Souvent, sur les écrans de télévision ou sur les haut-parleurs de la radio, nous entendons parler de pression atmosphérique et d'humidité. Mais peu de gens savent de quoi dépendent leurs indicateurs et comment certaines valeurs affectent le corps humain.

Moyens et méthodes de détermination

Pour déterminer la saturation de l'air en vapeur d'eau, des instruments spéciaux sont utilisés : psychromètres et hydromètres. Le psychromètre d'August est une barre avec deux thermomètres : humide et sec.

Le premier est enveloppé dans un linge imbibé d’eau, qui refroidit son corps en s’évaporant. Sur la base des lectures de ces thermomètres, l'humidité relative de l'air est déterminée à partir des tableaux. Il existe de nombreux densimètres différents ; leur fonctionnement peut être basé sur le poids, le film, l'électricité ou les cheveux, ainsi qu'un certain nombre d'autres principes de fonctionnement. DANS dernières années Les capteurs de mesure intégrés ont gagné en popularité. Des hydrostats sont utilisés pour vérifier la précision.

L'humidité de l'air est une caractéristique importante environnement. Mais tout le monde ne comprend pas vraiment ce que signifient les bulletins météorologiques. et l'humidité absolue sont des concepts liés. Il n’est pas possible de comprendre l’essence de l’un sans comprendre l’autre.

Air et humidité

L'air contient un mélange de substances à l'état gazeux. Il s'agit principalement d'azote et d'oxygène. eux dans composition générale(100 %) en contient respectivement environ 75 % et 23 % en poids. Environ 1,3 % est de l'argon, moins de 0,05 % est du dioxyde de carbone. Le reste (la quantité manquante est d'environ 0,005 % au total) est constitué de xénon, d'hydrogène, de krypton, d'hélium, de méthane et de néon.

Il y a également une certaine quantité d’humidité dans l’air à tout moment. Il pénètre dans l'atmosphère après l'évaporation des molécules d'eau des océans du monde et des sols humides. Dans un espace confiné, son contenu peut différer de environnement externe et dépend de la disponibilité de sources supplémentaires de revenus et de consommation.

Pour déterminer plus précisément les caractéristiques physiques et les indicateurs quantitatifs, deux concepts sont utilisés : l'humidité relative et l'humidité absolue. Au quotidien, des excès se forment lors du séchage des vêtements et lors de la cuisson. Les humains et les animaux l'excrétent par la respiration, les plantes par les échanges gazeux. En production, les changements dans le taux de vapeur d'eau peuvent être associés à la condensation due aux changements de température.

Absolu et caractéristiques de l'utilisation du terme

Dans quelle mesure est-il important de connaître la quantité exacte de vapeur d’eau dans l’atmosphère ? Sur la base de ces paramètres, les prévisions météorologiques, la possibilité de précipitations et leur volume, ainsi que les trajectoires de mouvement des fronts sont calculées. Sur cette base, les risques de cyclones et surtout d'ouragans, qui peuvent constituer un grave danger pour la région, sont déterminés.

Quelle est la différence entre les deux notions ? Leur point commun est que l’humidité relative et l’humidité absolue mesurent la quantité de vapeur d’eau dans l’air. Mais le premier indicateur est déterminé par calcul. La seconde peut être mesurée par des méthodes physiques avec le résultat en g/m 3.

Cependant, avec les changements de température ambiante, ces indicateurs changent. On sait que l'air peut contenir une certaine quantité maximale de vapeur d'eau - humidité absolue. Mais pour les modes +1°C et +10°C ces valeurs seront différentes.

La dépendance de la teneur quantitative en vapeur d'eau dans l'air sur la température est affichée dans l'indicateur d'humidité relative. Il est calculé à l'aide de la formule. Le résultat est exprimé en pourcentage (un indicateur objectif de la valeur maximale possible).

