Номер 5, страница 46 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Параграф 7. Влажность воздуха - номер 5, страница 46.

Условие.

5. Каково устройство и принцип действия психрометра?

Решение.

4. Что называется относительной влажностью воздуха?

Относительная влажность воздуха — это физическая величина, которая характеризует степень насыщенности воздуха водяным паром. Она определяется как отношение парциального давления водяного пара, фактически содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного водяного пара при той же самой температуре, и выражается в процентах.

Формула для расчета относительной влажности через давление:

$ \varphi = \frac{p}{p_н} \cdot 100\% $

где $ \varphi $ — относительная влажность, $ p $ — парциальное давление водяного пара в воздухе, а $ p_н $ — давление насыщенного водяного пара при данной температуре.

Также относительную влажность можно выразить через абсолютную влажность (плотность водяного пара):

$ \varphi = \frac{\rho}{\rho_н} \cdot 100\% $

где $ \rho $ — абсолютная влажность (фактическая плотность водяного пара в воздухе), а $ \rho_н $ — плотность насыщенного водяного пара при той же температуре.

Таким образом, относительная влажность 100% означает, что воздух полностью насыщен паром (например, в тумане), и дальнейшее понижение температуры приведет к конденсации избыточной влаги (выпадению росы). Низкое значение относительной влажности указывает на сухой воздух.

Ответ: Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления (или плотности) водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению (или плотности) насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

5. Каково устройство и принцип действия психрометра?

Устройство психрометра:

Психрометр — это прибор для измерения относительной влажности воздуха. Он состоит из двух одинаковых термометров, закрепленных на общем основании. Один термометр, называемый сухим, измеряет температуру окружающего воздуха. Резервуар второго термометра, называемого влажным (или смоченным), обернут полоской ткани (обычно батиста), конец которой опущен в небольшой сосуд с водой. Вода по ткани поднимается к резервуару термометра и постоянно смачивает его. К прибору также прилагается психрометрическая таблица, необходимая для определения влажности.

Принцип действия психрометра:

Принцип действия прибора основан на зависимости скорости испарения жидкости от влажности окружающего воздуха. Вода, испаряясь с поверхности ткани влажного термометра, отнимает от него теплоту (теплоту парообразования), что приводит к его охлаждению. В результате показания влажного термометра становятся ниже показаний сухого. Эта разница температур и является основой для измерений.

Скорость испарения, а значит и степень охлаждения влажного термометра, напрямую зависит от относительной влажности воздуха. Если воздух сухой (влажность низкая), испарение происходит быстро, и влажный термометр охлаждается значительно, поэтому разница в показаниях термометров будет большой. Если воздух влажный (влажность высокая), испарение замедляется, охлаждение происходит слабо, и разница температур будет небольшой. При 100% влажности испарение прекращается, и оба термометра показывают одинаковую температуру.

Для определения влажности снимают показания сухого термометра ($T_{сух}$) и влажного ($T_{вл}$), вычисляют разность их показаний ($ \Delta T = T_{сух} - T_{вл} $). Затем с помощью психрометрической таблицы, находя на пересечении строки с температурой сухого термометра и столбца с разностью температур, определяют искомое значение относительной влажности воздуха.

Ответ: Психрометр состоит из двух термометров — сухого и влажного. Его действие основано на охлаждении влажного термометра за счет испарения воды. Относительную влажность определяют по разности показаний сухого и влажного термометров с помощью специальной психрометрической таблицы.