Kolika je apsolutna vlažnost. Apsolutna vlažnost
Jedan od veoma važnih pokazatelja u našoj atmosferi. Može biti apsolutna ili relativna. Kako se mjeri apsolutna vlažnost i koju formulu treba koristiti za to? O tome možete saznati čitajući naš članak.
Vlažnost vazduha - šta je to?
Šta je vlažnost? Ovo je količina vode koja se nalazi u bilo kojem fizičkom tijelu ili mediju. Ovaj pokazatelj direktno zavisi od same prirode medija ili supstance, kao i od stepena poroznosti (ako govorimo o čvrstim materijama). U ovom članku ćemo govoriti o specifičnoj vrsti vlage - o vlažnosti zraka.
Iz predmeta hemije svi dobro znamo da se atmosferski zrak sastoji od dušika, kisika, ugljičnog dioksida i nekih drugih plinova, koji ne čine više od 1% ukupne mase. Ali pored ovih gasova, vazduh sadrži i vodenu paru i druge nečistoće.
Vlažnost vazduha se podrazumeva kao količina vodene pare koja je trenutno (i na datom mestu) sadržana u vazdušnoj masi. Istovremeno, meteorolozi razlikuju dvije njegove vrijednosti: to su apsolutna i relativna vlažnost.
Vlažnost vazduha jedna je od najvažnijih karakteristika Zemljine atmosfere, koja utiče na prirodu lokalnog vremena. Treba napomenuti da vrijednost vlažnosti atmosferskog zraka nije ista - kako u vertikalnom tako iu horizontalnom (latitudinalnom) dijelu. Dakle, ako uđete polarnim širinama relativni pokazatelji vlažnosti vazduha (u donjem sloju atmosfere) su oko 0,2-0,5%, zatim u tropskom - do 2,5%. Zatim ćemo saznati šta su apsolutna i relativna vlažnost. Takođe razmotrite koja razlika postoji između ova dva indikatora.
Apsolutna vlažnost: definicija i formula
Prevedeno s latinskog, riječ absolutus znači "pun". Na osnovu toga postaje očigledna suština koncepta "apsolutne vlažnosti vazduha". Ova vrijednost, koja pokazuje koliko grama vodene pare zapravo sadrži jedan kubni metar određene zračne mase. U pravilu, ovaj indikator je označen latiničnim slovom F.
G/m 3 je mjerna jedinica u kojoj se izračunava apsolutna vlažnost. Formula za njegov izračun je sljedeća:
U ovoj formuli, slovo m označava masu vodene pare, a slovo V označava zapreminu određene vazdušne mase.
Vrijednost apsolutne vlage ovisi o nekoliko faktora. Prije svega, to je temperatura zraka i priroda advekcijskih procesa.
Relativna vlažnost
Sada razmislite šta je relativna vlažnost. Ovo je relativna vrijednost koja pokazuje koliko je vlage sadržano u zraku u odnosu na najveću moguću količinu vodene pare u ovoj zračnoj masi na određenoj temperaturi. Relativna vlažnost vazduha se meri u procentima (%). I upravo taj postotak često možemo saznati u vremenskoj prognozi i vremenskim izvještajima.
Također je vrijedno spomenuti tako važan koncept kao što je tačka rose. Ovo je fenomen maksimalnog mogućeg zasićenja vazdušne mase vodenom parom (relativna vlažnost ovog trenutka je 100%). U tom slučaju dolazi do kondenzacije viška vlage i stvaranja padavina, magle ili oblaka.
Metode mjerenja vlažnosti zraka
Žene znaju da povećanje vlažnosti u atmosferi možete otkriti uz pomoć napuhane kose. Međutim, postoje i druge, preciznije metode i tehnički uređaji. To su higrometar i psihrometar.
Prvi higrometar nastao je u 17. veku. Jedna od vrsta ovog uređaja je upravo zasnovana na svojstvima kose da mijenja svoju dužinu s promjenom vlažnosti okoline. Danas, međutim, postoje i elektronski higrometri. Psihrometar je poseban instrument koji ima mokri i suvi termometar. Razlikom u njihovim pokazateljima određuju se i vlažnost u određenom trenutku.
