Что такое абсолютная и относительная влажность воздуха 6 класс география кратко
Абсолютная и относительная влажность
Всего получено оценок: 210.
Всего получено оценок: 210.
На Земле существует множество водоемов, испарение с их поверхности обогащает воздух влагой. Для человека важен средний уровень влажности, так как в условиях повышенной или пониженной влажности возникают проблемы со здоровьем. Для характеристики воздуха используют показатели абсолютной и относительной влажности.
Абсолютная влажность
Рассчитывается по формуле ρ = m/V, где m – масса пара, V – объем воздуха.
Чем больше пара содержит воздух, тем больше значение влажности.
С изменением температуры изменяется количество влаги, которое может удерживать воздух. При резком похолодании пар выпадает в виде росы или инея.
Как правило, иней состоит из тонких ледяных игл или идеальных кристаллов (снежинки), оседая на всех поверхностях.
Относительная влажность
Человеку трудно соотнести показатель абсолютной влажности со своим ощущением воздуха. Объективное преставление дает параметр относительной влажности.
Относительная влажность фиксирует % пара от максимально возможного. Показатель 100% или близко к нему наблюдается в летнем тумане, в этом случае насыщение воздуха влагой настолько сильное, что пар становится видимым.
Рис. 2. Утренний туман над озером.
Такое явление часто наблюдается над лесными массивами, озерами, реками или локальными понижениями рельефа при снижении температуры на рассвете.
Комфортная влажность
Для жилых и общественных помещений установлены определенные нормы влажности и температуры. Например, в детской комнате рекомендуется поддерживать влажность на уровне 60% при температуре не выше +24°С, в остальных помещениях 40-60%.
При высокой влажности (более 80%) обостряется аллергия, появляется плесень, портится мебель, на холодных поверхностях (окна, промерзающие стены) оседают капли воды или иней. При низкой влажности (ниже 30%) гибнут растения, сохнут слизистые оболочки и кожа.
Измерение влажности
Узнать уровень влажности легко с помощью прибора гигрометра. Если установить в квартире мини метеостанцию, можно видеть показатели температуры, давления, влажности и местное время. Этот компактный прибор, не занимающий много места, позволяет контролировать условия в помещении.
Рис. 3. Мини метеостанция.
Что мы узнали?
Мы узнали, что такое относительная и абсолютная влажность, какие причины вызывают их изменение. Мы познакомились с прибором для измерения относительной влажности, с уровнем влажности для квартиры. Мы выяснили, что выпадение росы, инея, образование тумана связаны с изменением влажности при остывании воздуха.
Влажность. Осадки
Влажность. Осадки
Водяной пар в атмосфере.
В атмосфере всегда имеется некоторое количество влаги в виде водяного пара, испарившегося с поверхности океанов, озер, рек, почвы и т. д. Испарение зависит от температуры воздуха, ветра (даже слабый ветер увеличивает испарение раза в 3, т. к. все время уносит насыщенный водяными парами воздух и приносит новые порции сухого), характера рельефа, растительного покрова, цвета почвы.
Различают испаряемость – количество воды, которое могло бы испариться при данных условиях в единицу времени, и испарение – действительно испарившееся количество воды. В пустыне испаряемость велика, а испарение незначительно.
Насыщение воздуха. При каждой конкретной температуре воздух может принимать водяные пары до известного предела (до насыщения). Чем выше температура, тем большее количество воды может содержать воздух. Если охлаждать ненасыщенный воздух, он постепенно будет приближаться к точке насыщения. Температура, при которой данный ненасыщенный воздух переходит к насыщению, называется точкой росы. Если насыщенный воздух охлаждать дальше, то в нем начнется сгущение избыточных водяных паров. Влага начнет конденсироваться, образуются облака, затем выпадают осадки.
Следовательно, для характеристики погоды необходимо знать относительную влажность воздуха – процентное соотношение количества водяных паров, содержащихся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при насыщении.
Абсолютная влажность – количество водяного пара в граммах, находящегося в данный момент в 1 м3 воздуха.
Атмосферные осадки и их образование.
Атмосферные осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая с облаков. Облаками называются скопления взвешенных в атмосфере продуктов конденсации водяного пара – капелек воды или кристалликов льда. В зависимости от сочетания температуры и степени увлажнения образуются капельки или кристаллики разной формы и величины. Мелкие капельки плавают в воздухе, более крупные начинают падать в виде мороси (измороси) или мелкого дождя. При низких температурах образуются снежинки.
Схема образования осадков такова: воздух охлаждается (чаще при подъеме вверх), приближается к насыщению, водяные пары конденсируются, образуются осадки.
Измерение количества осадков происходит с помощью дождемера – металлического ведра цилиндрической формы высотой 40 см и площадью сечения 500 см2. Все измерения количества осадков суммируются за каждый месяц, и выводят месячное, а затем годовое количество осадков.
Факторы, влияющие на количество осадков
Количество осадков на территории зависит от:
Выпадение осадков неравномерно. Оно подчиняется закону зональности, т. е. изменяется от экватора к полюсам.
В тропических и умеренных широтах количество осадков значительно изменяется при движении от побережий в глубь материков, что зависит от многих факторов (циркуляции атмосферы, наличия океанических течений, рельефа и т. п.).
Выпадение осадков на большей территории земного шара происходит неравномерно в течение года. Возле экватора в течение года количество осадков изменятся незначительно, в субэкваторальных широтах выделяют сухой сезон (до 8 месяцев), связанный с действием тропических воздушных масс, и дождевой (до 4 месяцев) сезон, связанный с приходом экваториальных воздушных масс. При движении от экватора к тропикам продолжительность сухого сезона возрастает, а дождевого – уменьшается. В субтропических широтах преобладают зимние осадки (их приносят умеренные воздушные массы). В умеренных широтах осадки выпадают в течение всего года, но во внутренних частях материков большее количество осадков выпадает в теплое время года. В полярных широтах также преобладают летние осадки.
Таблица «Вода в атмосфере»
Конспект урока «Влажность. Осадки».
Влажность воздуха
В воздухе всегда содержится водяной пар, даже при отрицательных температурах. Измеряя количество пара, мы будем получать информацию о влажности воздуха.
Чем выше температура, тем больше паров воды сможет удерживать воздух. Конечно, если добавить в воздух этот водяной пар.
Используют два показателя влажности — абсолютную и относительную влажность.
Что такое парциальное давление
Воздух – это смесь газов. Больше всего в нем содержится азота – 78 процентов. Так же, содержится кислород в виде молекул \(O_<2>\) и \(O_<3>\) — озона, он составляет 21 процент. Остальные газы, среди них инертные газы и углекислый газ, составляют 1 процент. Давление воздуха складывается из давлений каждого входящего в воздух газа.
Поясним это на простом примере. Рассмотрим емкость, например – обычную трехлитровую стеклянную банку для консервации. Когда в банке нет съестных припасов, ее объем целиком занимает воздух. Давление воздуха в банке будет равно атмосферному давлению. Закупорим банку крышкой. Предположим, у нас имеется возможность отдельно отфильтровать из воздуха каждый газ.
Будем проводить такой опыт:
Проделав такой опыт несколько раз, мы получим парциальные давления всех газов, из которых состоит воздух.
Примечания:
Связь общего давления и парциальных давлений всех газов смеси с помощью математики можно описать так:
\(\large P_<\text<общ>> \left(\text <Па>\right) \) – давление смеси газов (общее давление);
\(\large P_ <1>\left(\text <Па>\right) \) – парциальное давление первого газа;
\(\large P_ <2>\left(\text <Па>\right) \) – парциальное давление второго газа;
Каждый газ создает свой вклад в общее давление смеси. Этот вклад называют парциальным давлением газа.
Если сложить парциальные давления всех газов, получим давление воздуха, которое мы измерили в начале эксперимента, перед тем, как начать откачивать газы из банки.
В каких единицах измеряют абсолютную влажность
Каждая молекула имеет массу. Чем больше молекул пара, тем больше масса пара в каждом кубометре воздуха.
Масса в объеме – это плотность. Поэтому, абсолютную влажность указывают с помощью плотности водяного пара.
