej temperaturze.

Higrometr Lambrechta

Higrometr Lambrechta jest to metalowe pudełko z wypolerowaną powierzchnią P, do którego wprowadzony jest termometr T .

W celu przeprowadzenia pomiaru do pudełka wlewa się eter lub inna szybko parującą ciecz, a następnie wdmuchuje się powietrze. Powietrze to usuwa znad powierzchni eteru jego pary. Ponieważ ciśnienie nasyconej pary eteru w temperaturze pokojowej jest dość duże, powoduje to szybkie parowanie, a w konsekwencji ochładzanie eteru i pudełka w którym się on znajduje. Dla ułatwienia obserwacji rosy na powierzchni P, otoczona jest ona również polerowanym pierścieniem S, odizolowanym cieplnie od pudełka. W chwili pojawienia się rosy występuje wyraźny kontrast między powierzchniami P i S, co umożliwia wygodne odczytanie temperatury punktu rosy.

Psychrometr Assamana

Psychrometr Assamana składa się z dwu termometrów a i b . Zbiorniczek z rtęcią termometru b owinięty jest zwilżoną gazą. Termometr a wskazuje temperaturę powietrza, termometr b - wody parującej z gazy. Dla ustalenia warunków pracy psychrometru wyposażony jest w turbinkę , która ustala szybkość przepływu powietrza wokół zbiorników termometrów. Podwójne metalowe osłonki na zbiornikach chronią je od wpływów czynników zewnętrznych.

Aby wyznaczyć stałą B psychrometru Assamana, trzeba oprócz temperatur T i T_r, które odczytuje się bezpośrednio z psychrometru , oraz ciśnienia atmosferycznego znać wilgotność bezwzględną powietrza
.

Para nasycona

Para będąca w równowadze termodynamicznej z cieczą, z której powstała, mająca w danej temperaturze największą gęstość i ciśnienie (prężność).

Para nienasycona

Para przegrzana, para nie będąca w równowadze termodynamicznej z cieczą, z której powstała, mająca w danej temperaturze mniejszą gęstość i mniejsze ciśnienie od pary nasyconej.

Temperatura krytyczna

Temperatura układu fizycznego jednoskładnikowego w stanie krytycznym, to jest w stanie, w którym właściwości współistniejących w równowadze faz — pary i cieczy — danej substancji stają się identyczne; w temperaturze wyższej od temperatury krytycznej substancja może istnieć tylko w fazie gazowej

Parowanie

Przemiana fazowa pierwszego rodzaju polegająca na przejściu substancji ze stanu ciekłego w stan gazowy (parę); zachodzi na powierzchni cieczy i towarzyszy mu pochłanianie ciepła (obniżanie się temperatury substancji), ponieważ praca związana z pokonaniem przez cząsteczki sił spójności cieczy oraz ze zwiększeniem objętości substancji jest wykonywana kosztem jej energii wewnętrznej.; w przeciwieństwie do wrzenia parowanie zachodzi w każdej temperaturze; szybkość parowania zależy m.in. od rodzaju cieczy, wielkości powierzchni swobodnej, ciśnienia i temperatury; ciepło parowania — ilość ciepła, jaką trzeba dostarczyć, aby w danej temperaturze i pod określonym ciśnieniem przeprowadzić jednostkową masę danej cieczy w parę.

Skraplanie

Przemiana fazowa pierwszego rodzaju polegająca na przechodzeniu substancji ze stanu gazowego w ciekły; towarzyszy jej wydzielanie ciepła. Proces skraplania pary (zwany często kondensacją) może zachodzić przez jej sprężanie izotermiczne, chłodzenie pod stałym ciśnieniem lub rozprężanie; aby para mogła się skroplić, muszą w niej występować ośrodki kondensacji (cząstki zawiesin, jony itp.), ułatwiające utrzymanie się cząstek cieczy w pierwszej fazie ich powstawania; gdy brak jest ośrodków kondensacji, powstaje para przesycona. Skraplanie gazu może zachodzić jedynie w temperaturze niższej od jego temperatury krytycznej.

Pomiary i wyniki doświadczenia:

Tabela nr 1a

	20	1	10	16	13	3
	293	1	283	289	286	276

Tabela nr 1b

2338,5	2486,5	2197,2	1497,2	1598,5	1402,6	140	98

Obliczenie wilgotności względnej wraz z błędem

Tabela nr 2

297	0,1	290,2	0,1	742	98930	130

Przeliczenie
z
na

	-
	-

Przeliczenie błędu

Przeliczenie
z
na

Przeliczenie
z
na

Wyznaczenie stałej psychometru Assmana

5

---