Vlažnost vazduha kao važan ekološki indikator
Smatra se da je optimalna vlažnost za ljudsko tijelo 40-60%. Pokazatelji vlažnosti također uvelike utječu na percepciju temperature zraka od strane osobe. Dakle, pri niskoj vlažnosti vazduha nam se čini da je vazduh mnogo hladniji nego u stvarnosti (i obrnuto). Zato putnici u tropskim i ekvatorijalnim geografskim širinama naše planete tako teško doživljavaju vrućinu i vrućinu.
Danas postoje posebni ovlaživači i odvlaživači koji pomažu čovjeku da reguliše vlažnost zraka u zatvorenim prostorima.
Konačno...
Dakle, apsolutna vlažnost zraka je najvažniji pokazatelj koji nam daje predstavu o stanju i karakteristikama zračnih masa. U ovom slučaju, potrebno je moći razlikovati ovu vrijednost od relativne vlažnosti. A ako potonji pokazuje udio vodene pare (u procentima) koji je prisutan u zraku, tada je apsolutna vlažnost stvarna količina vodene pare u gramima u jednom kubnom metru zraka.
Vlažnost vazduha- sadržaj u vazduhu koji karakteriše niz vrednosti. Voda koja ispari sa površine kada se zagreju ulazi i koncentriše se u nižim slojevima troposfere. Temperatura pri kojoj zrak dostigne zasićenje vlagom za dati sadržaj vodene pare i nepromijenjen naziva se točka rose.
Vlažnost karakteriziraju sljedeći pokazatelji:
Apsolutna vlažnost(lat. absolutus - potpun). Izražava se kao masa vodene pare u 1 m vazduha. Izračunava se u gramima vodene pare na 1 m3 vazduha. Što je veća, veća je apsolutna vlažnost, jer više vode kada se zagreje, prelazi iz tečnog u parno stanje. Tokom dana apsolutna vlažnost je veća nego noću. Indikator apsolutne vlažnosti ovisi o: na polarnim geografskim širinama, na primjer, iznosi do 1 g po 1 m2 vodene pare, na ekvatoru do 30 grama po 1 m2 u Batumiju (, obala) apsolutna vlažnost iznosi 6 g po 1 m, au Verhojansku ( , ) - 0,1 grama na 1 m. Vegetacijski pokrivač područja u velikoj mjeri ovisi o apsolutnoj vlažnosti zraka;
Relativna vlažnost. Ovo je omjer količine vlage u zraku i količine koju može zadržati na istoj temperaturi. Relativna vlažnost se izračunava u procentima. Na primjer, relativna vlažnost iznosi 70%. To znači da zrak sadrži 70% količine pare koju može zadržati na datoj temperaturi. Ako je dnevni tok apsolutne vlažnosti direktno proporcionalan toku temperatura, onda je relativna vlažnost obrnuto proporcionalna ovom toku. Osoba se osjeća dobro kada je jednaka 40-75%. Odstupanje od norme uzrokuje bolno stanje tijela.
Vazduh u prirodi retko je zasićen vodenom parom, ali uvek sadrži neku njenu količinu. Nigdje na zemlji nije zabilježena relativna vlažnost od 0%. Na meteorološkim stanicama vlažnost se mjeri pomoću higrometra, osim toga koriste se registratori - higrografi;
Vazduh je zasićen i nezasićen. Kada voda ispari sa površine okeana ili kopna, vazduh ne može beskonačno zadržati vodenu paru. Ovo ograničenje zavisi od . Vazduh koji više ne može zadržati vlagu naziva se zasićenim. Iz ovog zraka, pri najmanjem hlađenju, počinju da se izdvajaju kapljice vode u obliku rose. To je zato što voda, kada se ohladi, prelazi iz stanja (pare) u tečnost. Vazduh iznad suhe i tople površine obično sadrži manje vodene pare nego što bi mogao na datoj temperaturi. Takav vazduh se naziva nezasićenim. Kada se ohladi, voda se ne ispušta uvijek. Što je zrak topliji, to je veća njegova sposobnost upijanja vlage. Na primjer, na temperaturi od -20°C, zrak ne sadrži više od 1 g/m vode; na temperaturi od +10°C - oko 9 g/m3, a na +20°C - oko 17 g/m
Za karakterizaciju vlažnosti zraka koriste se sljedeće vrijednosti: apsolutna, maksimalna i relativna vlažnost, deficit zasićenja, tačka rosišta.
apsolutna vlažnost naziva se količina vodene pare u gramima sadržana u dato vrijeme u 1 m³ vazduha.
