Визначення вологості повітря з допомогою психрометра Асмана

Мета роботи: визначити абсолютну і відносну вологість повітря.

Обладнання: психрометр Асмана, барометр.

Опис лабораторної установки

Психрометр Асмана (рис. 12.1) складається з двох однакових термометрів 1 і 2, резервуари яких, з метою захисту від впливу зовнішнього середовища, розміщені всередині відкритих металевих трубок з подвійними стінками. Резервуар одного термометра огорнуто батистом 3, кінець якого опущено в невелику посудину з водою 4. Таким чином, маємо сухий 1 та вологий 2 термометри.

Для точного визначення вологості повітря резервуари сухого і вологого термометрів повинні обдуватися потоком повітрям, швидкість якого має бути сталою, що й досягається з допомогою вентилятора 5, який знаходиться у верхній частині приладу. Сухий термометр психрометра показує температуру повітря , а вологий – температуру випаровування води, яка залежить від відносної вологості повітря.

Короткі теоретичні відомості

Внаслідок безперервного випаровування води з різноманітних поверхонь, повітря атмосфери завжди має в своєму складі деяку кількість водяної пари. Так вологість повітря має велике значення як при дослідженні різних явищ в атмосфері, так і в виробництві, побуті тощо. Для характеристики вологості повітря користуються поняттями абсолютної, максимальної та відносної вологості.

Абсолютною вологістю повітря називається фізична величина, яка вимірюється масою водяної пари в грамах, що міститься в 1 м³ повітря при даній температурі (тобто густиною водяної пари). Часто абсолютну вологість визначають як парціальний тиск водяної пари і вимірюють її в міліметрах ртутного стовпа. Така заміна одиниці вимірювання абсолютної вологості зумовлена тим, що густина водяної пари і її парціальний тиск ‑ величини пропорційні, про що говорить і рівняння Менделєєва-Клапейрона:

, (12.1)

де ‑ парціальний тиск газу; ‑ густина газу; ‑ молярна маса газу; ‑ молярна газова стала; ‑ абсолютна температура газу.

Максимальна вологість повітря визначається максимальним значенням абсолютної вологості повітря при даній температурі, коли воно стає насиченим.

Відносна вологість повітря , що характеризує міру насиченості повітря водяною парою визначається відношенням абсолютної вологості повітря до її максимального значення при даній температурі та виражається у відсотках:

(12.2)

Абсолютна вологість повітря може бути розрахована за формулою Шпрунга:

, (12.3)

де ‑ максимальна вологість повітря за показами вологого термометра; ‑ атмосферний тиск в мм.рт.ст., і ‑ температури сухого і вологого термометрів відповідно.

Максимальні значення вологості повітря при різних температурах повітря необхідно визначати за психрометричною таблицею.

 

Порядок виконання роботи

1. Змочіть батист вологого термометру в посудині з водою (можна разом з термометром).

2. З дозволу викладача ввімкніть прилад в мережу.

3. Після того як процес випаровування стане незмінним (температура вологого термометра перестане знижуватися), визначте за шкалою сухого і вологого термометрів температури і відповідно.

4. Не вимикаючи приладу з мережі, повторіть ще не менше 4 разів вимірювання показів сухого та волого термометрів через кожні наступні 5 хвилин.

5. Визначте за барометром атмосферний тиск (мм.рт.ст.).

6. Знайдіть максимальні значення вологості повітря за показами сухого і волого термометрів, користуючись психрометричною таблицею (табл. Д8).

7. За формулою (12.3) розрахуйте значення абсолютної вологості повітря .

8. Результати вимірювань та розрахунків внесіть до звітної таблиці 12.1.

Таблиця 12.1

№	, °C	, °C						, (мм.рт.ст.)^2
мм.рт.ст.
	Середнє:		Сума:

9. Визначте середнє арифметичне значення абсолютної вологості повітря:

, (12.4)

де ‑ кількість значень.

10. Обчисліть середньоквадратичне відхилення:

(12.5)

11. Обчисліть абсолютну похибку:

, (12.6)

де ‑ коефіцієнт Стьюдента.

12. Запишіть остаточний результат:

(12.7)

13. Визначте відносну похибку розрахунку:

(12.8)

14. У відповідності з виразом (12.2) розрахуйте середнє значення відносної вологості повітря:

, (12.9)

де ‑ середнє значення максимальної вологості повітря за показами сухого термометра.

15. Сформулюйте та запишіть висновок до роботи.

Контрольні запитання до лабораторної роботи № 12

Насичена пара рідини. Суміш газів. Парціальний тиск газу, який входить до суміші. Рівняння Менделєєва-Клапейрона. Закон Дальтона. Абсолютна та відносна вологості повітря. Точка роси. Обчислення похибок при непрямих вимірюваннях.

Лабораторна робота №13