Номер 6, страница 335 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 9. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Параграф 60. Насыщенный пар. Влажность. Вопросы - номер 6, страница 335.

Условие.

6. Какие приборы используют для определения влажности воздуха? Опишите принципы их действия.

Решение.

Для определения влажности воздуха используют приборы, называемые гигрометрами. Существуют различные типы гигрометров, работа которых основана на разных физических принципах.

Психрометр (психрометрический гигрометр)

Принцип действия психрометра основан на зависимости скорости испарения воды от влажности окружающего воздуха. Прибор состоит из двух термометров: сухого, который измеряет температуру воздуха, и влажного, резервуар которого обернут влажной тканью. За счет испарения воды влажный термометр охлаждается. Чем суше воздух, тем интенсивнее испарение и тем больше разница в показаниях температур сухого ($T_{сух}$) и влажного ($T_{вл}$) термометров. Используя эту разность и показания сухого термометра, с помощью специальной психометрической таблицы определяют относительную влажность воздуха.

Ответ: Психрометр измеряет влажность по разности температур сухого и влажного термометров, которая зависит от скорости испарения воды с влажной поверхности.

Волосяной гигрометр

Действие этого прибора основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса (или синтетического волокна) изменять свою длину при изменении влажности воздуха. При увеличении относительной влажности волос удлиняется, а при уменьшении — укорачивается. Это изменение длины с помощью системы рычагов передается на стрелку, которая движется по шкале, проградуированной в процентах относительной влажности.

Ответ: Волосяной гигрометр определяет влажность по изменению длины волоса, которое происходит в зависимости от содержания водяного пара в воздухе.

Конденсационный гигрометр

Принцип действия основан на измерении точки росы. Точка росы — это температура, до которой необходимо охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар стал насыщенным и начал конденсироваться (выпадать в виде росы). Прибор содержит охлаждаемую полированную поверхность (зеркальце), на которой фиксируется появление капель сконденсировавшейся влаги. Температура поверхности в этот момент и является точкой росы ($t_{росы}$). Зная температуру воздуха ($t_{возд}$) и точку росы, относительную влажность ($\phi$) вычисляют по формуле: $\phi = \frac{p(t_{росы})}{p_{н}(t_{возд})} \cdot 100\%$, где $p(t_{росы})$ — давление насыщенного пара при температуре точки росы, а $p_{н}(t_{возд})$ — давление насыщенного пара при температуре воздуха.

Ответ: Конденсационный гигрометр определяет влажность путем нахождения температуры точки росы, то есть температуры начала конденсации водяного пара.

Электронные гигрометры

В основе работы электронных гигрометров лежит изменение электрических свойств специальных материалов под воздействием влаги. В емкостных гигрометрах измеряется изменение электрической ёмкости датчика (конденсатора с гигроскопичным диэлектриком) при поглощении им водяного пара. В резистивных гигрометрах измеряется изменение электрического сопротивления чувствительного элемента (например, проводящего полимера), которое зависит от влажности. Электронная схема преобразует эти изменения в цифровой сигнал, и значение влажности выводится на дисплей.

Ответ: Электронные гигрометры определяют влажность, измеряя изменения электрических характеристик (ёмкости или сопротивления) сенсора, вызванные поглощением влаги из воздуха.