Páratartalom

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. március 14-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .

A páratartalom a fizikai testben vagy környezetben lévő víztartalom  mutatója . A páratartalom mérésére különféle mértékegységeket használnak, gyakran rendszeren kívüli egységeket .

Általános információk

A páratartalom az anyag természetétől, a szilárd anyagokban pedig a finomság vagy porozitás mértékétől függ . A kémiailag kötött, úgynevezett alkotmányos víz tartalma, például hidroxidok, amelyek csak a kémiai bomlás során szabadulnak fel, valamint a kristályos hidratált víz nem tartozik a nedvesség fogalmába.

Mértékegységek és a "páratartalom" fogalmának meghatározásának jellemzői

Meghatározási módszerek

Számos termék, anyag stb . nedvességtartalmának meghatározása fontos. Csak bizonyos páratartalom mellett sok test (gabona, cement stb.) alkalmas arra a célra, amelyre szánták. Az állati és növényi szervezetek létfontosságú tevékenysége csak bizonyos hőmérséklet- és relatív páratartalom-tartományokban lehetséges. A páratartalom jelentős hibát okozhat egy tárgy tömegében. Egy kilogramm 5% és 10% nedvességtartalmú cukor vagy gabona különböző mennyiségű száraz cukrot vagy gabonát tartalmaz.

A nedvességmérést a nedvesség szárításával és a nedvesség titrálásával határozzák meg Karl Fischer szerint . Ezek a módszerek elsődlegesek. Rajtuk kívül még sok mást fejlesztettek ki, amelyeket a nedvességmérések eredményei alapján elsődleges módszerekkel és standard nedvességminták alapján kalibrálnak .

Páratartalom

A levegő páratartalma olyan érték, amely a Föld légkörének vízgőztartalmát jellemzi – ez az egyik legjelentősebb időjárási és éghajlati jellemző .

A Föld légkörének páratartalma nagyon változó. Így a földfelszín közelében a levegő vízgőztartalma a magas szélességi körökben átlagosan 0,2 térfogatszázaléktól a trópusokon 2,5 százalékig terjed. A gőznyomás a poláris szélességeken télen kevesebb, mint 1 mbar (néha csak egy századmbar), nyáron pedig 5 mbar alatt van; a trópusokon 30 mbar-ra emelkedik, és néha több is. A szubtrópusi sivatagokban a gőznyomás 5-10 mbar-ra csökken.

A levegő abszolút páratartalma ( f ) az 1 m³ levegőben ténylegesen található vízgőz mennyisége. Ezt a levegőben lévő vízgőz tömegének a nedves levegő térfogatához viszonyított arányaként határozzuk meg.

Az abszolút páratartalom általánosan használt mértékegysége a gramm per köbméter, [g/m³] [1] , ritkábban [g/kg] [2] .

A relatív páratartalom ( φ ) az aktuális abszolút páratartalom és a maximális abszolút páratartalom aránya adott hőmérsékleten. Úgy is definiálható, mint a gázban lévő vízgőz parciális nyomásának és a telített gőz egyensúlyi nyomásának aránya .

Hőmérséklet t , °C -30 −20 −10 0 tíz húsz harminc 40 ötven 60 70 80 90 100
Maximális abszolút páratartalom f max , (g/m³) 0,29 0,81 2.1 4.8 9.4 17.3 30.4 51.1 83,0 130 198 293 423 598

A relatív páratartalmat általában százalékban fejezik ki.

A relatív páratartalom nagyon magas az egyenlítői zónában (átlagosan évi 85% vagy több), valamint a sarki szélességeken és télen a középső szélességi körök kontinensein. Nyáron a monszun régiókat magas relatív páratartalom jellemzi . Alacsony relatív páratartalom figyelhető meg a szubtrópusi és trópusi sivatagokban, valamint télen a monszun régiókban (50% és az alatt).

A páratartalom a magassággal gyorsan csökken. 1,5-2 km magasságban a gőznyomás átlagosan fele a földfelszíninek. A troposzféra a légköri vízgőz 99%-át teszi ki. A levegő átlagosan 28,5 kg vízgőzt tartalmaz a Föld felszínének minden négyzetméterén.