Плотность пара связана с его парциальным давлением. Чем больше плотность пара, тем больше его парциальное давление. Поэтому, абсолютную влажность можно указывать, так же, с помощью парциального давления водяного пара.
Чем больше молекул пара в каждом кубометре воздуха, тем больше абсолютная влажность.
В каких единицах измеряют относительную влажность
Степень увлажненности воздуха зависит от того, близок или далек водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Если пар близок к насыщению, относительная влажность высокая. А если пар от насыщения далек – относительная влажность низкая.
Относительную влажность принято измерять в процентах, так как относительные величины мы описываем с помощью дроби.
Важно! Измерьте сначала температуру воздуха, а затем измеряйте его относительную влажность!
Примечание: Относительная величина – значит, дробная. Процент – это дробь, у которой в знаменателе находится число 100.
Формула для вычисления относительной влажности воздуха
В числителе – плотность пара, которая имеется в момент измерения.
В знаменателе – максимальная плотность пара, соответствующая имеющейся температуре (то есть, плотность насыщенного пара).
Если плотность пара максимальная – то пар называют насыщенным. Чем выше температура, тем больше максимальная плотность пара.
\( \large \varphi \) – относительная влажность;
\(\large \rho_ <0>\left( \frac<\text<кг>><\text<м>^<3>>\right) \) – измеренная плотность водяного пара в воздухе, т. е. абсолютная влажность;
\(\large \rho_
Иногда формулу удобнее записывать в таком виде:
\[\large \boxed < \rho_<0>= \varphi \cdot \rho_
Что такое точка росы
Если охлаждать влажный воздух, то можно довести пар, находящийся в воздухе до насыщения. При этом, можно заметить, как на гладких поверхностях появится роса. Появление росы будет происходить при некоторой температуре. Такую температуру называют точкой росы.
Точка росы – это температура, при которой относительная влажность становится равна 100%. При этой температуре из воздуха конденсируется влага: выпадает роса, идет дождь, или, к примеру, запотевает стекло.
Приборы для измерения влажности
Приборы, с помощью которых можно измерять влажность, называют гигрометрами. Есть несколько типов таких приборов: волосные, конденсационные, психрометрические.
Волосной гигрометр
В волосном гигрометре используют свойство волоса изменять свою длину при изменении влажности. Чем больше влажность воздуха, тем длиннее становится волос. Обычно используют волосок из конской гривы, либо длинный человеческий волос. Один конец волоса закреплен на корпусе прибора, а другой прикрепляется к стрелке (рис. 1). По шкале прибора можно определить относительную влажность воздуха.
Конденсационный гигрометр
Конденсационный гигрометр по точке росы помогает определить абсолютную влажность воздуха.
Сначала определяют точку росы с помощью встроенного в прибор термометра. Затем, по таблице, содержащей плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах, определяют абсолютную влажность воздуха.
При известной температуре воздуха и абсолютной влажности можно дополнительно вычислить относительную влажность воздуха.
Устройство конденсационного гигрометра представлено на рисунке 2.
В небольшую металлическую коробку, встроена трубка с грушей и термометр. Передняя тонкая стенка коробки отполирована, чтобы на ней удобнее было наблюдать конденсацию капелек воды. Металлическое кольцо, придающее жесткость тонкой передней стенке, прикреплено через прокладку для теплоизоляции.
Используют прибор так: Наливают в коробку быстро испаряющуюся жидкость (спирт, эфир и т. п.), и продувают грушей воздух через коробку. Тем самым, вызывают быстрое испарение жидкости и понижение температуры в коробке. При этом на полированной передней стенке коробки появляется роса. А термометр позволяет измерить температуру, при которой роса конденсировалась. Появление росы говорит о том, что пар стал насыщенным.
Абсолютную влажность воздуха определяют по таблице, в которой содержится плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах.
Психрометрический гигрометр
Такой прибор для измерения относительной влажности сокращенно называют психрометром. Он состоит из двух одинаковых термометров, закрепленных на держателе (рис. 3). Нижняя часть одного из термометров погружена в небольшую емкость, содержащую несколько миллилитров воды. Обычно на корпус этого прибора наносят психрометрическую таблицу. Благодаря этой таблице, считав показания двух термометров, можно определить относительную влажность воздуха.