Influence des conditions environnementales

Comment l'humidité absolue et relative de l'air évolue-t-elle avec une augmentation de la température, par exemple de +15°C à +25°C ? À mesure qu’elle augmente, la pression de la vapeur d’eau augmente. Cela signifie que plus de molécules d’eau pourront tenir dans une unité de volume (1 mètre cube). Par conséquent, l’humidité absolue augmente également. La valeur relative diminuera. En effet, la teneur réelle en vapeur d'eau est restée la même, mais la valeur maximale possible a augmenté. Selon la formule (en divisant l'un par l'autre et en multipliant le résultat par 100 %), le résultat sera une diminution de l'indicateur.

Comment l’humidité absolue et relative changera-t-elle à mesure que la température diminue ? Que se passe-t-il lorsque l'on passe de +15°C à +5°C ? L'humidité absolue diminuera. En conséquence, dans 1 mètre cube. La quantité maximale de mélange d'air et de vapeur d'eau pouvant contenir est plus petite. Le calcul à l'aide de la formule montrera une augmentation de l'indicateur final - le pourcentage d'humidité relative augmentera.

Signification pour les humains

S'il y a un excès de vapeur d'eau, vous vous sentez étouffé ; s'il y en a trop peu, vous ressentez une peau sèche et une soif. Évidemment, l’humidité de l’air humide est plus élevée. En cas d'excès, l'eau en excès n'est pas retenue à l'état gazeux et se transforme en milieu liquide ou solide. Dans l'atmosphère, il se précipite, cela se manifeste par des précipitations (brouillard, gel). À l'intérieur, une couche de condensation se forme sur les objets intérieurs et le matin il y a de la rosée à la surface de l'herbe.

Une augmentation de température est plus facile à tolérer dans une pièce sèche. Cependant, le même régime, mais à une humidité relative supérieure à 90 %, provoque une surchauffe rapide du corps. Le corps combat ce phénomène de la même manière : la chaleur est libérée par la sueur. Mais dans l'air sec, il s'évapore (sèche) rapidement de la surface du corps. Dans un environnement humide, cela n'arrive pratiquement pas. Le mode le plus approprié (confortable) pour une personne est de 40 à 60 %.

Pourquoi est-ce nécessaire ? Dans les matériaux en vrac par temps humide, la teneur en matière sèche par unité de volume diminue. Cette différence n’est pas si significative, mais avec des volumes importants, elle peut « aboutir » à une quantité vraiment détectable.

Les produits (céréales, farine, ciment) ont un seuil d'humidité acceptable auquel ils peuvent être stockés sans perte de qualité ou de propriétés technologiques. Ainsi, suivre les indicateurs et les maintenir à un niveau optimal est obligatoire pour les installations de stockage. En réduisant l'humidité de l'air, on parvient à la réduire dans les produits.

Dispositifs

En pratique, l’humidité réelle est mesurée par des hygromètres. Auparavant, il y avait deux approches. L’une est basée sur les changements dans l’allongement des cheveux (humains ou animaux). L'autre est basée sur la différence des lectures du thermomètre dans un environnement sec et humide (psychrométrique).

Dans un hygromètre à cheveux, l'aiguille du mécanisme est reliée à un cheveu tendu sur un châssis. Il change en fonction de l'humidité de l'air ambiant propriétés physiques. L'aiguille s'écarte de la valeur de référence. Ses mouvements sont suivis sur une échelle.

Humidité relative et l’humidité absolue de l’air dépendent de la température ambiante. Cette fonctionnalité est utilisée dans un psychromètre. Lors de la détermination, les lectures sont prises à partir de deux thermomètres adjacents. Le flacon d'un (sec) est dans des conditions normales. Dans l'autre (humide), il est enveloppé dans une mèche reliée à un réservoir d'eau.

Dans de telles conditions, le thermomètre mesure l'environnement en tenant compte de l'humidité qui s'évapore. Et cet indicateur dépend de la quantité de vapeur d'eau dans l'air. La différence de lectures est déterminée. La valeur de l'humidité relative est déterminée à l'aide de tableaux spéciaux.