Maksimalna vlažnost je količina vodene pare u gramima sadržana u 1 m³ zraka u trenutku potpunog zasićenja.
relativna vlažnost je odnos apsolutne vlažnosti do maksimuma, izražen u procentima.
Nedostatak zasićenja je razlika između maksimalne i apsolutne vlažnosti.
tačka rose - temperatura na kojoj je apsolutna vlažnost na maksimumu.
Prilikom procjene vlažnosti zraka najveća vrijednost ima vrijednost relativne vlažnosti.
Relativna vlažnost se može mjeriti higrometrom ili psihrometrom. osnovu higrometar je odmašćena ljudska kosa povezana kroz blok sa strelicom koja se kreće duž skale. Kosa se produžava sa povećanjem vlažnosti i postaje kraća kada se smanjuje.
Psihrometri sastoje se od dva identična termometra (živi ili alkoholni), rezervoar jednog od njih je prekriven krpom, koja je prethodno navlažena destilovanom vodom. Kako voda isparava, rezervoar se hladi. Temperaturna razlika se koristi za suđenje vlažnosti vazduha, jer intenzitet isparavanja zavisi od stepena zasićenosti okolnog vazduha vodenom parom. Koriste se dvije vrste psihrometara: stacionarni (avgust) i aspiracijski (Assmann).
avgustovski psihrometar koristi se u stacionarnim uslovima (na meteorološkim stanicama, u bolnicama), postavljajući ga na mesta gde uređaj nije izložen toplotnom zračenju i vetru.
Apsolutna vlažnost se izračunava pomoću Regnot formule:
K \u003d f - a (t c - t c) x B,
gdje To- apsolutna vlažnost, mm Hg;
f- maksimalna vlažnost vazduha na temperaturi vlažnog termometra (određena prema tabeli 1.6);
a- psihometrijski koeficijent jednak 0,0001;
t s - temperatura suvog termometra;
t u - temperatura vlažnog termometra;
B- atmosferski pritisak u trenutku posmatranja, mm Hg
U Assmannovom psihrometru Spremnici termometara su zaštićeni dvostrukim metalnim štitovima od zračenja topline. Oko rezervoara se nalaze ventilacioni kanali kroz koje konstantna brzina(4 m/s) usisava se zrak. Za mjerenje vlažnosti, termometar umotan u krpu navlaži se destilovanom vodom, zatim se opruga ventilatora namota i uređaj se postavlja na željeno mjesto. Očitavanja suhog i mokrog termometra se bilježe 4-5 minuta nakon pokretanja ventilatora.
Zasićene i nezasićene pare
Zasićena para
Tokom isparavanja, istovremeno s prijelazom molekula iz tekućine u paru, događa se i obrnuti proces. Nasumično se krećući iznad površine tečnosti, neki od molekula koji su je napustili vraćaju se ponovo u tečnost.
Ako se isparavanje dogodi u zatvorenoj posudi, tada će u početku broj molekula koji izlaze iz tekućine biti veći od broja molekula koji se vraćaju natrag u tekućinu. Zbog toga će se gustina pare u posudi postepeno povećavati. Kako se gustina pare povećava, povećava se i broj molekula koji se vraćaju u tečnost. Uskoro će broj molekula koji napuštaju tekućinu biti jednak broju molekula pare koji se vraćaju nazad u tekućinu. Od ovog trenutka, broj molekula pare iznad tečnosti će biti konstantan. Za vodu na sobnoj temperaturi ovaj broj je približno jednak $10^(22)$ molekula po $1c$ po $1cm^2$ površini. Dolazi do takozvane dinamičke ravnoteže između pare i tečnosti.
Para u dinamičkoj ravnoteži sa svojom tekućinom naziva se zasićena para.
