Зависимость значений КПН (Н/м) дистиллированной воды от температуры

t,°С	s0*10^-3, Н/м	t,°С	s0*10^-3, Н/м	t,°С	s0*10^-3, Н/м
10	74,0	16	73,1	21	72,4
11	73,8	17	73,0	22	72,2
12	73,7	18	72,8	23	72,0
13	73,5	19	72,7	24	71,9
14	73,4	20	72,5	25	71,8
15	73,3

 

Контрольные вопросы

1. Природа сил поверхностного натяжения.

2. Физический смысл коэффициента поверхностного натяжения (КПН).

3. Способы измерения КПН.

4. Формула Лапласа.

5. Капиллярные явления, роль поверхностного натяжения на протекание биологических процессов.

6. Газовая эмболия.

7. Факторы, влияющие на изменение поверхностного натяжения.

 

Лабораторная работа №5

Определение абсолютной и относительной

Влажности воздуха

Основные понятия и определения: понятие абсолютной, максимальной и относительной влажности, единицы измерения этих величин, понятие точки росы и дефицита влажности.

Цель работы: научиться пользоваться приборами для определения влажности воздуха, уметь определять абсолютную, максимальную и относительную влажность различными методами.

Краткая теория

В состав атмосферы Земли входит водяной пар, который образуется при испарении воды со всех водоемов, с растительного покрова, при дыхании животных и т.д.

Для количественной характеристики водяных паров в воздухе вводятся следующие понятия:

1. Абсолютная влажность f - физическая величина, численно равная массе водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха при данной температуре и выражается в г/м³. Так как плотность пара пропорциональна его давлению, то абсолютную влажность часто характеризуют упругостью (парциальным давлением) водяного пара и измеряют в мм.рт.ст. Действительно, из уравнения Менделеева - Клайперона давление

, т.е. p ~ r

2. Максимальная влажность F - физическая величина, численно равная массе водяного пара, необходимого для насыщения 1м³ воздуха при данной температуре. Измеряется также в г/см³ или в мм рт. ст.

3. Относительная влажность Е - отношение абсолютной влажности к максимальной влажности при той же температуре, т.е.

E = (f/F)∙100% (1)

Относительная влажность измеряется в процентах и характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

4. Дефицит влажности D - разность между максимальной и абсолютной влажностью, указывающая, какое количество водяных паров не хватает для того, чтобы воздух при данной температуре был насыщенным

D = F - f (2)

Для медицины важно знать как абсолютную, так и относительную влажность воздуха.

Например, испарение воды с поверхности кожи зависит от относительной влажности, так как чем больше разница между абсолютной и максимальной влажностью, т.е. чем больше дефицит влажности, тем быстрее идет испарение.

Рассматривая испарение воды легкими, следует учитывать абсолютную влажность, т.к. из легких выдыхается почти полностью насыщенный водяным паром воздух при температуре примерно 30^оС. Количество пара, которым воздух насыщается в легких, зависит от абсолютной влажности вдыхаемого воздуха. Нормальной для жизни человека считается относительная влажность от 40% до 60%.

Для измерения абсолютной и относительной влажности воздуха существует несколько методов.

Метод непосредственного измерения

Сущность данного метода состоит в следующем. Пропустив определенный объем воздуха через вещество, поглощающее пары воды, определяют увеличение массы этого вещества. Эта прибавка и есть масса поглощаемого пара. Этот способ является наиболее точным, но очень громоздким и на практике применяется редко.

Определение влажности воздуха с помощью

Гигрометра Ламбрехта

Гигрометр Ламбрехта - прибор конденсационного типа. Он состоит из небольшой металлической цилиндрической камеры с никелированной передней стенкой, окруженной таким же кольцом. В цилиндрической камере имеются отверстия, в одно из них вставляется термометр и через него, с помощью пипетки наливается эфир в таком количестве, чтобы жидкость покрывала шарик термометра; другое отверстие служит для выхода воздуха, в третье впаяна металлическая трубочка, доходящая почти до самого дна. При помощи резиновой груши в эту трубочку медленно вдувается воздух, который проходит через слой эфира. При быстром испарении эфира происходит охлаждение стенки камеры и при некоторой температуре, ниже комнатной, водяной пар, находящейся в прилегающем к стене слое воздуха, станет насыщенным и начнет конденсироваться на поверхности камеры.

Температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

В момент появления первых признаков росы (потускнение поверхности) прекращают продувание воздуха и быстро отсчитывают температуру t₁ по термометру - точка появления росы. Через некоторое время потускнение начинает исчезать с поверхности 3 и в момент его исчезновения отсчитывают температуру t₂ исчезновения росы. Обычно температура t₁ немного ниже t₂. За температуру точки росы берется среднее из этих двух отсчетов:

t_ср=(t₁ + t₂)/2 (3)

Точку росы определяют не менее 5 раз и рассчитывают ее среднее значение. Абсолютная влажность f определяется из таблицы зависимости давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры точки росы (t_ср). Максимальная влажность определяется по той же таблице, но при комнатной температуре. Зная абсолютную и максимальную влажность, находим по формуле (1) относительную влажность и дефицит влажности по формуле (2).