DANS Dernièrement Les capteurs qui exploitent les modifications des caractéristiques électriques de certains matériaux sont plus largement utilisés. Pour confirmer les résultats et vérifier les instruments, il existe des réglages de référence.

Humidité de l'air absolue et relative.

L'humidité de l'air est caractérisée par les indicateurs suivants :

UN) humidité absolue représente la masse de vapeur d'eau contenue dans 1 m 3 d'air humide. L'humidité absolue est généralement symbolisée par ω et mesurée en g/m3. L'humidité absolue de l'air en état de saturation est appelée capacité d'humidité ω n. La valeur de la capacité d'humidité est fonction de la température de l'air, comme le montre le tableau. 1.

Tableau 1

b) humidité relative, la définition correcte découle de la loi des pressions partielles de Dalton. Selon cette loi, la pression atmosphérique est la somme des pressions partielles de l'air sec p st et de la vapeur d'eau p p

p b = p st + p p. (2)

A une température donnée, la pression partielle de vapeur d'eau ne peut dépasser une certaine limite, dite « pression de saturation » p n. La pression partielle des vapeurs présentes dans l'air est toujours inférieure ou égale à la pression de saturation, c'est-à-dire

p P./ p n = φ ≤ 1. (3)

La valeur φ (en pourcentage), exprimant le rapport de la pression partielle des vapeurs dans l'air humide à leur pression en état de saturation à la même température, est appelée humidité relative air;

Conformément à cette définition, la teneur en humidité de l'air humide est le rapport entre la masse de vapeur et la masse de la partie sèche de l'air.

Capacité thermique air humide, kJ/(kg K) est déterminé par la formule

,

Où d teneur en humidité, Avec c – capacité calorifique de l’air sec , Avec s =1,005 kJ/kgK

Enthalpie L’air humide est généralement appelé 1 kg d’air sec. Comme point zéro, l'enthalpie de l'air sec (à d = 0) avec une température de 0 0 C. Par conséquent, l'enthalpie de l'air peut avoir des valeurs positives et négatives. L'enthalpie de l'air humide est égale à la somme des enthalpies de l'air sec et de la vapeur,

L'enthalpie de l'air associée à un changement de température de l'air caractérise le changement de chaleur sensible. Lorsque de la vapeur d'eau de même température pénètre dans l'air, chaleur latente. L'enthalpie de l'air augmente en raison d'une modification de l'enthalpie de la partie humide de l'air. La température de l'air ne change pas.
ί–d diagramme d'air humide.

Pour faciliter les calculs liés aux changements de l'état de l'air humide, le professeur L. K. Ramzin a développé identifiant un diagramme de l'air humide dans lequel les dépendances résultant des lois fondamentales de la dynamique des gaz sont représentées graphiquement.

Le diagramme permet de représenter visuellement les processus de changement de l'état de l'air humide, de résoudre graphiquement des problèmes pratiques de calcul des systèmes de ventilation et de climatisation, des processus de séchage, des évaporateurs, des refroidisseurs d'air et d'autres installations, les facilitant et les accélérant considérablement. La rapidité des calculs est obtenue au prix d'une certaine réduction de la précision, ce qui est tout à fait acceptable pour la technologie du conditionnement.

identifiant le diagramme est construit pour une constante pression barométrique. Lors de l'utilisation identifiantÀ l'aide du diagramme, vous devez connaître le R b calculé pour une zone donnée, qui est normalisé par SNiP. Sur le territoire de la Russie, les pressions calculées Pb sont comprises entre 685 et 760 mm Hg. Art. et sont normalisés à des intervalles de 15 mm Hg. Art. Selon ce identifiant des diagrammes sont développés pour Р b = 685, 700, 715, 730, 745 et 760 mm Hg. Art.