Самодельный психрометр
Чтобы изготовить самодельный психрометр, нужно взять два одинаковых бытовых спиртовых термометра.
В нижней части каждого термометра присутствует шарик с жидкостью. Эта жидкость расширяется при возрастании температуры. Излишки жидкости из шарика поднимаются по тонкой трубке, рядом с которой нанесены деления температурной шкалы. Обычно в качестве такой жидкости используют подкрашенный спирт (спиртовой термометр), или ртуть (ртутный термометр).
Шарик одного из термометров нужно обернуть кусочком ваты, или небольшой тряпочкой, смоченной водой комнатной температуры. Этот термометр договоримся называть «влажным».
Со вторым термометром ничего делать не нужно. Этот термометр будем называть «сухим».
Расположим эти термометры неподалеку один от другого. Спустя несколько минут самодельный психрометр будет готов к измерениям влажности.
Нам известно, что температура жидкости уменьшается при испарении (ссылка). Поэтому, показания влажного термометра всегда будут меньше показаний сухого термометра. Чем суше воздух, тем больше будет разница между показаниями термометров. Потому, что в сухом воздухе скорость испарения (ссылка) воды возрастает.
Запишем показания сухого и влажного термометров. Относительную влажность воздуха можно найти с помощью психрометрической таблицы.
Что такое психрометрическая таблица
В психрометрической таблице (рис. 4. и рис. 5) содержатся значения относительной влажности воздуха. Эти значения связаны с показаниями сухого термометра и разностью показаний сухого и мокрого термометров.
Наличие водяного пара в воздухе влияет на скорость испарения. Чем выше температура и чем меньше пара в воздухе, — тем быстрее испаряется вода, — тем больше разница между показаниями сухого и мокрого термометров.
Таблица — зависимость плотности насыщенного пара от температуры
В этой таблице (рис. 6 и рис. 7) содержатся плотность и парциальное давление водяного пара при различных значениях температуры. С помощью такой таблицы, зная абсолютную влажность и температуру воздуха, можно вычислить относительную влажность.
Абсолютную влажность воздуха обычно указывают с помощью плотности водяного пара.
Сказка о маленьком волшебнике и волшебном ведерке
Понятие влажности воздуха легко пояснить с помощью сказки.
В некотором царстве жил да был маленький волшебник. Звали его Воздухом. И было у него волшебное ведерко.
Волшебство заключалось в том, что размеры ведерка зависели от температуры. Чем выше температура, тем больше становилось ведерко, увеличиваясь в размерах.
Примечание: При такой аналогии абсолютная влажность – это количество воды, налитой в ведерко. А относительная влажность – это доля, которую занимает налитая вода по отношению ко всему объему ведерка.
Предположим, что при некоторой температуре объем ведра — 10 литров. Нальем в ведерко 5 литров воды. Это половина ведра, то есть, относительная влажность составит 50%. Так как 5/10 = 0,50 = 50%
Количество налитой воды не изменяем, значит, масса и объем воды не изменяется.
Допустим, температура возросла. Размеры ведерка будут увеличиваться с ростом температуры. Предположим, что ведерко увеличилось настолько, что теперь его объем составляет 15 литров.
Значит, теперь относительная влажность будет равна
Если абсолютная влажность не изменяется, когда температура растет, относительная влажность уменьшается.
Предположим теперь, что температура понизилась. Значит, объем (размеры) ведерка уменьшится. Если, например, объем ведерка уменьшится до 8 литров, то относительная влажность составит
То есть, абсолютная влажность не изменилась, а относительная возросла.
Если абсолютная влажность не изменяется, когда температура падает, относительная влажность растет.
При дальнейшем понижении температуры объем ведерка продолжит уменьшаться. При некоторой температуре может случиться так, что объем уменьшившегося ведерка совпадет с объемом налитой воды.
Предположим, объем ведерка уменьшится до 5 литров. И количество воды в ведерке – так же, равняется 5 литрам. Относительная влажность при этом составит 100%.
Температура, при которой размеры ведерка будут совпадать с количеством налитой воды, называется точкой росы.
