SGK Vật Lí 10 - Bài 39. Độ ẩm của không khí
Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ Pbh (mmH9) p(g/m3) Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 4,58 4,84 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 6,54 6,80 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 9,21 9,40 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 12,79 12,80 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 17,54 17,30 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 21,07 20,60 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 23,76 23,00 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 26,74 25,81 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 28,35 27,20 Độ ẨM CỦA KHÔNG KHÍ 31,82 30,29 Dự báo , Thòi tiết Đồ ẤM -32° 82% Hình 39.1 Bảng 39.1 Áp suất hơi nước bão hoà pbh và khối lượng riêng p của nó. HI Dựa vào Bảng 39.1, hãỵ xác định độ ẩm cực đại A của không khí ỏ 30°C. Các em có biết "Độ ấm 82%" ghi trong mục "Dự báo thời tiết" cúa chương trình truyền hình VTV3 buổi sáng có ý nghĩa gì không ? I - Độ ẨM TUYỆT ĐỐI VÀ ĐỘ ẨM cực ĐẠI Độ ẩm tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối a của không khí trong khí quyển là đại lượng đo bằng khối lượng m (tính ra gam) của hơi nước có trong 1 m3 không khí. Đơn vị đo của a là g/m3. Độ ẩm cựe đại Nếu độ ẩm tuyệt đối của không khí càng cao thì lượng hơi nước có trong 1 m3 khổng khí càng lớn. Khi đó áp suất riêng phần p của hơi nước trong không khí (tức là áp suất do riêng lượng hơi nước có trong không khí gây ra) càng lớn. Ở một nhiệt độ cho trước, áp suất riêng phần p của hơi nước trong không khí không thể lớn hơn áp suất /?bh của hơi nước bão hoà ở nhiệt độ đó. Vì thế độ ẩm tuyệt đối của không khí ở trạng thái bão hoà hơi nước có giá trị lớn nhất và được gọi là độ ẩm cực đại A. Độ ẩm cực đại A có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hoà tính theo đơn vị g/m3. Giá trị của A tăng theo nhiệt độ. BE II - Độ ẤM TÌ ĐỐI Độ ẩm tuyệt đối chưa cho biết mức độ ẩm của không khí, vì ỏ' nhiệt độ càng thấp thì hơi nước trong không khí càng dễ đạt trạng thái bão hoà. Khi đó độ ẩm tuyệt đối càng gần với độ ẩm cực đại. Như vậy, để mô tả mức độ ẩm của không khí người ta phải dùng một đại lượng gọi là độ ẩm tỉ đối f (hay còn gọi là độ ẩm tương đốĩ). Độ ẩm tỉ đối f của không khí là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a và độ ẩm cực đại A của không khí ở cùng nhiệt độ : / = -^-.100% (39.1) Trong khí tượng học, độ ẩm tỉ đối/được tính gần đúng theo công thức : BẼ Với cùng độ ẩm tuyệt đối a, nếu nhiệt độ không khí tăng thì độ ẩm tỉ đối f tăng hay giảm ? / « ^-.100% (39.2) Pbh Không khí càng ẩm, độ ẩm tỉ đối càng lớn. ở nước ta, độ ẩm tỉ đối có thể tăng từ 95 tới 98% trong những ngày ẩm ướt và giảm xuống dưới 70% trong những ngày khô ráo. 30 Giả sử không khí ở 25°c có độ ẩm tuyệt đối là 17,30 g/m3. Hãy xác định độ ẩm cực đại và độ ẩm tỉ đối của không khí ở 25°c. Giải: Độ ẩm cực đại A ở 25°c đúng bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hoà trong không khí ở cùng nhiệt độ này. Theo Bảng 39.1, ta xác định được : Có thể đo độ ẩm của không khí bằng các ẩm kế: ẩm kế tóc, ẩm kế khô - ướt, ẩm kế điểm sương. A = 23,00 g/m3 Từ đó suy ra độ ẩm tỉ đối của không khí ở 25°c bằng : a 17,30 23,00 75,2% Ill - ẢNH HƯỞNG CÙA Độ ẨM KHÔNG KHÍ Độ ẩm tỉ đối của không khí càng nhỏ, sự bay hơi qua lớp da càng nhanh, thân người càng dễ bị lạnh, ơ 30°C, con người vẫn cảm thấy dễ chịu khi độ ẩm tỉ đô'i bằng khoảng 25% và cảm thấy nóng bức khi độ ẩm tỉ đối vượt quá 80%. Còn ở 18°c, con người cảm thấy lạnh khi độ ẩm tỉ đối là 25% và cảm thấy mát mẻ khi độ ẩm tỉ đối vượt quá 60%. Độ ẩm tỉ đối cao hơn 80% tạo điều kiện cho cây cối phát triển, nhưng lại dễ làm ẩm mốc, hư hỏng các máy và dụng cụ quang học, điện tử, cơ khí, khí tài quàn sự, lương thực, thực phẩm trong các kho chứa. Để chống ẩm, người ta phải thực hiện nhiều biện pháp như dùng chất hút ẩm, sấy nóng, thông gió, bôi dầu mỡ lên các chi tiết máy bằng kim loại, phủ lớp chất dẻo lên các bản mạch điện tử,... E Độ ẩm tuyệt đối 3 cùa không khí là đại iuụng đo bằng khối luông hơi nuóc (tính ra gam) chúa trong 1 m3 không khí. Độ ẩm cục đại A là độ ầm tuyệt đối cùa không khí I chúa hoi nuóc bão hoà, giá trị cùa nó táng theo nhiệt độ. Đon vị đo của các đại luọng \ này đều là g/m3. Độ ầm ti đối f của không khí là đại luọng đo bằng tì số phần trăm giũa độ ẩm tuyệt - đối 3 và độ ẩm cục đại A cùa không khí ờ cùng nhiệt độ : f = 4-100% A V hoặc tính gần đúng bằng ti số phần trăm giũa áp suất riêng phần p cùa hoi nuóc và áp suất pbh của hơi nuúc bão hoà trong không khí ở cùng một nhiệt độ : f ~ -4".100% Pbh ' Không khí càng ẩm thì độ ầm tì đối cùa nó càng cao. :/3 Có thể đo độ ẩm của không khí bằng các loại ẩm kế. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 4, Độ ẩm tuyệt đối là gì ? Độ ẩm cực đại là gì ? Nói rõ đơn vị đo của các đại lượng này. Độ ẩm tỉ đối là gì ? Viết công thức và nêu ý nghĩa của đại lượng này. Viết công thức tính gần đúng của độ ẩm tỉ đối dùng trong khí tượng học. Khi nói vế độ ẩm tuyệt đối, câu nào dưới đây là đúng ? A. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra kilôgam) của hơi nước có trong 1 m3 không khí. B. Độ ấm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1 cm3 không khí. c. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ iớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1 m3 không khí. D. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra kilôgam) của hơi nước có trong 1 cm3 không khí. Khi nói vế độ ẩm cực đại, câu nào dưới đây là không đúng ? Khi làm nóng không khí, lượng hơi nước trong không khí tăng và không khí có độ ẩm cực đại. Khi làm lạnh không khí đến một nhiệt độ nào đó, hơi nước trong không khí trở nên bão hoà và không khí có độ ẩm cực đại. c. Độ ẩm cực đại là độ ẩm của không khí bão hoà hơi nước. D. Độ ẩm cực đại có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hoà trong không khí tính theo đơn vị g/m3. ở cùng một nhiệt đọ và áp suất, không khí khô nặng hơn hay không khí ẩm nặng hơn ? Tại sao ? Cho biết khối lượng mol của không khí là ụ. = 29 g/mol. Không khí khô nặng hơn. Vì cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí có khối lượng lớn hơn. Không khí ẩm nặng hơn. Vì cùng nhiệt độ và áp suất thì nước có khối lượng lớn hơn. c. Không khí khô nặng hơn. Vì ở cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí khô có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của không khí ẩm. D. Không khí ẩm nặng hơn. Vì ở cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí ẩm có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của không khí khô. Mặt ngoài của một cốc thuỷ tinh đang đựng nước đá thường có nước đọng thành giọt và làm ướt mặt cốc. Giải thích tại sao ? Không khí ở 30°C có độ ẩm tuyệt đối là 21,53 g/m3. Hãy xác định độ ẩm cực đại và suy ra độ ẩm tỉ đối của không khí ở 30°C. Buổi sáng, nhiệt độ không khí là 23cc và độ ẩm tỉ đối là 80%. Buổi trưa, nhiệt độ không khí là 30°C và độ ẩm tỉ đối là 60%. Hỏi vào buổi nào không khí chứa nhiều hơi nước hơn ? CÁC LOẠI ẨM KẾ 1. Âm kế tóc (Hình 39.2). Cấu tạo cúa ấm kế tóc gồm sợi tóc c có đầu trên buộc cố định, đầu dưới vắt qua một ròng rọc nhỏ và buộc vào vật nặng p. Nếu độ ấm tí đối cúa không khí tăng (hoặc giám) thì sợi tóc c bị dãn ra (hoặc co lại) và làm quay ròng rọc, do đó kim s gắn với trục của ròng rọc sẽ quay theo trên mặt chia độ ghi sẵn các giá trị cúa độ ẩm tí đối. Ấm kế tóc là loại ấm kế đơn gián nhất dùng đế đo độ ấm tí đối cúa không khí, nhưng có độ chính xác không cao. Hình 39.2 Ảm kế tóc ò Hình 39.3 Ảm kế khỡ - ưởt Hình 39.4 Ấm kế điểm sương Ẩm kế khô - ướt (Hình 39.3). cấu tạo của ẩm kế khô - ướt gồm hai nhiệt kế: nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt. Nhiệt kế ướt là nhiệt kế có bầu được quấn quanh bằng một lóp vái móng ướt do đầu dưới của lóp vái nhúng trong một cốc nước nhó. Nhiệt kế khô chí nhiệt độ không khí fk và nhiệt kế ướt chỉ nhiệt độ bay hơi fa của nước ở trạng thái bão hoà. Nếu không khí càng khô thì độ ấm tỉ đối càng nhỏ, nên nước bay hơi từ lóp vải ướt càng nhanh và bầu nhiệt kế ướt bị lạnh càng nhiều : fa càng nhỏ so với fk. Như vậy, hiệu nhiệt độ (fk - f ) phụ thuộc độ ẩm tí đối /cúa không khí. Biết được hiệu nhiệt độ (fk - fa), ta có thế dùng báng tra cứu đế xác định độ ấm tỉ đối f cứa không khí úng với nhiệt độ fk chỉ trên nhiệt kế khô. Âm kế điểm sương (Hình 39.4). Cấu tạo cứa ấm kể điểm sương gồm bình trụ 3 bằng kim loại mạ sáng bóng đặt nằm ngang và bên trong chứa một phần ête lỏng. Đầu dưới cúa ống 2 có nhiều lỗ nhỏ được nhúng vào ête lóng trong bình 3, đầu trên của ống 2 nối với quả bóp cao su 1 dùng đế bơm không khí vào bình 3, làm ête bay hơi nhanh và thoát ra ngoài qua lỗ 6, do đó nhiệt độ cúa bình 3 bị giảm nhanh. Khi nhiệt độ bình 3 giám xuống tới nhiệt độ f0 nào đo, hơi nước trong lớp không khí ở sát mặt bình 3 trớ nén bão hoà và đong thành sương. Nhiệt độ f0 được gọi là điếm sương. Để dễ quan sát lúc sương xuất hiện trên mặt trước cúa bình 3, người ta lắp thêm vành tròn 5 bằng kim loại có mặt được mạ sáng bóng và đặt cách li với bình 3 ở mặt trước cúa nó. Đọc điếm sương f0 trên nhiệt kế 4 và dựa vào Bảng 39.1, ta có thế xác định được độ ấm tí đối /của không khí ớ nhiệt độ cho trước với độ chính xác'khá cao.