identifiant le diagramme est construit dans un système de coordonnées obliques. Les valeurs de teneur en humidité de l'air à pression barométrique constante sont portées sur l'axe des abscisses et les valeurs d'enthalpie sont portées sur l'axe des ordonnées. Lignes de valeurs d'enthalpie constante je= const va obliquement selon un angle de 135°. Pour réduire la taille de l'essieu d n'est pas dessiné sur le graphique, mais à la place une ligne auxiliaire est tracée perpendiculairement à l'ordonnée, et une échelle (échelle) des valeurs de teneur en humidité y est projetée à partir de l'abscisse d. Sur la grille résultante composée de lignes d= const et je= const, les isothermes et les courbes φ = const sont tracées.

Dans la technologie de la climatisation Sens négatif l'enthalpie est prise conditionnellement, de la même manière que températures négatives. Si nous mesurons la température sur l'échelle Kelvin absolue, alors la valeur d'enthalpie nulle correspond à la température du zéro absolu.

Les isothermes sont des lignes droites, avec l'isotherme t= 0 passe par l'origine (à identifiant Dans les graphiques, la température est mesurée sur l'échelle Celsius).

Lors de l'utilisation du diagramme, il faut garder à l'esprit que les isothermes ne sont pas parallèles entre elles ; Cela est particulièrement vrai à des températures élevées. Si les extrémités des isothermes tracées pour φ = 100 % sont reliées par une courbe lisse, alors la ligne d'humidité relative φ = 100 %, ou la ligne de saturation, est obtenue.

Ligne de saturation φ = 100 % de division identifiant schéma en deux parties. Au-dessus et à gauche de cette ligne se trouvent des points caractérisant la teneur en vapeur d'eau de l'air à l'état surchauffé. Les points ci-dessous et à droite de la ligneφ = 100 % caractérisent l'état du mélange vapeur-air en état de sursaturation. À mesure que la pression barométrique augmente, la ligne φ = 100 % se déplace vers le haut et à mesure que la pression barométrique diminue, elle se déplace vers le bas.

Dans l'air, caractérisé par un certain nombre de grandeurs. L'eau qui s'évapore de la surface lorsqu'elle est chauffée pénètre et se concentre dans les couches inférieures de la troposphère. La température à laquelle l’air atteint la saturation en humidité pour une teneur en vapeur d’eau donnée et constante est appelée point de rosée.

L'humidité est caractérisée par les indicateurs suivants :

Humidité absolue(latin absolutus - complet). Elle s'exprime par la masse de vapeur d'eau dans 1 m d'air. Calculé en grammes de vapeur d'eau pour 1 m3 d'air. Plus la température est élevée, plus l'humidité absolue est élevée, car plus l'eau passe de l'état liquide à l'état de vapeur lorsqu'elle est chauffée. Pendant la journée, l'humidité absolue est plus élevée que la nuit. Indice humidité absolue dépend de : aux latitudes polaires, par exemple, elle équivaut à jusqu'à 1 g pour 1 m2 de vapeur d'eau, à l'équateur jusqu'à 30 grammes pour 1 m2 à Batoumi (, côte) l'humidité absolue est de 6 g pour 1 m, et à Verkhoyansk (, ) - 0,1 gramme pour 1 m. La couverture végétale de la zone dépend en grande partie de l'humidité absolue de l'air ;

Humidité relative. Il s’agit du rapport entre la quantité d’humidité présente dans l’air et la quantité qu’il peut contenir à la même température. L'humidité relative est calculée en pourcentage. Par exemple, l'humidité relative est de 70 %. Cela signifie que l’air contient 70 % de la quantité de vapeur qu’il peut retenir à une température donnée. Si la variation journalière de l'humidité absolue est directement proportionnelle à la variation des températures, alors l'humidité relative est inversement proportionnelle à cette variation. Une personne se sent bien à 40-75 %. Un écart par rapport à la norme provoque un état douloureux du corps.