To znači da dati volumen pri datoj temperaturi ne može sadržavati više pare.
U dinamičkoj ravnoteži, masa tečnosti u zatvorenoj posudi se ne menja, iako tečnost nastavlja da isparava. Slično, masa zasićene pare iznad ove tečnosti se ne menja, iako para nastavlja da se kondenzuje.
Pritisak zasićene pare. Kada se zasićena para komprimuje, čija se temperatura održava konstantnom, ravnoteža će prvo početi da se narušava: gustina pare će se povećati, i kao rezultat toga, više molekula će preći iz gasa u tečnost nego iz tečnosti u gas; ovo će se nastaviti sve dok koncentracija pare u novom volumenu ne postane ista, što odgovara koncentraciji zasićene pare na datoj temperaturi (i ravnoteža se uspostavi). To se objašnjava činjenicom da broj molekula koji izlaze iz tekućine u jedinici vremena ovisi samo o temperaturi.
Dakle, koncentracija zasićenih molekula pare na konstantnoj temperaturi ne zavisi od njenog volumena.
Pošto je pritisak gasa proporcionalan koncentraciji njegovih molekula, pritisak zasićene pare ne zavisi od zapremine koju zauzima. Pritisak $p_0$ pri kojem je tečnost u ravnoteži sa svojom parom naziva se pritisak zasićene pare.
Kada se zasićena para komprimuje, većina postaje tečna. Tečnost zauzima manji volumen od para iste mase. Kao rezultat, volumen pare pri konstantnoj gustoći se smanjuje.
Zavisnost pritiska zasićene pare o temperaturi. Za idealan gas, linearna zavisnost pritisak u odnosu na temperaturu pri konstantnoj zapremini. Primijenjena na zasićenu paru s tlakom $r_0$, ova ovisnost se izražava jednakošću:
Pošto pritisak zasićene pare ne zavisi od zapremine, zavisi samo od temperature.
Eksperimentalno određena zavisnost $R_0(T)$ razlikuje se od zavisnosti $p_0=nkT$ za idealni gas. Kako temperatura raste, pritisak zasićene pare raste brže od tlaka idealnog plina (dio krivulje $AB$). Ovo postaje posebno očigledno ako povučemo izohoru kroz tačku $A$ (isprekidana linija). To se događa jer kada se tečnost zagrije, dio se pretvara u paru, a gustina pare se povećava.
Prema tome, prema formuli $p_0=nkT$, pritisak zasićene pare raste ne samo kao rezultat povećanja temperature tečnosti, već i zbog povećanja koncentracije molekula (gustine) pare. Glavna razlika u ponašanju idealnog plina i zasićene pare je promjena mase pare s promjenom temperature pri konstantnoj zapremini (u zatvorenoj posudi) ili s promjenom zapremine pri konstantnoj temperaturi. Ništa slično se ne može dogoditi sa idealnim gasom (MKT idealnog gasa ne omogućava fazni prelaz gasa u tečnost).
Nakon isparavanja cijele tekućine, ponašanje pare će odgovarati ponašanju idealnog plina (dio krivulje $BC$).
nezasićena para
Ako u prostoru koji sadrži paru tečnosti može doći do daljeg isparavanja te tečnosti, tada je para u tom prostoru nezasićeni.
Para koja nije u ravnoteži sa svojom tekućinom naziva se nezasićena.
Nezasićena para se jednostavnom kompresijom može pretvoriti u tečnost. Jednom kada ova transformacija započne, para u ravnoteži sa tečnošću postaje zasićena.
Vlažnost vazduha
Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu.
Atmosferski zrak oko nas, zbog kontinuiranog isparavanja vode sa površine okeana, mora, vodenih tijela, vlažnog tla i biljaka, uvijek sadrži vodenu paru. Što više vodene pare ima u datoj zapremini vazduha, to je para bliža zasićenju. S druge strane, što je temperatura zraka viša, potrebno je više vodene pare da bi se zasitio.
U zavisnosti od količine vodene pare prisutne u atmosferi na datoj temperaturi, vazduh ima različite stepene vlažnosti.
Kvantifikacija vlage
Da bi se kvantifikovala vlažnost vazduha, posebno se koriste koncepti apsolutno i relativna vlažnost.
