Для чего нужно знать точку росы, при которой водяной пар становится жидкостью?

Что это за параметр, как изменяется пар при достижении точки росы?

Температура воздуха, при которой происходит переход пара в воду, называется температурой точки росы или просто точкой росы.

При понижении температуры, воздух, как и большинство физических тел, начинает сжиматься. Молекулы воды, ранее распространенные по большому объему воздуха, начинают стягиваться в более малый размер, и при сближении, объединяются.

При увеличении размеров, капли воды становятся тяжелее, молекулы воздуха не могут их больше удерживать, и они оседают на ближайшей поверхности. Появляется роса, или по-другому, конденсат.

Параметр точки росы является расчетным, и для его вычисления необходимо знание еще одной величины – относительной влажности воздуха. Она определяется как разница показаний двух, рядом расположенных термометров – «влажного» и «сухого».

Для определения точки росы, показания «сухого» термометра используют дважды: при считывании температуры воздуха и для вычисления его относительной влажности.

Какова температура ТР?

Определить этот параметр можно различными способами:

• применяя специальные формулы;
• используя онлайн-калькуляторы;
• обратившись к уже готовым таблицам.

Значения, приведенные в таблице, являются неточными и применение их в серьезных работах вряд ли оправданно, но для использования в бытовых целях они пригодны.

Чем выше относительная влажность воздуха, тем меньше разрыв между показаниями сухого термометра и точкой росы. При достижении 100% относительной влажности воздуха, его температура будет равна точке росы.

Как найти значение?

Для определения значения можно использовать следующую инструкцию:

1. На расстоянии 60 см от поверхности земли, либо от пола, необходимо закрепить два термометра – «сухой» и «влажный», или обычный термометр и гигрометр.

   Гигрометр – специальный прибор, который имеет две шкалы и указывает сразу оба параметра: температуру воздуха (шкала термометра) и относительную влажность воздуха (шкала гигрометра).

   Современные электронные приборы такого типа, помимо двух основных значений, могут индицировать дополнительные параметры и внешне похожи на обычные калькуляторы.

2. После установления на приборах стабильных показателей (для этого нужно оставить приборы в покое на 5-6 минут), считать получившиеся значения.
3. Подставить полученные значения в приведенную выше таблицу, и получить итоговое значение точки росы.

Наиболее точные расчеты можно получить, если полученные значения подставить в специальную формулу.

Формула и правила расчета

Формула, используемая для расчета точки росы, выглядит так: Тр = 237,71 * f (t, Rh)/ 17,28 — f (t, Rh), где:

• Тр – температура точки росы;
• f (t, Rh) – формула зависимости температуры воздуха по сухому термометру (t) и относительной влажности воздуха (Rh).

Теперь необходимо рассчитать саму формулу зависимости температуры и влажности воздуха: f (t, Rh) = 17,28 * t\ 237,71 + t + ln (Rh/100). Расчет по этой формуле даёт результат с погрешностью не более 0,4-0,5˚С.

Примеры

Для наглядности возьмем реальные значения температуры и влажности воздуха: t = 25˚C, Rh = 70%.

Сначала определим зависимость параметров: f (t, Rh) = 17,28 * t\ 237,71 + t + ln (Rh/100) = 17,28*25\ 237,71 + 25 + ln (70\100) = 1,64 + (- 0,35) = 1,29.

Теперь, полученное значение, подставим в основную формулу: Тр = 237,71 * f (t, Rh)/ 17,28 — f (t, Rh) = 237,71 * 1,29\ 17,28 – 1,29 = 19,1.

Получим, что при температуре воздуха 25˚С и относительной влажности воздуха в 70%, температура точки росы будет равна 19,1˚С.

Попробуем рассчитать её значение для других параметров температуры и влажности: 30˚C и 60%. Рассчитаем зависимость: f (t, Rh) = 17,28 * t\ 237,71 + t + ln (Rh/100) = 17,28 * 30\ 237,71 + 30 + ln (60\100) = 1,93 + (- 0.51) = 1,42.

Подставим значения в основную формулу: Тр = 237,71 * f (t, Rh)/ 17,28 — f (t, Rh) = 237,71 * 1,42\ 17,28 – 1,42 = 21,3. При этих значениях, разрыв между точкой росы и температурой воздуха будет относительно больше, и значение равняется 21,3˚C.

Области применения понятия

Учитывая, что точка росы показывает момент перехода воды в жидкое состояние, то это значение имеет применение во многих областях деятельности человека:

1. Авиация – знание момента образования влаги помогает вовремя применить противообледенительную обработку самолетов.
2. Строительство – среднегодовая точка росы помогает правильно спроектировать не только сам материал стен, но и утеплитель для этих стен. Тем самым становится возможным вынесение параметра за пределы стены.
3. Лесное хозяйство – показатели температуры образования влаги помогают наиболее эффективно спланировать противопожарные мероприятия.
4. Сельское хозяйство – знание момента образования конденсата позволяет определить вероятность поражения растений заболеваниями, вызванными плохими погодными условиями.

Приведены только те отрасли народного хозяйства, в которых знание точки росы является очевидно необходимым. Существуют и другие сферы деятельности человека, в которых влияние параметра может быть не прямым, а вторичным, но при этом не менее важным.

Заключение

Точка росы является немаловажным параметром, знание которого необходимо человеку. Эти знания помогают защищать самолеты от аварий, тушить лесные пожары, выращивать богатые урожаи.

В строительстве, применив наружные утеплительные материалы стен зданий, можно сделать так, что влажность будет возникать не в середине стены, а на её наружной поверхности, спасая от возникновения сырости и плесени.

Измерение температуры этого параметра будет существовать до тех пор, пока существует человечество.