Если температура продолжит падать, волшебное ведерко продолжит уменьшаться. Излишки воды при этом будут проливаться. Мы говорим в таких случаях: «выпадают осадки», или «идет дождь».
Примечание: Относительная влажность не может превышать 100%. Когда относительная влажность равна 100%, излишки водяного пара из воздуха конденсируются, при этом выпадают осадки – дождь, или роса.
Для чего контролировать влажность воздуха
Измерять и контролировать уровень влажности воздуха необходимо в самых разнообразных ситуациях:
Что такое абсолютная и относительная влажность воздуха 6 класс география кратко
В воздухе всегда содержится водяной пар, являющийся продуктом испарения воды. Содержание водяного пара в воздухе характеризует влажность воздуха.
Для того чтобы судить о степени влажности воздуха, вводят величину, называемую относительной влажностью.
Относительная влажность воздуха ( ϕ ) – это величина, равная отношению плотности водяного пара (р), содержащегося в воздухе (абсолютной влажности), к плотности насыщенного водяного пара (р0) при этой температуре:
Обычно относительную влажность выражают в процентах.
Температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называют точкой росы.
Для измерения влажности воздуха используют гигрометры (конденсационные и волосные) или психрометры.
Психрометр состоит из двух термометров, один из которых сухой, а другой — влажный. Термометры прикреплены к таблице, в которой по вертикали указана температура, которую показывает сухой термометр, а по горизонтали — разность показаний сухого и влажного термометров. Определив показания термометров, по таблице находят значение относительной влажности воздуха.
Например, температура, которую показывает сухой термометр, 20 °С, показание влажного термометра 15 °С. Разность показаний 5 °С. По таблице находим значение относительной влажности ϕ = 59%.
Абсолютная влажность
Всего получено оценок: 104.
Всего получено оценок: 104.
Более 70% площади планеты занимает Мировой океан, с его поверхности постоянно испаряется вода, что делает воздух влажным. Человек ощущает уровень влажности, при высокой чувствует дискомфорт, при низкой возникают проблемы с дыханием и кожным покровом. Показатель абсолютной влажности делает возможным узнать сколько водяного пара содержится в воздухе в данное время.
Что такое абсолютная влажность?
При большей цифре более влажный воздух.
Рис. 1. Испарение воды.
Значение абсолютной влажности не бывает постоянным, изменяясь при колебаниях температуры.
Теплый воздух может удерживать больше водяных паров, чем охлажденный.
Что такое точка росы?
Для конкретных температур фиксируется определенное количество пара, при котором воздух насыщается полностью. Температура максимального насыщения называется точкой росы. Это значит, что при данной температуре пар в воздухе конденсируется, и выпадает роса. Такое явление можно наблюдать при ночном похолодании после жаркого дня. В дневном воздухе содержится определенное количество пара. При ночном охлаждении воздух не способен удерживать столько же влаги, избыток выделяется в виде росы.
Относительная влажность
Абсолютная влажность является точным показателем, но цифра не дает представления об уровне влажности, который чувствует человек. Для понимания явления применяют понятие относительной влажности.
Относительная влажность указывается в %, дает представление о том, сколько % от максимально возможного содержания пара имеется в данный момент. Например, приводится цифра 60%.
Принята шкала относительной влажности (%), что характеризует уровень влажности с точки зрения человека:
Врачи рекомендуют уровень влажности для квартир в пределах 40-60%, при показателе ниже 30% необходимо принимать особые меры для увлажнения воздуха (увлажнитель, влажная ткань).
При избыточной влажности развиваются плесень, грибки, портится электроника и другая техника.
Как измерить влажность?
Влажность измеряется прибором гигрометром, который приобретается в магазине. Существует несколько видов прибора, где совмещаются показания температуры, влажности, атмосферного давления, направления ветра.
Рис. 3. Гигрометр.
Что мы узнали?
Мы узнали, что такое абсолютная влажность, от чего зависит этот показатель. Для понимания состояния окружающей среды удобнее пользоваться параметром относительной влажности. Знакомство со шкалой влажности и гигрометром поможет оценить уровень влажности в квартире и позаботиться о здоровье.