Содержание
Что это за параметр, в чем измеряется?
Упругость водяного пара является величиной парциального давления. Иными словами, упругостью является общее количество пара в атмосфере на определенную единицу ее объема. Данная величина связана с плотностью пара, а значит с влажностью воздуха.
Упругость сильно зависит от температуры пара, поэтому может обозначаться как упругость насыщения среды. В формулах параметр обозначается буквой «Е». Существует также понятие фактической упругости пара или газа, не достигшего насыщения. Обозначается параметр буквой «е».
От чего зависит?
Величина упругости водяного пара имеет несколько прямых зависимостей от различных факторов:
-
Температура. Чем выше температура пара, тем выше его упругость.
С повышением температуры возможно увеличить скорость испарения или поддерживать ее на постоянном уровне, насыщая атмосферу паром и влагой.
-
Давление. Атмосферное давление позволяет поддерживать уровень упругости пропорционально скорости парообразования.
С повышением высоты, атмосферное давление снижается, воздух становиться разряженным, большая часть пара конденсируется. При этом значение упругости снижается.
- Среда. В замкнутой среде упругость остается пропорциональной температуре. При этом уровень насыщения достигается значительно быстрее при заданном объеме и температуре. На открытой местности упругость всегда ниже, так как пар распространяется на большую площадь.
- Насыщение. Уровень насыщения молекулами воды прямо влияет на упругость пара. Чем больше влаги, тем плотность и упругость выше.
Дефицит
Это значение разности между полным насыщением и фактическим. Так как упругость зависит от температуры, при недостаточном уровне насыщения, при заданной температуре, прослеживается дефицит упругости пара.
На это может влиять высокий уровень примесей, резкое снижение температуры, повышение скорости ветра.
Таблица при различных температурах
| °С | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
| -40 | 0,189 | 0,187 | 0,185 | 0,183 | 0,181 | 0,18 | 0,177 | 0,176 | 0,174 | 0,172 |
| -30 | 0,509 | 0,504 | 0,499 | 0,495 | 0,489 | 0,485 | 0,48 | 0,476 | 0,472 | 0,467 |
| -20 | 1,254 | 1,243 | 1,232 | 1,222 | 1,211 | 1,1,2 | 1,19 | 1,18 | 1,17 | 1,16 |
| -15 | 1,991 | 1,896 | 1,88 | 1,865 | 1,849 | 1,834 | 1,819 | 1,804 | 1,789 | 1,774 |
| -10 | 2,862 | 2,84 | 2,817 | 2,791 | 2,773 | 2,751 | 2,729 | 2,711 | 2,686 | 2,665 |
| -5 | 4,214 | 4,182 | 4,151 | 4,12 | 4,088 | 4,057 | 4,027 | 3,996 | 3,966 | 3,936 |
| 0 | 6,107 | 6,063 | 6,019 | 5,975 | 5,932 | 5,889 | 5,846 | 5,803 | 5,761 | 5,719 |
| 0 | 6,107 | 6,152 | 6,196 | 6,241 | 6,287 | 6,332 | 6,378 | 6,425 | 6,471 | 6,518 |
| 5 | 8,718 | 8,779 | 8,841 | 8,902 | 8,964 | 9,027 | 9,09 | 9,153 | 9,217 | 9,282 |
| 10 | 12,771 | 12,353 | 12,436 | 12,518 | 12,604 | 12,688 | 12,773 | 12,858 | 12,944 | 13,03 |
| 15 | 17,042 | 17,152 | 17,623 | 17,374 | 17,438 | 17,599 | 17,712 | 17,826 | 17,94 | 18,05 |
| 20 | 23,371 | 23,516 | 23,662 | 23,809 | 23,956 | 24,1 | 24,254 | 24,40 | 24,55 | 24,70 |
| 30 | 42,427 | 42,67 | 42,917 | 43,163 | 43,411 | 43,66 | 43,91 | 44,162 | 44,41 | 44,66 |
| 40 | 73,77 | 74,16 | 74,562 | 74,961 | 75,36 | 75,763 | 75,15 | 75,57 | 76,97 | 77,38 |
По таблице можно проследить ряд зависимостей упругости пара по температуре:
-
При температурах от -40 до -5 градусов прослеживается слабый рост упругости (парциального давления).
Связано это с высокой степенью кристаллизации молекул воды при испарении.
-
Температура 0 градусов является переходным порогом при парообразовании. В первый момент прослеживается снижение при переходе от положительного к отрицательному температурному значению.
Повышение начинается при подводе тепла. Кристаллизация сменяется увлажнением среды.
- Рост парциального давления увеличивается с +5 градусов. Увеличивается упругость с повышением температуры. Влажность среды увеличивается, что сказывается на плотности и упругости пара.
Какова максимальная?
Максимальным значением упругости является его состояние насыщения при актуальной температуре. Выше этого значения атмосфера не насыщается, так как разность влажности переходит в состояние конденсации.
Если значения упругости меньше температурного параметра, атмосфера считается не насыщенной. Проследить зависимость можно по таблице:
| Температура °С | Упругость пара гПа | Абсолютное давление г/м3 |
| -30 | 0,5 | 0,4 |
| -20 | 1,2 | 1 |
| -10 | 2,8 | 2,3 |
| -5 | 4,2 | 3,4 |
| 0 | 6,1 | 4,8 |
| +5 | 8,7 | 6,8 |
| +10 | 12,2 | 9,4 |
| +15 | 17 | 12,8 |
| +25 | 31,6 | 23 |
| +30 | 42,4 | 30,3 |
В таблице прослеживается убывание упругости и абсолютного давления при снижении температуры и рост этих значений при ее увеличении.
Как найти значение?
Рассмотрим формулу, правила расчета и несколько примеров расчета.
Формула и правила расчета
Величина упругости водяного пара является табличным значением. На основе этих данных делается расчет влажности воздуха. Для этого используется следующая формула:
Формула состоит из:
- «r» — относительная влажность;
- «e» — фактическая упругость пара;
- «E» — упругость насыщения для актуальной температуры;
- «100%» — полное насыщение.
Несколько примеров
Задача:
- Температура воздуха 10 градусов.
- Значение упругости при этой температуре 12,2 гПа.
- Фактическая упругость 6 гПа.
- Относительная влажность неизвестна.
Решение:
- r= e/E*100%.
- r= 6/12,2*100%=49%
Ответ: относительная влажность воздуха, при температуре 10 градусов и фактической упругости пара 6 гПа, равняется 49% и находится в состоянии дефицита.
Задача:
- Температура воздуха -30 градусов.
- Значение упругости пара 0,5 гПа.
- Фактическая упругость 0,3 гПа.
- Влажность воздуха неизвестна.
Решение:
- r= e/E*100%о
- r= 0,3/0,5*100%=60%
Ответ: при температуре -30 градусов и фактической упругости пара 0,3 гПа, влажность воздуха составляет 60%.
Где используют знания в жизни?
Упругость водяного пара — важный параметр, указывающий на процентное содержание влажности в атмосфере.
При помощи этих данных метеорологи вычисляют влажность воздуха, скорость парообразования и концентрацию пара в отдельных регионах и над естественными природными источниками.
Заключение
Упругость водяного пара позволяет контролировать парообразование на отдельных участках планеты. При вычислении очень важно использовать табличные значения упругости по температуре, что укажет на насыщение или дефицит влаги в атмосфере.
Загрузка...
