Номер 2, страница 119, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

2. Измерение относительной влажности воздуха

Цель работы: измерить относительную влажность воздуха в помещении.

Оборудование: термометр, кусочек хлопчатобумажной ткани, стакан с водой комнатной температуры, психрометрическая таблица, демонстрационный психрометр (один на класс)².

Подготовка к работе

Прочитайте описание работы и повторите § 9, п. 2.

Содержание работы

В данной работе определяют относительную влажность воздуха по показаниям сухого и влажного термометра, используя психрометрическую таблицу.

Ход работы

• Не прикасаясь к резервуару термометра, осторожно положите его на стол. Запишите показание сухого термометра $t_{сух}$ с указанием погрешности.

• Смочите водой кусочек ткани и оберните им резервуар термометра. Следите за изменением показания влажного термометра. Объясните кратко результат наблюдения.

• Когда показание влажного термометра перестанет изменяться, запишите это показание $t_{вл}$ с указанием погрешности.

• Используя психрометрическую таблицу, определите относительную влажность воздуха в классе и запишите результат.

• Сравните полученное вами значение относительной влажности воздуха с показанием психрометра в классе.

Не прикасаясь к резервуару термометра, осторожно положите его на стол. Запишите показание сухого термометра $t_{сух}$ с указанием погрешности.

Показание сухого термометра, которое соответствует температуре воздуха в помещении, составляет $t_{сух} = 22.0 \, ^{\circ}\text{C}$. Цена деления используемого термометра — $1 \, ^{\circ}\text{C}$, следовательно, абсолютная погрешность измерения равна половине цены деления, то есть $\Delta t_{погр} = 0.5 \, ^{\circ}\text{C}$. Таким образом, результат измерения температуры сухого термометра записывается как $t_{сух} = (22.0 \pm 0.5) \, ^{\circ}\text{C}$.

Ответ: $t_{сух} = (22.0 \pm 0.5) \, ^{\circ}\text{C}$.

Смочите водой кусочек ткани и оберните им резервуар термометра. Следите за изменением показания влажного термометра. Объясните кратко результат наблюдения.

После того как резервуар термометра был обернут влажной тканью, его показания начали понижаться. Это явление объясняется тем, что вода с поверхности ткани испаряется. Испарение — это процесс фазового перехода, требующий энергии (теплоты парообразования). Эта энергия забирается от резервуара термометра, что приводит к его охлаждению. Интенсивность испарения, а значит и степень охлаждения, напрямую зависит от относительной влажности окружающего воздуха: чем суше воздух, тем быстрее происходит испарение и тем ниже становится температура влажного термометра.

Ответ: показания термометра уменьшились из-за охлаждения его резервуара в результате испарения воды с поверхности влажной ткани.

Когда показание влажного термометра перестанет изменяться, запишите это показание $t_{вл}$ с указанием погрешности.

Температура влажного термометра установилась, когда скорость теплообмена с окружающей средой уравнялась со скоростью отвода тепла за счет испарения. Установившееся значение температуры составило $t_{вл} = 17.0 \, ^{\circ}\text{C}$. С учетом погрешности термометра, результат измерения: $t_{вл} = (17.0 \pm 0.5) \, ^{\circ}\text{C}$.

Ответ: $t_{вл} = (17.0 \pm 0.5) \, ^{\circ}\text{C}$.

Используя психрометрическую таблицу, определите относительную влажность воздуха в классе и запишите результат.

Дано:

Показание сухого термометра: $t_{сух} = 22.0 \, ^{\circ}\text{C}$
Показание влажного термометра: $t_{вл} = 17.0 \, ^{\circ}\text{C}$

В данной задаче перевод единиц измерения в систему СИ не требуется, так как психрометрическая таблица составлена для температур в градусах Цельсия.

Найти:

Относительную влажность воздуха $\varphi$.

Решение:
1. Вычисляем разность показаний сухого и влажного термометров:
$\Delta t = t_{сух} - t_{вл} = 22.0 \, ^{\circ}\text{C} - 17.0 \, ^{\circ}\text{C} = 5.0 \, ^{\circ}\text{C}$
2. Используем психрометрическую таблицу. В первом столбце таблицы («Показания сухого термометра, °C») находим строку со значением 22.
3. В верхней строке таблицы («Разность показаний сухого и влажного термометров, °C») находим столбец со значением 5.
4. На пересечении найденной строки и столбца находим значение относительной влажности воздуха. Оно составляет 59 %.

Ответ: относительная влажность воздуха в классе составляет $\varphi = 59 \%$.

Сравните полученное вами значение относительной влажности воздуха с показанием психрометра в классе.

Измеренное в ходе лабораторной работы значение относительной влажности воздуха составило $\varphi_{изм} = 59 \%$. Демонстрационный (эталонный) психрометр в классе показывает значение $\varphi_{психр} = 60 \%$.
Сравним полученные результаты. Абсолютная разница составляет $|\varphi_{изм} - \varphi_{психр}| = |59\% - 60\%| = 1\%$.
Расхождение между измеренным значением и показанием заводского прибора очень мало и может быть объяснено погрешностями измерений. Это говорит о том, что работа выполнена верно.

Ответ: полученное значение относительной влажности воздуха (59 %) практически совпадает с показанием демонстрационного психрометра (60 %), что подтверждает правильность выполненных измерений.