L’air dans la nature est rarement saturé de vapeur d’eau, mais en contient toujours une certaine quantité. Nulle part sur Terre une humidité relative de 0 % n’a été enregistrée. Dans les stations météorologiques, l'humidité est mesurée à l'aide d'un hygromètre, de plus, des enregistreurs - hygrographes - sont utilisés ;

L'air est saturé et insaturé. Lorsque l’eau s’évapore de la surface de l’océan ou de la terre, l’air ne peut pas retenir indéfiniment la vapeur d’eau. Cette limite dépend. L’air qui ne peut plus retenir l’humidité est appelé air saturé. De cet air, au moindre refroidissement, des gouttelettes d'eau commencent à se libérer sous forme de rosée. Cela se produit parce que l’eau, une fois refroidie, passe de l’état (vapeur) à l’état liquide. L'air au-dessus d'une surface sèche et chaude contient généralement moins de vapeur d'eau qu'à une température donnée. Un tel air est dit insaturé. Lorsqu'elle refroidit, l'eau ne s'échappe pas toujours. Plus l’air est chaud, plus sa capacité à absorber l’humidité est grande. Par exemple, à une température de -20°C, l’air ne contient pas plus de 1 g/m d’eau ; à une température de + 10°C - environ 9 g/m3 et à +20°C - environ 17 g/m3 Par conséquent, avec une humidité de l'air apparemment élevée dans

De quoi parle l'article?

Définition

En plus de l'humidité relative de l'air, il existe également une valeur telle que l'humidité absolue. La quantité de vapeur d’eau par unité de volume d’air est appelée humidité absolue. Étant donné que la masse est prise comme unité de mesure de quantité et que ses valeurs de vapeur dans un mètre cube d'air sont faibles, il était d'usage de mesurer l'humidité absolue en g/m³. Ces indicateurs varient de parties d'unité de mesure à plus de 30 g/m³, selon la période de l'année et localisation géographique surface au-dessus de laquelle l'humidité est mesurée.

L'humidité absolue est le principal indicateur caractérisant l'état de l'air, et la comparaison de l'humidité avec la température ambiante est d'une grande importance pour déterminer ses propriétés, car ces paramètres sont interdépendants. Par exemple, lorsque la température baisse, la vapeur d'eau atteint un état de saturation, après quoi le processus de condensation commence. La température à laquelle cela se produit est appelée point de rosée.

Instruments pour déterminer l'humidité absolue

La détermination de la valeur absolue de l'humidité est basée sur ses calculs basés sur les lectures du thermomètre. En particulier, selon les lectures du psychromètre Augustus, composé de deux thermomètres à mercure - dont l'un est sec et l'autre humide (photo A sur la photo). L'évaporation de l'eau de la surface indirectement en contact avec la pointe du thermomètre entraîne une diminution de ses lectures. La différence entre les lectures des deux thermomètres constitue la base de la formule d'août, qui détermine l'humidité absolue. Les flux d'air et le rayonnement thermique peuvent influencer l'erreur de ces mesures.

Le psychromètre d'aspiration proposé par Assmann est plus précis (photo B). Il est conçu avec un tube de protection qui limite les effets du rayonnement thermique et un ventilateur d'aspiration qui crée un flux d'air stable. L'humidité absolue est déterminée par une formule qui reflète sa dépendance aux lectures du thermomètre et à la pression barométrique pendant cette période de temps.

Valeur de mesure de l'humidité absolue

La surveillance des valeurs d'humidité absolues est nécessaire en météorologie, car ces lectures jouent un rôle important dans la prévision d'éventuelles précipitations. Les psychromètres sont également utilisés dans les mines. La nécessité d'une surveillance constante de l'humidité absolue dans de nombreux systèmes d'automatisation est une condition préalable au développement de compteurs plus modernes. Ce sont des capteurs électroniques qui prennent les mesures nécessaires, analysent les lectures et affichent la valeur d'humidité absolue déjà calculée.