Номер 3, страница 71 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. С помощью каких приборов измеряют влажность воздуха?

1. Что называют относительной влажностью воздуха?

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

Формула для расчёта относительной влажности: $ \phi = \frac{p}{p_н} \cdot 100\% $

Также относительную влажность можно выразить через отношение абсолютной влажности (плотности водяного пара $\rho$) к плотности насыщенного водяного пара ($\rho_н$) при той же температуре: $ \phi = \frac{\rho}{\rho_н} \cdot 100\% $

Значение $\phi = 100\%$ означает, что воздух полностью насыщен водяным паром, и при любом понижении температуры избыток пара будет конденсироваться (выпадать в виде росы, инея или тумана).

Ответ: Относительная влажность воздуха — это выраженное в процентах отношение фактического содержания водяного пара в воздухе к максимально возможному при данной температуре.

2. Что называют точкой росы?

Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух (при постоянном давлении и содержании водяного пара), чтобы пар достиг состояния насыщения. При дальнейшем охлаждении ниже этой температуры избыточный водяной пар начинает конденсироваться, образуя капли воды (росу) на поверхностях или туман в воздухе.

Чем выше относительная влажность, тем точка росы ближе к фактической температуре воздуха. Если относительная влажность составляет 100%, то точка росы равна фактической температуре. Точка росы является важной метеорологической характеристикой, так как она напрямую указывает на абсолютное содержание влаги в воздухе.

Ответ: Точкой росы называют температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным и начинает конденсироваться в жидкость.

3. С помощью каких приборов измеряют влажность воздуха?

Для измерения влажности воздуха применяют приборы, которые называются гигрометрами. Существует несколько их разновидностей, основанных на разных физических принципах:

• Психрометр (психрометрический гигрометр): Состоит из двух термометров — «сухого» и «влажного». Колба влажного термометра обернута тканью, смоченной в воде. За счет испарения воды влажный термометр охлаждается. По разности показаний двух термометров с помощью психрометрической таблицы определяют относительную влажность.
• Волосной гигрометр: Его работа основана на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха. Это изменение длины передается на стрелку-указатель.
• Конденсационный гигрометр: Определяет точку росы путем охлаждения зеркальной поверхности до момента появления на ней конденсата. Это наиболее точный метод измерения влажности.
• Электронные гигрометры: Современные цифровые приборы, использующие сенсоры, которые меняют свои электрические свойства (например, ёмкость или сопротивление) в зависимости от влажности воздуха.

Ответ: Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометров, основными типами которых являются психрометр, волосной, конденсационный и электронный гигрометры.

4. Как определить точку росы с помощью конденсационного гигрометра?

Конденсационный гигрометр является прибором для прямого и точного определения точки росы. Процесс измерения состоит из следующих этапов:

1. Основной элемент прибора — небольшое металлическое зеркало — начинают постепенно охлаждать. Охлаждение производится либо за счет испарения легкокипящей жидкости (эфира), либо с помощью термоэлектрического элемента Пельтье.
2. Температура зеркала непрерывно контролируется с помощью точного термометра (например, термопары).
3. Ведется наблюдение за поверхностью зеркала (визуально или с помощью оптического датчика).
4. Температура, при которой на зеркале появляются первые видимые признаки конденсации влаги (роса или иней), фиксируется. Эта зафиксированная температура и является точкой росы.

Для повышения точности измерение повторяют, определяя температуру исчезновения росы при медленном нагреве, и находят среднее значение температур появления и исчезновения конденсата.

Ответ: С помощью конденсационного гигрометра точку росы определяют путем охлаждения специальной зеркальной поверхности и фиксации температуры, при которой на ней начинается конденсация водяного пара из окружающего воздуха.