Влажност на въздуха. Хидрограф

Русенски университет ”Ангел Кънчев” Филиал-Силистра
КУРСОВА ЗАДАЧА

По дисциплината:
Обща физика, първа част
Тема:
„Влажност на въздуха. Хигрометър“

Изготвил: Проверил:……….. спец.Физика и информатика

Силистра 2017

СЪДЪРЖАНИЕ
Влажност на въздуха.
Видове влажност на въздуха.
Влажност на въздуха и влиянието на климата в България.
Хигрометър
Видове хигрометри - Класически и Съвременни

ВЛАЖНОСТ НА ВЪЗДУХА

Влажността на въздуха
(още влажност на атмосферата) е мярка за количеството водна пара във въздуха и е една от най-съществените характеристики на времето и климата.
Влажността на въздуха има голямо значение и при процеса на сушене.

Влажността на въздуха в метеорологията се характеризира със следните величини:

Абсолютна влажност (плътност на водната пара) — количеството водна пара в 1 куб.м влажен въздух при определена температура. Измерва се в г/куб.м. При сушенето абсолютната влажност на въздуха се дефинира като масата на водните пари отнесени към масата на сухия въздух (gH20/kgсух въздух, вж. Относителна масова концентрация)

Относителна влажност — отношението между количеството водна пара, намираща се във въздуха и максималното количество водна пара, което въздуха може да поеме при една и съща температура на въздуха. Изразява се в проценти.

Точка на оросяването — температурата, при която въздухът достига състояние на насищане с вода, °С.

Специфична влажност — отношение на плътността на водната пара към плътността на влажния въздух (g пара / 1 кг въздух).

Пъргавина на въздуха — парциалното налягане на водната пара във въздуха, измервано в паскали.

Дефицит на влажността — разликата между максималната и действителната пъргавина на въздуха. Изразява се в милибари (mb) или в милиметри живачен стълб (mm Hg).

ВЛАЖНОСТ НА ВЪЗДУХА
И
Значението на климата
в България

Циркулационни фактори
Атмосферната циркулация е много важен климатообразуващ фактор. Преносът на различни въздушни маси над територията на нашата страна не е строго установен - постоянно или по периоди. Поради това е налице многообразие във въздействието на различните въздушни маси през различни периоди на годината върху времето и климата. Влиянието се осъществява от активни атмосферни (циклонални и антициклонални) центрове, които са извън нашите земи. Голямата отдалеченост на Атлантическия и Арктическия водни басейни от територията на нашата страна води до съществени промени при преноса на въздушни маси. Колкото е по-малка скоростта на тяхното придвижване, толкова по-дълбоко те се трансформират и следователно по-слабо влияят с основните си свойства (топлина и влага).Върху климата на България влияят три основни типа въздушни маси, пренасяни към нашата територия - въздушни маси на умерените географски ширини, арктични и тропични въздушни маси. А те от своя страна са съответно океански и континентални.
°Умерените въздушните маси въздействат върху климата у нас целогодишно. Континенталните умерени въздушни маси формират антициклонален тип време, студено през зимата и топло през лятото. Те са бедни на влага и при техен пренос обикновено няма валежи. Океанските въздушни маси (атлантически) са по-влажни. При техен пренос през зима се чувства затопляне и има валежи. През лятото действието е в обратна посока – има захлаждане на времето и валежи.

°Тропичните въздушни маси имат по-слабо влияние върху климата България, техен пренос има през всички годишни сезони. У нас те обикновено предизвикват рязко повишаване на температурите на въздуха намаляване количеството на валежите. Макар и твърде рядко, климатът е под въздействието на въздушните маси от Северна Африка и Предна Азия, на пустинните и полупустинните им райони. Нахлуването на тропични въздушни маси през лятото предизвиква формирането на горещо и сухо време, а през зимата – затопляне и валежи от дъжд, много рядко от мокър сняг. Понякога тези въздушни маси пренасят до територията на България и пустинен прах.
°Арктичните въздушни маси оказват най-незначително влияние върху климата в България. То е характерно само за студеното полугодие. През зимата често предизвикват продължителни застудявания, снеговалежи и образуване на слани. Обикновено след нахлуване на арктични въздушни маси през есента се появяват и първи слани, а планините се образува първата снежна покривка.Като цяло върху климата на България доминиращо въздействие имат континенталните въздушни маси (55%), а това на океанските - (45%) е понезначително.