Apsolutna vlažnost je broj grama vodene pare sadržane u $1m^3$ vazduha pod datim uslovima, tj. to je gustina vodene pare $p$ izražena u g/$m^3$.
Relativna vlažnost vazduha $φ$ je odnos apsolutne vlažnosti vazduha $p$ i gustine $p_0$ zasićene pare na istoj temperaturi.
Relativna vlažnost se izražava u procentima:
$φ=((p)/(p_0)) 100%$
Koncentracija pare je povezana s pritiskom ($p_0=nkT$), tako da se relativna vlažnost može definirati kao postotak parcijalni pritisak$p$ para u vazduhu do pritiska $p_0$ zasićene pare na istoj temperaturi:
$φ=((p)/(p_0)) 100%$
Ispod parcijalni pritisak razumjeti pritisak vodene pare koji bi proizvela kada bi svi ostali plinovi bili odsutni u atmosferskom zraku.
Ako se vlažan zrak ohladi, tada se na određenoj temperaturi para u njemu može dovesti do zasićenja. Daljnjim hlađenjem, vodena para će početi da se kondenzuje u obliku rose.
Tačka rose
Tačka rosišta je temperatura do koje se vazduh mora ohladiti da bi vodena para u njemu postigla zasićenje pri konstantnom pritisku i datoj vlažnosti vazduha. Kada se dostigne tačka rose u vazduhu ili na predmetima sa kojima dolazi u kontakt, vodena para počinje da se kondenzuje. Tačka rose se može izračunati iz vrijednosti temperature i vlažnosti zraka ili odrediti direktno kondenzacijski higrometar. At relativna vlažnost$φ = 100%$ tačka rose je ista kao i temperatura vazduha. Za $φ
Količina toplote. Specifični toplotni kapacitet supstance
Količina toplote se naziva kvantitativna mera promene unutrašnje energije tela tokom prenosa toplote.
Količina toplote je energija koju telo daje tokom razmene toplote (bez obavljanja posla). Količina toplote, kao i energija, meri se u džulima (J).
Specifični toplotni kapacitet supstance
Toplotni kapacitet je količina toplote koju apsorbuje telo kada se zagreje za 1$ stepen.
Toplotni kapacitet tijela označen je velikim slovima latinično pismo OD.
Šta određuje toplotni kapacitet tela? Prije svega, od svoje mase. Jasno je da će za zagrijavanje, na primjer, 1$ kilograma vode biti potrebno više topline od 200$ grama.
Šta je sa vrstom supstance? Hajde da napravimo eksperiment. Uzmimo dvije identične posude i nakon što u jednu ulijemo vodu težine 400$ g, a u drugu biljno ulje od 400$ g, počećemo da ih zagrijavamo uz pomoć identičnih gorionika. Posmatrajući očitanja termometara, vidjet ćemo da se ulje brže zagrijava. Da bi se voda i ulje zagrijali na istu temperaturu, voda se mora zagrijavati duže. Ali što duže zagrijavamo vodu, to više topline prima od gorionika.
Dakle, za zagrijavanje iste mase različitih tvari na istu temperaturu potrebne su različite količine topline. Količina topline potrebna za zagrijavanje tijela i, shodno tome, njegov toplinski kapacitet zavise od vrste tvari od koje se ovo tijelo sastoji.
Tako, na primjer, za povećanje temperature vode mase od $1$ kg za $1°$C potrebna je količina topline jednaka $4200$ J, a za zagrijavanje iste mase suncokretovog ulja za $1°$C , potrebna je količina topline jednaka $1700$ J.
Fizička veličina koja pokazuje koliko je topline potrebno za zagrijavanje $1$ kg tvari za $1°$C naziva se specifična toplina te tvari.
Svaka tvar ima svoj specifični toplinski kapacitet, koji je označen latiničnim slovom $c$ i mjeri se u džulima po kilogram-stepenu (J/(kg$·°$C)).
