Для прорастания семян огурцов и дынь в теплице необходимо поддерживать температуру 30°С при относительной влажности 90%. Выполняется ли это требование, если влажный термометр психрометра показывает 29 °С, а сухой − 30 °С?
Дано:
$φ_{норм} = 90$ %;
$t_{вл} = 29$ °С;
$t_{сух} = 30$ °С.
Найти:
$φ_{факт}$ − ?
Решение:
По психрометрической таблице определим относительную влажность:
разница показаний сухого и влажного термометров
$Δt = t_{сух} - t_{вл}$ = 30−29 = 1 °С;
$φ_{факт}$ = 93 %.
Сухой термометр показывает фактическую температуру в помещении, таким образом, требование выполняется.
Ответ: Требование выполняется.
Для решения данной задачи потребуется понимание физических процессов, связанных с теплом, температурой, испарением и влажностью воздуха. В данном случае используется психрометр — прибор для измерения влажности воздуха, который состоит из двух термометров: сухого (измеряющего температуру воздуха) и влажного (смачиваемого водой, чтобы измерять охлаждение от испарения).
Температура воздуха:
Температура, измеряемая сухим термометром, является обычной температурой воздуха. Она в данном случае равна 30 °С.
Температура влажного термометра:
Температура влажного термометра ниже температуры сухого из−за процесса испарения воды с поверхности влажного термометра. Испарение воды приводит к охлаждению этой поверхности. Температура влажного термометра в данном случае равна 29 °С.
Испарение и охлаждение:
Капли воды на влажном термометре испаряются. Скорость испарения зависит от влажности окружающего воздуха. Чем выше влажность воздуха, тем меньше интенсивность испарения, и разница между температурами сухого и влажного термометра становится меньше. Наоборот, если воздух сухой, то испарение происходит более интенсивно, и разница температур между сухим и влажным термометром становится больше.
Относительная влажность воздуха:
Относительная влажность — это отношение количества водяного пара в воздухе (фактическое парциальное давление) к максимально возможному количеству водяного пара (насыщенное парциальное давление) при данной температуре, выраженное в процентах:
$$
\phi = \frac{p}{p_{\text{нас}}} \cdot 100\%,
$$
где $\phi$ — относительная влажность, $p$ — парциальное давление водяного пара, $p_{\text{нас}}$ — насыщенное парциальное давление водяного пара при данной температуре.
Использование психрометрической таблицы:
Для определения относительной влажности воздуха на основе показаний психрометра используют психрометрическую таблицу. В нее заносятся данные о температуре сухого термометра, температуре влажного термометра и соответствующей относительной влажности воздуха. Разница между показаниями сухого и влажного термометров называется психрометрической разностью.
Учет психрометрической разности:
В задаче разность температур между сухим и влажным термометром составляет:
$$
\Delta t = t_{\text{сух}} - t_{\text{влаж}} = 30\ ^\circ\text{C} - 29\ ^\circ\text{C} = 1\ ^\circ\text{C}.
$$
Эта разность используется для поиска относительной влажности воздуха в таблице.
Проверка условия задачи:
После определения относительной влажности воздуха из психрометрической таблицы необходимо сравнить ее с требуемым значением (90%). Если найденная относительная влажность соответствует или превышает указанное значение, то условия для прорастания семян огурцов и дынь выполняются. Если влажность ниже, то условие не выполняется.
Таким образом, для окончательного ответа на вопрос задачи нужно обратиться к психрометрической таблице, где указана относительная влажность при температуре сухого термометра 30 °С и разности температур 1 °С.
Пожауйста, оцените решение
