Оба термометра психрометра − сухой и влажный − показывают одну и ту же температуру. Какое состояние воздуха определяют показания приборов? Почему?
Чаще всего психрометры используют для определения показателей относительной влажности воздуха. На один из термометров надевается специальный колпачок из тонкой материи. Конец материи опускается в резервуар с водой. Этот термометр получил название влажного. Второй термометр остается свободным и называется сухим. Влажный термометр, когда ткань смочена, будет показывать более низкую температуру, чем сухой. Это происходит из−за того, что затрачивается некоторое количество тепла на испарение воды с влажного термометра. Следует учитывать, что чем меньше в окружающем воздухе водяных паров, тем интенсивнее испаряется с влажного термометра и тем большей, в результате, будет разница температур между показаниями двух термометров.
Если оба термометра психрометра − сухой и влажный − показывают одну и ту же температуру, то относительная влажность воздуха − 100 процентов.
Для ответа на данный вопрос нужно понять, как работает психрометр и что за информацию он предоставляет. Психрометр — это прибор для измерения влажности воздуха, который состоит из двух термометров: сухого и влажного. Разберем принцип работы и основы теории.
Принцип действия психрометра
Сухой термометр показывает текущую температуру воздуха. Влажный термометр имеет смоченный водой фитиль, который оборачивает его резервуар. Испарение воды с поверхности влажного термометра вызывает охлаждение, так как для испарения требуется энергия, которая забирается от окружающей среды. В результате температура, измеренная влажным термометром, обычно ниже, чем температура сухого термометра. Разница температур между ними (психрометрическая разность) связана с относительной влажностью воздуха. Чем больше эта разность, тем ниже относительная влажность воздуха, так как испарение воды происходит интенсивнее.
Процесс испарения и его влияние
Испарение воды зависит от количества водяного пара в воздухе. Если воздух хорошо насыщен водяным паром (высокая влажность), то скорость испарения снижается. В предельном случае, когда воздух полностью насыщен (относительная влажность 100%), испарение практически прекращается.
Физическая основа явления
Испарение воды требует затрат тепловой энергии. Когда воздух относительно сухой, вода испаряется быстрее, и температура влажного термометра оказывается заметно ниже температуры сухого. Если же воздух насыщен водяным паром, испарение воды с влажного термометра прекращается, и его температура равна температуре сухого термометра.
Ситуация из задачи
Если показания сухого и влажного термометров совпадают, это означает, что испарение с влажного термометра не происходит. Причина этому в том, что воздух уже содержит максимальное количество водяного пара при данной температуре, то есть он насыщен. Такое состояние называется насыщенным воздухом, а относительная влажность воздуха составляет 100%. В этом случае парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при данной температуре.
Вывод
Состояние воздуха, при котором оба термометра показывают одну и ту же температуру, характеризуется полной насыщенностью воздуха водяным паром. Это означает, что воздух не может принять больше водяного пара, и испарение воды прекращается.
Таким образом, показания психрометра в данном случае дают информацию о том, что относительная влажность воздуха равна 100%, и воздух находится в состоянии насыщения водяным паром.
Пожауйста, оцените решение