Gáznedvesség mérési értékek

A következő mennyiségeket használják a levegő nedvességtartalmának jelzésére:

a levegő abszolút páratartalma az egységnyi levegőtérfogatban lévő vízgőz tömege, azaz a levegőben lévő vízgőz sűrűsége [g / m³]; a légkörben 0,1-1,0 g/m³ (télen a kontinensek felett) és 30 g/m³ vagy több (az egyenlítői zónában) között változik [3] [4] ; maximális levegő páratartalom (telítettségi határ) a levegőben egy bizonyos hőmérsékleten termodinamikai egyensúlyban (a levegő páratartalmának maximális értéke adott hőmérsékleten) tárolható vízgőz mennyisége [g/m³]. A levegő hőmérsékletének növekedésével a maximális páratartalom nő; gőznyomás , gőznyomás a levegőben lévő vízgőz által kifejtett parciális nyomás (a vízgőznyomás a légköri nyomás töredékében). A mértékegység a Pa . páratartalom hiánya a vízgőz maximális lehetséges és tényleges nyomása közötti különbség [Pa] (adott körülmények között: hőmérséklet és légnyomás) [5] , vagyis a telítési rugalmasság és a tényleges gőznyomás közötti különbség [6] ; relatív páratartalom a gőznyomás és a telített gőznyomás aránya, azaz a levegő abszolút páratartalma a maximumhoz [% relatív páratartalom]; Harmatpont gázhőmérséklet, amelyen a gáz vízgőzzel telített °C . A gáz relatív páratartalma 100%. A vízgőz további beáramlásával vagy a levegő (gáz) lehűlésével kondenzátum jelenik meg . Így, bár a harmat -10 vagy -50 °C hőmérsékleten nem hullik, fagy , fagy , jég vagy hó esik , létezik -10 vagy -50 °C harmatpont, ami 2,361 és 0,063 g víz/perc mennyiségnek felel meg. 1 m³ levegő vagy más gáz nyomás alatt, egy atmoszféra; fajlagos páratartalom a vízgőz tömege grammban per kilogramm nedvesített levegő [g/kg], azaz a vízgőz és a párásított levegő tömegének aránya [7] ; nedves hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen egy gáz vízgőzzel telítődik állandó levegőentalpiánál. A gáz relatív páratartalma ebben az esetben 100%, a nedvességtartalom nő, az entalpia pedig megegyezik a kezdeti értékkel. keverési arány (vízgőztartalom) a vízgőz tömege grammban per kilogramm száraz levegő [g/kg], azaz a vízgőz tömegének száraz levegőhöz viszonyított aránya.

Hatás

Állatok

A páratartalom az egyik alapvető abiotikus tényező , amely meghatároz minden élőhelyet (tundra, vizes élőhelyek, sivatag stb.), és meghatározza, hogy egy adott környezetben mely állatok és növények tudnak boldogulni [8] .

Az emberi test az izzadtság és annak elpárolgása révén elvezeti a hőt. A környező levegőbe történő termikus konvekció és a hősugárzás a fő módjai annak, hogy a hőt a testből átadják. Magas páratartalmú körülmények között a verejték bőrről történő párolgási sebessége csökken. Továbbá, ha a légkör olyan meleg, mint a bőr a magas páratartalom idején, a test felszínére áramló vér nem tud hőt elvezetni a levegő vezetésével. Mivel sok vér áramlik a testen kívülre, kevesebb vér jut az aktív izmokba, az agyba és más belső szervekbe. Korábban a fizikai erő csökkenése és a fáradtság jelentkezik. Reakció és mentális retardáció is előfordulhat, ami hőgutához vagy hipertermiához vezethet.

Az emberek érzékenyek a párás levegőre, mivel az emberi test a párolgásos hűtést használja a hőmérséklet szabályozásának elsődleges mechanizmusaként. Magas páratartalmú körülmények között a verejték párolgási sebessége a bőrön alacsonyabb, mint száraz körülmények között. Mivel az emberek a test hőátadási sebességét érzékelik, nem pedig a hőmérsékletet, melegebbnek érezzük magunkat, ha a relatív páratartalom magas, nem pedig alacsony.

Néhány ember légzési nehézséget tapasztal nedves környezetben. Egyes esetek légzőszervi betegségekhez, például asztmához kapcsolódnak, míg mások a szorongás következményei lehetnek. A betegek gyakran reagálnak a hiperventillációra, ami többek között zsibbadást, ájulást és koncentrációvesztést okoz [9] .

A légkondicionáló csökkenti a kényelmetlenséget azáltal, hogy nemcsak a hőmérsékletet, hanem a páratartalmat is csökkenti. A hideg külső levegő felmelegítése 30% alá csökkentheti a beltéri relatív páratartalmat [10] , ami olyan állapotokhoz vezethet, mint a bőr szárazsága, az ajkak kirepedezése, a szemszárazság és a túlzott szomjúság.

A magasabb páratartalom csökkenti az aeroszolos influenzavírus fertőzőképességét [11] .