Specifični toplinski kapacitet iste tvari u različitim agregatnim stanjima (čvrsto, tekuće i plinovito) je različit. Na primer, specifični toplotni kapacitet vode je $4200$ J/(kg$·°$C), a specifični toplotni kapacitet leda je $2100$ J/(kg$·°$C); aluminijum u čvrstom stanju ima specifičnu toplotu od $920$ J/(kg$·°$C), au tečnom stanju iznosi $1080$ J/(kg$·°$C).
Imajte na umu da voda ima vrlo visok specifični toplinski kapacitet. Zbog toga voda u morima i okeanima, zagrijavajući se ljeti, upija iz zraka veliki broj toplota. Zbog toga, na onim mjestima koja se nalaze u blizini velikih vodenih površina, ljeto nije tako vruće kao na mjestima udaljenim od vode.
Izračunavanje količine topline potrebne za zagrijavanje tijela ili koje ono oslobađa tijekom hlađenja
Iz prethodnog je jasno da količina topline potrebna za zagrijavanje tijela zavisi od vrste tvari od koje se tijelo sastoji (tj. njegovog specifičnog toplotnog kapaciteta) i od mase tijela. Takođe je jasno da količina toplote zavisi od toga za koliko stepeni ćemo povećati temperaturu tela.
Dakle, da biste odredili količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, trebate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove krajnje i početne temperature:
gdje je $Q$ količina toplote, $c$ je specifična toplota, $m$ je masa tijela, $t_1$ je početna temperatura, $t_2$ je konačna temperatura.
Kada se tijelo zagrije, $t_2 > t_1$ i, posljedično, $Q > 0$. Prilikom hlađenja tijela $t_2
Ako je poznat toplotni kapacitet cijelog tijela $C, Q$ se određuje formulom
Specifična toplota isparavanja, topljenja, sagorevanja
Toplota isparavanja (toplina isparavanja) je količina topline koja se mora prenijeti tvari (pri konstantnom pritisku i konstantnoj temperaturi) za potpunu konverziju tekuće tvari u paru.
Toplota isparavanja jednaka je količini toplote koja se oslobađa kada se para kondenzuje u tečnost.
Transformacija tekućine u paru pri konstantnoj temperaturi ne dovodi do povećanja kinetičke energije molekula, ali je praćena povećanjem njihove potencijalne energije, budući da se udaljenost između molekula značajno povećava.
Specifična toplota isparavanja i kondenzacije. Eksperimentalno je utvrđeno da 2,3$ MJ energije mora biti utrošeno da bi se 1$ kg vode (na tački ključanja) u potpunosti pretvorilo u paru. Za pretvaranje drugih tekućina u paru potrebna je druga količina topline. Na primjer, za alkohol je 0,9$ MJ.
Fizička veličina koja pokazuje koliko je toplote potrebno da se tečnost od $1$ kg pretvori u paru bez promene temperature naziva se specifična toplota isparavanja.
Specifična toplota isparavanja označena je slovom $r$ i mjeri se u džulima po kilogramu (J/kg).
Količina topline potrebna za isparavanje (ili oslobađanje tokom kondenzacije). Da biste izračunali količinu toplote $Q$ koja je potrebna za isparavanje tečnosti bilo koje mase, uzete na tački ključanja, morate pomnožiti specifičnu toplotu isparavanja $r$ sa masom $m$:
Kada se para kondenzuje, oslobađa se ista količina toplote:
Specifična toplota fuzije
Toplina fuzije je količina topline koja se mora prenijeti tvari pri konstantnom tlaku i konstantnoj temperaturi, jednaka temperaturi topljenjem da bi se potpuno prešao iz čvrstog kristalnog stanja u tečno.
Toplota fuzije jednaka je količini toplote koja se oslobađa tokom kristalizacije supstance iz tečnog stanja.
Tokom topljenja, sva toplota dovedena u supstancu ide na povećanje potencijalne energije njenih molekula. Kinetička energija se ne mijenja jer se topljenje odvija na konstantnoj temperaturi.
Proučavajući eksperimentalno topljenje različitih supstanci iste mase, može se primijetiti da su potrebne različite količine topline da bi se one pretvorile u tekućinu. Na primjer, potrebno je $332$ J energije da se otopi jedan kilogram leda, a $25$ kJ da se otopi $1 kg olova.
