Абсолютная влажность воздуха

Абсолютная влажность воздуха

• Человек, как и большинство других живых существ, не может долго обходиться без воды. Поэтому, оказавшись в пустыне, в первую очередь надо попытаться найти оазис. А что делать, если не удалось? Оказывается, воду можно добыть из воздуха. В любом воздухе, даже в горячем и сухом, находится некоторое количество воды в виде пара. И если воздух охладить, то часть водяного пара сконденсируется и мы получим некоторое количество воды.

Растения берут воду из воздуха

Чтобы растения не засохли, мы их поливаем. Значит, воду они получают из земли через корневую систему.

Но некоторые растения значительную долю воды получают из воздуха, особенно в тропиках, где воздух особенно влажный. В процессе эволюции преимущество получили те растения, строение листа которых оказалось наиболее выгодным для этого процесса: широкий лист, расположенный горизонтально, чтобы улавливать восходящие потоки испарений с земли, с нижней стороны листа клетки рыхлые, расположены неплотно. Таким образом, растение даже экономит энергию на доставку воды к листьям: не нужно качать воду по стеблю вверх, пар от земли поднимается сам.

Влажность воздуха

• В пустыне можно найти камни, которые остались холодными с ночи. Днем температура воздуха больше, чем температура этих камней, поэтому воздух вокруг камня будет передавать тепло самому камню. Отдавая тепло, воздух будет охлаждаться. Растворенный в нем водяной пар будет конденсироваться, и на поверхности камня появятся капли воды.

Другие способы добыть воду

• Мы говорили о конденсации водяного пара на холодных после ночи камнях. Можно усовершенствовать этот способ и специально собрать гору камней, например щебня. Щебень при суточных перепадах температуры охлаждается, и водяные пары из теплого воздуха при контакте с более холодным щебнем конденсируются. Эту гору щебня опытные дачники помещают на основание со сливом, чтобы вода собиралась в сосуде (см. рис. 1).

• Такая конструкция может дать десятки и даже сотни литров воды в сутки, в зависимости от количества щебня, влажности воздуха и перепадов температуры.
• Для охлаждения воздуха можно использовать не остывшие ночью камни, а перепад температуры в почве (или песке, если речь идет о пустыне). Солнечные лучи сильнее всего нагревают верхний слой песка. Более глубокие слои за день не успевают прогреться, их температура ниже. Эту разность температур можно использовать для охлаждения воздуха. Например, так: закопать воздуховод специальной формы, чтобы при малейшем ветре прохладная область продувалась теплым воздухом и пар конденсировался. Остается добавить насос, чтобы извлекать воду изнутри воздуховода.

• Можно еще изменить метод: использовать не обычный окружающий воздух, а специально насыщенный влагой. Для этого нужно вырыть яму и закрыть ее сверху прозрачной пленкой. Песок в пустыне хоть и сухой, но некоторое количество влаги в нем все же есть, особенно глубже, не у поверхности. Под действием солнечного излучения влага будет испаряться, а температура в яме – повышаться.
• В итоге в яме будет горячий влажный воздух. Воздух снаружи ямы холоднее, чем внутри. Таким образом, вследствие теплопередачи верхние слои воздуха под пленкой будут охлаждаться. И снова при охлаждении влажного воздуха на пленке будет конденсироваться водяной пар. А чтобы легче было собрать полученные капли воды, на пленку кладут тяжелый предмет, а на дно ямы ставят сосуд (см. рис. 2).

Итак:

• 1) В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.
• 2) Раз в воздухе есть вода в газообразном состоянии, значит, ее оттуда можно как-то получить в жидком состоянии. Для этого нужно охладить воздух, и тогда часть пара сконденсируется.

Явления, связанные с наличием водяного пара в воздухе

Мы не видим водяной пар в воздухе, но часто наблюдаем, как это присутствие проявляется.

Облака, туманы – это сконденсировавшийся водяной пар, только капельки воды конденсируются не на какой-то поверхности, а остаются висеть в воздухе. В этом случае мы видим их как белый пар. Когда эти капли увеличиваются в размерах, они уже не могут висеть в воздухе, и идет дождь. Вообще и дождь, и снег идут только потому, что в воздухе содержится вода. Когда сохнет белье, высыхают лужи – это испарение воды. Но она не может исчезнуть бесследно – вода превращается в пар и смешивается с воздухом.

Как еще понять, что в воздухе содержится вода? Водяной пар из воздуха конденсируется не только на прохладных камнях в пустыне, но и на очках, когда человек заходит с мороза в теплое помещение, на бутылке воды, которую достают из холодильника, на зеркале в душе, на холодных стеклах окон зимой. Все это свидетельства того, что в воздухе содержится водяной пар.

Абсолютная влажность

• Откуда берется вода в воздухе? Как вы знаете, испарение жидкости происходит при любой температуре. Поэтому с поверхности любых водоемов постоянно испаряется вода, превращаясь в водяной пар. Кроме того, влага содержится в земле, поэтому испарение происходит также с поверхности земли.

• Часто говорят: «влажный воздух», «сухой воздух». Те, кто заходил в теплицу, в горячий душ без вытяжки, бывал в тропическом климате, знают, что такое «влажный воздух». Мы ощущаем, когда воды в воздухе много. А бывает сухой воздух – тогда некомфортно глазам, шелушится кожа, першит в горле. В таких случаях мы ощущаем, что воды в воздухе мало.

• На бытовом уровне такой оценки – много или мало воды в воздухе – достаточно. Но, например, книги во влажном воздухе портятся. Как и многие музейные экспонаты, например картины. В сыром помещении могут «отойти» обои или отвалиться штукатурка. Зерно и многие другие продукты нельзя хранить в воздухе с большим содержанием водяного пара. Значит, нужно научиться измерять количество воды в воздухе, ввести некоторую численную характеристику этого количества. Такая физическая величина называется абсолютной влажностью.

• Эту величину ввели как массу водяного пара, которая содержится в 1 кубическом метре воздуха. Поскольку речь идет о смеси воздуха и пара, то объем воздуха – это и объем пара. Получается, что абсолютная влажность – это аналог плотности: масса в единице объема, поэтому часто ее называют плотностью водяного пара. Абсолютную влажность принято обозначать буквой ρ. Исходя из определения, ее можно вычислить как отношение массы водяного пара к объему воздуха, в котором находится этот пар:

• В СИ абсолютная влажность измеряется в кг/м3. Но часто эту величину указывают в г/м3.

• Список литературы
• Перышкин А. В. Физика. 8 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.

• Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
• Интернет-портал «myshared.ru»  ( Источник )
• Интернет-портал «files.school-collection.edu.ru» ( Источник )