AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA
W BIELSKU - BIAŁEJ
WYDZIAŁ NAUK O MATERIAŁACH I ŚRODOWISKU
ROK I., SEM. II.
SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM FIZYKI.
Ćwiczenie 36
Wyznaczanie wilgotności względnej powietrza i stałej psychrometru Assmana.
Wykonali:
WSTĘP:
Wilgotność względna jest równa ilorazowi gęstości pary wodnej aktualnie zawartej w powietrzu ρ do gęstości ρs nasyconej pary wodnej w danych warunkach ciśnienia i temperatury:
Gęstość pary, w warunkach, w których spełnione jest równanie Clapeyrona jest proporcjonalna do jej prężności i powyższe równanie można zapisać w postaci ilorazu prężności pary wodnej aktualnie zawartej w powietrzu do prężności nasyconej pary wodnej w danych warunkach:
Prężność nienasyconej pary wodnej w danych warunkach ciśnienia p0 i temperatury T otoczenia jest praktycznie równa prężności nasyconej pary wodnej w temperaturze tzw. punktu rosy Tr. Stąd, w celu wyznaczenia wilgotności względnej należy zmierzyć temperaturę otoczenia oraz wyznaczyć temperaturę punktu rosy. Temperaturę punktu rosy wyznaczyć można przy pomocy higrometru Lambrechta.
TABELE Z WYNIKAMI POMIARÓW:
Tabela 1
T [K] |
ΔT [K] |
T'r [K] |
T''r [K] |
Tr [K] |
ps [N/m2] |
Δ ps [N/m2] |
p [N/m2] |
Δp [N/m2] |
296 |
0,5 |
282 |
284 |
283 |
2809,1 |
± 84,0 |
1227,9 |
± 87,4 |
- obliczenie maksymalnego błędu bezwzględnej temperatury punktu rosy:
ΔTr =
gdzie:
Tr' = 282 [K]
Tr''= 284 [K]
ΔTr=
ΔTr= 1 [K]
obliczenie wilgotności względnej:
W=
Gdzie:
p=27,9
ps= 2809,1
W=
obliczenie błędu bezwzględnego:
gdzie:
W= 0,437
Δp= 87,35 [N/m2]
p= 1227,9 [N/m2]
Δps= 84 [N/m2]
ps= 2809,1 [N/m2]
Zapis wyniku:
W= 0,437 ±0,044
B. Psychrometr Assmana
Psychrometr Assmana jest przyrządem, który umożliwia wyznaczenie wilgotności bezwzględnej powietrza na podstawie zmian temperatury zachodzących w trakcie parowania cieczy. Szybkość parowania wody zawartej w gazie okalającej jeden z termometrów (tzw. termometr mokry ) ustala się po pewnym czasie zależnym od ciśnienia, temperatury i gęstości pary wodnej zawartej w powietrzu oraz budowy przyrządu. Czynniki te określają tzw. stałą psychrometru daną wzorem:
gdzie: ρm - gęstość nasyconej pary wodnej w temperaturze Tm.
ρ - gęstość pary zawartej aktualnie w powietrzu
T - temperatura termometru suchego
Tm - temperatura termometru mokrego
p0 - ciśnienie atmosferyczne
Stan równowagi sygnalizowany jest ustabilizowaniem się temperatury Tm wskazywanej przez mokry termometr.
Tabela 2
Tm [K] |
T [K] |
p0 [N/m2] |
ρm ⋅ 10-3 [kg/m3] |
ρ ⋅ 10-3 [kg/m3] |
A [s2/m2K] |
290 |
297,3 |
738 |
14,5 |
9,4 |
1056,35 |
obliczenie stałej psychrometru:
A=
=
Gdzie:
ρm= 14,5
ρ= 9,4
T= 297,3 [K]
Tm= 290 [K]
p0= 738 mm Hg
5