Elektronika

Az általános használatra szánt hagyományos elektronikus eszközöket úgy tervezték, hogy a páratartalom változásának bizonyos tartományán belül működjenek (például 5% és 95% közötti relatív páratartalom között). A magas páratartalom növelheti egyes higroszkópos szigetelőanyagok vezetőképességét , ami hibás működéshez vagy károsodáshoz vezethet. A túl alacsony páratartalom törékennyé teheti az anyagokat. A páralecsapódás különös veszélyt jelent az elektronikus készülékekre, függetlenül a megengedett üzemi páratartalom deklarált tartományától. A páralecsapódás hatása például a szemüveg üvegeinek párásodása formájában figyelhető meg, amikor egy szemüveges személy hideg helyiségből meleg helyiségbe lép [12] . Amikor egy elektronikus eszközt hideg helyről (például garázsból, autóból, fészerből) meleg, párás helyre (otthon, iroda) visznek át, páralecsapódás képződhet a nyomtatott áramköri lapokon és más alkatrészeken, ami a készülék meghibásodását okozhatja elfordításkor. kapcsolja be, mielőtt a kondenzvíz kiszáradna. A nagyfeszültségű készülékek rövidzárlatot okozhatnak, ami súlyos károkat okozhat.

A hidegtől fűtött helyiségbe hozott elektronikus berendezések bekapcsolása előtt több órán keresztül melegen kell tartani.

Ilyen helyzetekben, és amikor szükség van az elektronikus berendezések gyors bekapcsolására, a meleg levegő átfújása a készülékre és különösen annak belső részére, például ventilátorral, felgyorsítja a kondenzátum felmelegedését és kiszáradását.

A rendkívül alacsony páratartalom lehetővé teszi a statikus elektromosság felhalmozódását, ami a számítógépek spontán leállását és a programok meghibásodását okozhatja, ha szikra keletkezik. A meghibásodások mellett az elektrosztatikus kisülések a kapu dielektromos meghibásodását okozhatják a szilárdtest-eszközökben, ami visszafordíthatatlan meghibásodáshoz vezet, különösen a külső beépülő memória ( flash memória ) esetében. Ezért a digitális adatközpontokban gyakran figyelik a levegő relatív páratartalmát.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Wyer, Samuel S. Alapvető fizikai törvények és definíciók // A Traktize on Producer-Gas and Gas-Producers  . - McGraw-Hill Education , 1906. -  23. o .
  2. ↑ Perry, RH and Green, DW, (2007) Perry's Chemical Engineers' Handbook (8. kiadás), 12. szakasz, Pszikrometria, párolgásos hűtés és szilárd anyagok szárítása McGraw-Hill , ISBN 978-0-07-151135-3
  3. ↑ Klíma-páratartalom indexek . Encyclopaedia Britannica . Letöltve: 2018. február 15. Az eredetiből archiválva : 2020. november 16.
  4. ↑ Klíma/páratartalom táblázat . A Német Biztosító Szövetség Közlekedési Információs Szolgálata . Letöltve: 2018. február 15. Az eredetiből archiválva : 2020. november 12.
  5. ↑ Páratartalom hiány // Nagy Szovjet Enciklopédia  : [30 kötetben]  / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
  6. ↑ Időjárás és éghajlat - Pszikrometriás táblázat . Letöltve: 2019. május 14. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 11.
  7. ↑ Seidel, Dian Mi a légkör páratartalma és hogyan mérik? (szakadt link ) . Nemzeti Óceán- és Légkörkutató Hivatal . Nemzeti Óceán- és Légköri Hivatal. Letöltve: 2017. március 3. Az eredetiből archiválva : 2017. október 18.. 
  8. ↑ C.Michael Hogan. 2010. Abiotikus faktor . A Föld enciklopédiája. eds Emily Monosson és C. Cleveland. Nemzeti Tudományos és Környezetvédelmi Tanács Archíválva : 2013. június 8. . Washington DC.
  9. ↑ Hő és páratartalom – a tüdő társulása . www.lung.ca. _ Letöltve: 2018. március 14. Az eredetiből archiválva : 2020. október 24.
  10. ↑ Optimális páratartalom az otthoni használatra . AirBetter.org (2014. augusztus 3.). Letöltve: 2019. november 17. Az eredetiből archiválva : 2020. január 10.
  11. ↑ Noti, John D.; Blachere, Francoise M.; McMillen, Cynthia M.; Lindsley, William G.; Kashon, Michael L.; Slaughter, Denzil R.; Beezhold, Donald H. A magas páratartalom a fertőző influenzavírus elvesztéséhez vezet a szimulált köhögés következtében  // PLOS ONE  : folyóirat  . - 2013. - Kt. 8 , sz. 2 . — P.e57485 . - doi : 10.1371/journal.pone.0057485 . - Iránykód . — PMID 23460865 .
  12. ↑ Párásodó szemüveg . Letöltve: 2019. november 17. Az eredetiből archiválva : 2015. február 26..

Irodalom

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban