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相对湿度和绝对湿度以及饱和气压的关系

(三)相对湿度 %RH :

相对湿度是指空气中水汽的摩尔分数与相同温度(T)、压力(P)下纯水表面的饱和水汽的摩尔份数之比,用百分数表示。

式中,e-表示水气分压(Pa) ;ew-表示饱和水蒸气压力(Pa) ;

相对湿度越小,就表示是空气离饱和态越远,尚有吸收更多水蒸气的能力,即空气越干燥,吸收水蒸气能力越强;反之,相对湿

度越大,吸收水蒸汽能力越弱,即空气越潮湿。相对湿度反映了湿空气中水蒸汽含量接近饱和的程度,故又称饱和度。

(二)饱和汽压

  1.饱和汽压:饱和汽所具有的压强叫做这种液体的饱和汽压.

  用如图所示的实验装置可以测量饱和汽的压强.把两根装满水银的细长玻璃管倒立在水银槽中.a管做气压计.用弯曲的滴管向b管中注入一些乙酸,乙酸的密度比水银小,便浮到水银面上,并在水银面上方的真空中蒸发,同时b管中的水银面开始下降.当乙醇的密度达到饱和时,水银面上还剩一点乙醚,b管中的水银面就稳定在一定的高度不再下降,ab两管中水银面的高度差h就表示乙醚饱和汽压的大小.

  2.影响饱和汽压的因素

  1)饱和汽压跟液体的种类有关

  实验表明,在相同的温度下,不同液体的饱和汽压一般是不同的.挥发性大的液体,饱和汽压大.例如20℃时,乙醇的饱和汽压为 Pa,水为 Pa.水银的饱和汽压很小,20℃时仅为 Pa,所以水银气压计水银柱上方的空间可以认为是真空.

  2)饱和汽压跟温度有关

  用热毛巾包住图中的有乙醇的玻璃管,水银柱下降,表明温度升高时饱和汽压增大.

  微观解释:饱和汽压随温度的升高而增大.这是因为温度升高时,液体里能量较大的分子增多,单位时间内从液面飞出的分子也增多,致使饱和汽的密度增大,同时汽分子热运动的平均动能也增大,这也导致饱和汽压增大.

  3)饱和汽压跟体积无关.

  饱和汽压跟体积无关,如图管中水银面上方都是同温度的乙醚,表明同温度下乙醇的饱和汽压与体积无关.

  微观解释:在温度不变的情况下,饱和汽的压强不随体积而变化.其原因是,当体积增大时,容器中汽的密度减小,原来的饱和汽变成了未饱和汽,于是液体继续蒸发,直到未饱和汽成为饱和汽为止.由于温度没有改变,饱和汽的密度跟原来的一样,汽分子热运动的平均动能也跟原来一样,所以压强不改变.体积减小时,容器中汽的密度增大,回到液体中的分子数多于从液面飞出的分子数,于是一部分汽变成液体,直到汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止.由于温度用原来相同,饱和汽密度不变,汽分子热运动的平均速率也跟原来相同,所以压强也不改变.

(一)空气的湿度

  空气的湿度可通俗地理解为空气的潮湿程度.它有绝对湿度和相对湿度之分.

  1.绝对湿度:空气中水蒸气的压强p叫做空气的绝对湿度.

  空气的湿度可以用空气中所含水蒸汽的密度,即单位体积的空气中所含水蒸汽的质量来表示.由于直接测量空气中水蒸气的密度比较困难,而水蒸气的压强随水蒸气密度的增大而增大,所以通常用空气中水蒸气的压强来表示空气的湿度,这就是空气的绝对湿度.

  2.相对湿度

  1)为了表示空气中水蒸气离饱和状态的远近而引入相对湿度的概念.

  2)相对湿度B:某温度时空气的绝对湿度p跟同一温度下水的饱和汽压 的百分比叫做这时空气的相对湿度.

  ①不同温度下水的饱和汽压可以查表得到

  ②在绝对湿度p不变而降低温度时,由于水的饱和汽压减小而使空气的相对湿度增大.

  ③居室的相对湿度以60%~70%较适宜.

湿度计的各种形式和工作原理

湿度计的各种形式和工作原理

常用的湿度控制器形式有:毛发

湿度计、干湿球湿度计,还有电阻式和电容式湿度传感器与变送器。


(1)毛发式湿度控制器的工作原理:人的头发、尼龙丝(或薄膜)在空气相对湿度变化时会产生伸缩。例如,精选脱脂后的毛发在湿度变化10%时,长度改变 2%。利用此道理,将一束脱脂处理后的毛发一端固定,当它感应湿度变化时,另一端以位移信号传递,带动指针,可以显示湿度;将湿度控制器位移转换成电开关动作:,与加湿电磁阀或者除湿冷却盘管电磁阀配合使用,则可以作为湿度控制器调节空气的湿度。


(2)干湿球

湿度计的工作原理: 它利用空气干湿球温度计的测湿原理,根据干球温度与湿球温度的差值,使电开关动作。用两个电阻式温度传感器,一个测量干球温度,一个外面包着湿纱布测量湿球温度。用电子线路将信号放大,去控制电触点动作。干湿球温度测量中要用小风扇强制吹风,湿包测点处的风速保持为3~4m/s。由于湿球温度测量中要用水,所以这种湿度计只能在0℃以上的环境测湿。


(3)电子

湿度计的工作原理: 有多种金属盐(例如,氯化锂、氯化钙) 在空气中有很强的吸湿性。吸湿使盐中的水分增加;直到盐中的水分与空气中的水分达到平衡为止。盐的平衡含水量与空气相对湿度一一对应。相对湿度越大,盐中的平衡含水量越大,盐的电阻越小;反之,空气相对湿度越小,盐的电阻越大。利用这个道理用氯化锂作为电阻式湿度发信器,在湿度测量和控制中使用。

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