Fizička veličina koja pokazuje koliko toplote treba preneti kristalno telo mase $1$ kg da bi se potpuno prešlo u tečno stanje na temperaturi topljenja naziva se specifična toplota fuzije.
Specifična toplina fuzije mjeri se u džulima po kilogramu (J/kg) i označava grčko pismo$λ$ (lambda).
Specifična toplota kristalizacije jednaka je specifičnoj toploti fuzije, jer se tokom kristalizacije oslobađa ista količina toplote koja se apsorbuje tokom topljenja. Tako, na primjer, kada se voda mase od $1$ kg zamrzne, oslobađa se istih $332$ J energije koja je potrebna da se ista masa leda pretvori u vodu.
Da bi se pronašla količina topline potrebna da se otopi kristalno tijelo proizvoljne mase, ili toplota fuzije, potrebno je pomnožiti specifičnu toplinu fuzije ovog tijela njegovom masom:
Količina topline koju tijelo oslobađa smatra se negativnom. Stoga, kada se izračunava količina topline koja se oslobađa pri kristalizaciji tvari mase $m$, treba koristiti istu formulu, ali sa predznakom minus:
Specifična toplota sagorevanja
Kalorična vrijednost (ili kalorijska vrijednost, kalorijska vrijednost) je količina topline koja se oslobađa tokom potpunog sagorijevanja goriva.
Za zagrijavanje tijela često se koristi energija koja se oslobađa tokom sagorijevanja goriva. Konvencionalna goriva (ugalj, nafta, benzin) sadrže ugljenik. Tokom sagorevanja, atomi ugljenika se kombinuju sa atomima kiseonika u vazduhu, što rezultira stvaranjem molekula ugljen-dioksida. Pokazalo se da je kinetička energija ovih molekula veća od one početnih čestica. Povećanje kinetičke energije molekula tokom sagorevanja naziva se oslobađanjem energije. Energija koja se oslobađa tokom potpunog sagorevanja goriva je toplota sagorevanja ovog goriva.
Toplota sagorevanja goriva zavisi od vrste goriva i njegove mase. Što je veća masa goriva, to je veća količina toplote koja se oslobađa tokom njegovog potpunog sagorevanja.
Fizička veličina koja pokazuje koliko se toplote oslobađa tokom potpunog sagorevanja goriva mase $1$ kg naziva se specifična toplota sagorevanja goriva.
Specifična toplota sagorevanja je označena slovom $q$ i meri se u džulima po kilogramu (J/kg).
Količina toplote $Q$ koja se oslobađa tokom sagorevanja $m$ kg goriva određena je formulom:
Da bismo pronašli količinu toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorevanju goriva proizvoljne mase, potrebno je pomnožiti specifičnu toplotu sagorevanja ovog goriva njegovom masom.
Jednačina toplotnog bilansa
U zatvorenom (izolovanom od spoljašnjih tela) termodinamičkom sistemu, promena unutrašnje energije bilo kog tela u sistemu $∆U_i$ ne može dovesti do promene unutrašnje energije celog sistema. shodno tome,
$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$
Ako ni jedno tijelo ne obavlja nikakav rad unutar sistema, tada, prema prvom zakonu termodinamike, promjena unutrašnje energije bilo kojeg tijela nastaje samo zbog razmjene topline sa drugim tijelima ovog sistema: $∆U_i= Q_i$. Uzimajući u obzir ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$), dobijamo:
$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$
Ova jednačina se zove jednačina toplotnog bilansa. Ovdje je $Q_i$ količina topline koju primi ili preda $i$-to tijelo. Bilo koja od količina toplote $Q_i$ može značiti toplotu koja se oslobađa ili apsorbuje tokom topljenja tela, sagorevanja goriva, isparavanja ili kondenzacije pare, ako se takvi procesi dešavaju sa različitim telima sistema, a biće određena odgovarajući odnosi.
Jednačina toplotnog bilansa je matematički izraz zakona održanja energije tokom prenosa toplote.
… kako relativna vlažnost vazduha utiče na parametre sušenja boja i lakova na bazi vode?
Relativna vlažnost vazduha - ima značajan uticaj i na brzinu i na potpunost sušenja vode farbanje.