°Активните атмосферни центрове (циклонални и антициклонални) оказват съществено влияние върху промените на времето и на климата в България. Те влияят чрез преноса на въздух с различни свойства, пренасян от различни въздушни вихри – циклони и антициклони. Върху времето и климата на страната оказват целогодишно влияние Исландският минимум и Азорският максимум. През студеното полугодие оказват влияние и Средиземноморския минимум и Източноевропейския максимум.
Силно влияние върху климата на България оказват циклоните от Исландския минимум. През зимата те предизвикват над страната по-топло и по-валежно време, а през лятото - по-хладно и по-валежно време. Преминаването им през територията на страната обикновено предизвиква обилни валежи. Най-активни са исландските циклони през май и юни, когато са и валежните максимуми над голяма част от страната.
°Средиземноморските циклони влияят главно през зимата. Те влияят много по-силно в най-южните части на страната. Преминават през територията на страната по три пътя: северен, когато достигат България през Унгария и Сърбия; среден, преминават през западните части на Балканския полуостров; югозападен, когато се придвижват през Гърция и Егейско море на североизток. Средиземноморските циклони са по-чести през зимата и формират есенно-зимен максимум на валежите в най-южните части на страната.
°Антициклоните от Азорския максимум през зимата предизвикват затопляне на времето, а през лятото – рекордни горещини. Тяхното действие е с продължителност от 10-20 дни.Източноевропейските антициклони се формират само през студеното полугодие поради силното охлаждане на сушевата повърхност в Източна Европа. През зимата те достигат нашата страна от североизточна посока и носят силно застудяване и пренасят беден на влага въздух.

ХИГРОМЕТЪР

Хигрометърът (от гръцки ὑγρός игрóс‚ влага и гръцки μέτρον мéтрон, мярка) е уред, с който се измерва относителната влажност на въздуха. Първият хигрометър е изобретен от Леонардо Да Винчи през 1480, а по-съвременния му вариант е дело на Йохан Ламберт през 1755.Хигрометърът обикновено измерва влажността индиректно, оценявайки промени в температурата, налягането или масата, или механични или електрически промени в субстанциите заради абсорбцията на влага. Съвременните електронни уреди измерват влажността чрез измерване на точката на оросяване или промени в електрическия капацитет и съпротивление.
Видове Хигрометри

Класически хигрометри

Хигрометър с пружина и хартия

Основава се на ефекта на промяна на линейните размери на осолена хартиена лента при абсорбция на влага. Хартиената лента ламинира пружина, която движи стрелка и показва измерването на циферблат (подобно на биметален термометър). Има ниска точност с вариации над 10%, поради което се ползва в по-евтини устройства.

Хигрометър с косъм

Изобретен е от швейцарския физик Орас дьо Сосюр през 1783. Принципът на действие на този тип уреди се основава на факта, че човешкия или животинския косъм е силно хигроскопичен и променя дължината си при абсорбция или десорбция на влага. Изменението на дължината се усилва по механичен път и се показва на циферблат или скала. Чувствителността на уреда може да се повиши при обезмасляване на косъма в диетилов етер. В миналото този тип уреди са се наричали хигроскопи, наименование, което днес не се използва.

Психрометър

Представлява двойка живачни термометри, „сух“ и „мокър“, сечението на чиито температурни показания върху психрометрична диаграма дава относителната влажност. Резервоарчето за живак на „мокрия“ термометър се поддържа влажно с памук, а другия термометър остава сух.

Принципът на действие на психрометъра се основава на ефекта на охлаждане при изпарение, който понижава температурното показание на „мокрия“ термометър спрямо базовото показание на „сухия“ термометър. Разликата в показанията на двата термометъра зависи от околната температура, надморската височина и относителната влажност на въздуха. При известни околна температура и надморска височина, относителната влажност може да се извлече аналитично или таблично. При по-висока относителна влажност разликата намалява до нула и се увеличава с изсушаването на въздуха.

СЪВРЕМЕННИ ХИГРОМЕТРИ

Капацитивни хигрометри
Използват капацитивен сензор с хигроскопичен диелектричен слой между двата електрода. При абсорбция на влага диелектрика променя своята диелектрична константа, а кондензатора – капацитета си. Диелектрикът обикновено е полимер или метален оксид.В обхвата 5 – 95% RH имат точност ±2% RH, която спада 2 – 3 пъти ако уреда не е калибриран.Капацитивните хигрометри са нечувствителни към кондензация или температурни промени. Податливи са на дрейф на капацитета (стареене) и замърсяване.
Резистивни хигрометри
Измерват промяната на електрическото съпротивление в резистивен елемент – сол или полимер при промяна на относителната влажност. Зависими са от околната температура, поради което се нуждаят от температурна компенсация. Чувствителността им към кодензация варира в зависимост от материала на резистивния елемент. Точност до ±3% RH.

Термични хигрометри
Измерват промяна в топлопроводимостта на въздуха при промени на абсолютната влажност.

Гравиметрични хигрометри Измерват разликата в теглото на въздушна проба спрямо референтен обем абсолютно сух въздух. Най-точния съвременен метод за измерване на съдържанието на водни пари във въздуха. Уреди, работещи на този принцип се използват като стандарт при калибрация на хигрометри.

ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА И МАТЕРИАЛИ

>

>

>

>

>:

>

>