Номер 1, страница 356 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Лабораторные работы. 9. Измерение относительной влажности воздуха - номер 1, страница 356.

Условие.

9. ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Цель работы: научиться определять влажность воздуха.

Оборудование: психрометр, стакан с водой, психрометрическая таблица.

Описание работы

Психрометр состоит из двух одинаковых термометров, один из которых сухой, а другой обмотан влажной тканью. Если водяной пар в воздухе не насыщен, то вода из ткани будет испаряться и показания «влажного» термометра будут меньше, чем сухого.

Чем интенсивнее испаряется вода (то есть чем менее насыщен воздух водяным паром), тем ниже показания «влажного» термометра. По разности показаний двух термометров и показаниям сухого термометра можно измерять влажность воздуха. С этой целью составляются так называемые психрометрические таблицы, с помощью которых находят конкретные значения относительной влажности воздуха.

Ход работы

1. В начале урока наливают воду в резервуар термометра, обёрнутого марлей (см. рисунок).

Решение.

Цель работы

Целью данной работы является практическое освоение методики измерения относительной влажности воздуха с помощью прибора, называемого психрометром, и специальной психрометрической таблицы. Относительная влажность воздуха, обозначаемая как $\phi$, — это физическая величина, показывающая степень насыщения воздуха водяным паром. Она определяется как отношение парциального давления водяного пара в воздухе ($\text{p}$) к давлению насыщенного пара ($p_{н}$) при той же температуре, выраженное в процентах:

$\phi = \frac{p}{p_{н}} \times 100\%$

Ответ: Научиться определять относительную влажность воздуха с помощью психрометра.

Оборудование

Для выполнения работы потребуются следующие приборы и материалы:

1. Психрометр: основной измерительный прибор, состоящий из двух термометров (сухого и влажного).

2. Стакан с водой: необходим для смачивания ткани (марли) на резервуаре влажного термометра.

3. Психрометрическая таблица: специальная таблица, позволяющая по показаниям сухого термометра и разности температур сухого и влажного термометров определить относительную влажность воздуха.

Ответ: Психрометр, стакан с водой, психрометрическая таблица.

Описание работы

Принцип действия психрометра основан на явлении охлаждения тела при испарении с его поверхности жидкости. Психрометр состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них, называемого сухим, остается сухим и измеряет температуру окружающего воздуха ($t_{сух}$). Резервуар второго термометра, называемого влажным, обернут тканью, конец которой находится в контакте с водой.

Вода с ткани непрерывно испаряется, и на этот процесс затрачивается энергия (теплота парообразования), которая отнимается от резервуара термометра. В результате влажный термометр охлаждается, и его показания ($t_{вл}$) становятся ниже показаний сухого термометра.

Скорость испарения, а следовательно, и степень охлаждения влажного термометра, напрямую зависит от относительной влажности окружающего воздуха.

- Чем ниже влажность воздуха (чем он "суше"), тем интенсивнее происходит испарение, и тем больше будет разность показаний термометров ($\Delta t = t_{сух} - t_{вл}$).

- Чем выше влажность, тем испарение происходит медленнее, и разность температур будет меньше.

- Если воздух полностью насыщен водяным паром (относительная влажность равна 100%), то испарение с влажной ткани прекращается, и оба термометра показывают одинаковую температуру ($\Delta t = 0$).

Таким образом, зная температуру воздуха по сухому термометру и разность температур сухого и влажного термометров, можно точно определить относительную влажность воздуха с помощью психрометрической таблицы.

Ответ: Влажность воздуха определяется по разности температур сухого и влажного термометров, которая возникает из-за охлаждения влажного термометра при испарении воды; интенсивность этого испарения зависит от влажности окружающего воздуха.

Ход работы

Для измерения относительной влажности воздуха необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. В начале работы смочить ткань на резервуаре влажного термометра, налив воду в специальный резервуар.

2. Установить психрометр в том месте, где необходимо измерить влажность, и подождать 10-15 минут, пока показания термометров не стабилизируются. Прибор следует размещать вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла.

3. Снять показания сухого термометра ($t_{сух}$) и влажного термометра ($t_{вл}$).

4. Вычислить разность показаний термометров: $\Delta t = t_{сух} - t_{вл}$.

5. Используя психрометрическую таблицу, найти искомое значение относительной влажности. Для этого в левом столбце таблицы находят строку, соответствующую температуре сухого термометра ($t_{сух}$), а в верхней строке — столбец, соответствующий вычисленной разности температур ($\Delta t$). Значение относительной влажности в процентах находится на пересечении этой строки и столбца.

Ответ: Необходимо снять показания сухого и влажного термометров, найти их разность, а затем по психрометрической таблице, используя показания сухого термометра и полученную разность температур, определить значение относительной влажности воздуха.