Relativna vlažnost je parametar koji određuje koliko je više vode zrak spreman da primi u obliku pare.
Relativna vlažnost
Relativna vlažnost je odnos količine vodene pare u vazduhu i najveće moguće količine pare na datoj temperaturi.
Iz definicije, barem postaje jasno da zrak može sadržavati samo ograničenu količinu vode i ta količina ovisi o temperaturi.
Kada je vlažnost vazduha 100%, to znači da je maksimalna moguća količina vodene pare u vazduhu i da vazduh ne može da primi više. Drugim riječima, isparavanje vode u ovim uvjetima je nemoguće.
Što je niža relativna vlažnost vazduha, to se više vode može pretvoriti u paru i veća je stopa isparavanja. Ali ovaj proces nije beskonačan - ako se isparavanje dogodi u zatvorenom prostoru (na primjer, u sušilici nema nape), tada će u nekom trenutku isparavanje prestati.
Apsolutna vlažnost
U tabeli su prikazane vrijednosti apsolutne vlažnosti zraka sa relativnom vlagom od 100% u temperaturnom rasponu koji nas zanima i ponašanje parametra relativne vlažnosti s porastom temperature.
| Temperatura, °C | Apsolutno vlažnost, g/m³ | Relativno vlažnost, % 5 °C | Relativno vlažnost, % 15 °C |
| - 20 | 1,08 | - | - |
| - 15 | 1,61 | - | - |
| - 10 | 2,36 | - | - |
| - 5 | 3,41 | - | - |
| 0 | 4,85 | - | - |
| 5 | 6,80 | 100 | - |
| 10 | 9,40 | 72,35 | - |
| 15 | 12,83 | 53,01 | 100 |
| 20 | 17,30 | 39,31 | 74,17 |
| 25 | 23,04 | 29,52 | 55,69 |
| 30 | 30,36 | 22,40 | 42,26 |
| 35 | 39,58 | 17,19 | 32,42 |
Iz navedenih podataka može se vidjeti da se uz održavanje vrijednosti apsolutne vlažnosti s povećanjem temperature smanjuje vrijednost relativne vlažnosti.
Vrijednost maksimalne apsolutne vlažnosti na određenoj temperaturi omogućava izračunavanje efikasnosti sušare, tačnije, neefikasnosti sušare bez prisilne ventilacije.
Recimo da imamo sušaru - prostoriju 7 sa 4 i visinu od 3 metra, što je 84 kubika. I pretpostavimo da želimo da u ovoj prostoriji osušimo 100 komada PVC prozorskih profila ili 160 fasadnih panela od staklenih ili fibercementnih panela dimenzija 600 x 600 mm; što je oko 60 m2. površine.
Za farbanje takve površine utrošit će se 6 litara boje; Približno 2 litre vode mora ispariti da se boja potpuno osuši. Istovremeno, prema tabeli, na temperaturi od 20°C, 84 kubna metra. zraka može sadržavati najviše 1,5 litara vode.
To jest, čak i ako je zrak u početku imao nultu apsolutnu vlažnost, boja na bazi vode u ovoj prostoriji neće se osušiti bez prisilne ventilacije.
Smanjenje relativne vlažnosti
Budući da je za polimerizaciju boje na bazi vode neophodno stanje je potpuno isparavanje vode, tada vrijednost relativne vlažnosti zraka ima značajan utjecaj na brzinu sušenja, pa čak i na performanse polimernog premaza.
Ali nije tako strašno kao što se čini. Na primjer, ako unesete zrak izvana koji ima 100% relativne vlažnosti i temperaturu od 5°C i zagrijete ga na 15°C, zrak će imati samo 53% relativne vlažnosti.
Iz vazduha nije nestala vlaga, odnosno apsolutna vlažnost se nije promenila, ali je vazduh spreman da unese duplo više vode nego na niskoj temperaturi.
Odnosno, nije potrebno koristiti odvlaživače ili kondenzatore za postizanje prihvatljivih parametara za sušenje laka - dovoljno je podići temperaturu iznad temperature okoline.
Kako više razlike temperatura između vanjskog zraka i zraka koji se dovodi u sušilicu, što je niža relativna vlažnost potonjeg.
