Когда появляется роса в сосуде

Если предмет занести в тёплую комнату с мороза, через некоторое время на нём образуются капли воды. Это результат конденсации – охлаждения паров воздуха в изначально тёплой среде. Такую же природу имеет запотевание окон, когда в квартире тепло, а с другой стороны стекла — даже слабо ощутимый мороз. Это имеет физическое обоснование, а также непосредственно связано с понятием точки росы.

Определение

В атмосфере планеты, постоянно в определённых количествах содержится водяной пар. Он определяет понятие влажности воздуха. Слишком сухой, как и слишком влажный воздух оказывает негативное влияние не только на людей, животных, растения, но и, например, на строительные материалы. Поэтому природа этого процесса учёными внимательно изучается, как и возникающие в связи с этим физические явления.

Точкой росы называется определённая температура охлаждения воздушного пространства, при котором водяные паровые образования, которые неизбежно присутствуют в воздухе, меняют своё состояние, образуя конденсат в виде влажных капель. На это влияют два обязательных показателя:

температурный режим;
влажность воздушной массы, только не абсолютная, а относительная.

С повышением влажности растёт показатель точки росы, приближаясь к температурному показателю. Если относительная влажность оказывается стопроцентной, эти значения абсолютно уравниваются. Но это возможно только теоретически или в лабораторных условиях. Уже когда значение точки росы в окружающем пространстве приближается к 20 градусам, люди чувствуют дискомфорт: становится душно, дыхание затрудняется. При 25 градусах обостряются заболевания органов дыхания и сердечно-сосудистые патологии. Такой показатель точки росы встречается очень редко, в основном, в тропических широтах.

Расчёт показателя росы

Правильный расчёт точки росы на конкретной местности важен не только для определения состояния здоровья человека. Он необходим при проведении строительно-монтажных работ, так как от условий образования конденсата зависит прочность материалов, конструкций, их способность противостоять коррозийным разрушительным процессам.

Большое значение расчёт точки росы имеет при выборе отделочных материалов помещений. Материал может успешно противостоять внешней влаге в виде осадков или просто воздействия воды, но образование конденсата внутри него способно оказать быстрое разрушительное действие.

Правильное определение точки росы важно в авиации. Образующийся на определённой высоте полёта конденсат может привести к обледенению корпуса самолёта с множественными негативными последствиями. Особенно обледенение способно препятствовать успешному полёту во время взлёта и посадки, поэтому обработка корпуса средствами против обледенения – важная часть подготовки к полёту

В лесном хозяйстве точку росы вычисляют при проведении противопожарных мероприятий. На сельскохозяйственных работах определение сезонной точки росы особенно необходимо во время посевной. Селекционными методами выводятся сорта культур, способные образовывать конденсат даже при длительном отсутствии осадков.

Вычисление точки росы

По формуле

Наиболее простым считается расчёт по определённой формуле.

формула расчета точки росы Показатели на формуле имеют следующие значения:

а – неизменное значение — 17,27;
в – такое же постоянство — 237,7;
Т – градус температуры;
Rh – относительная влажность воздуха на расчётный момент.

Расчет точки росы по этой формуле считается достаточно точным. Результат получается с погрешностью около 0,5.

Иногда формулу применить не получается: не хватает времени для расчётов или нет необходимых математических знаний и навыков. В Интернете можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами, они находятся в открытом доступе. Пользоваться ими просто, но для правильного расчёта нужно знать определённые исходные данные.

Существуют компьютерные программы определения точки росы с дополнительными расчётными возможностями. В них учитываются, помимо основных, ещё другие показатели:

географическое расположение объекта предполагаемого строительства;
назначение помещения: где-нибудь в душевой влажность воздуха всегда будет намного выше, чем в комнате, где проживают люди, от этого зависит выбор, например, утеплителя;
особенности конструкции – отдельный расчёт ведётся по стенам, потолочным перекрытиям, чердакам и т п;
качественный состав конструкции.

С учётом показателей будет составлен график изменения точки росы на протяжении определённого времени.

По таблице

таблица расчета точки росы Ещё легче определять точку росы по специальной таблице (см прикреплённый файл).

Достаточно найти на ней точку пересечения двух основных показателей, и точка росы будет определена. Однако специалисты ей пользуются редко: эти расчёты весьма приблизительны, они не учитывают косвенные показатели, а они могут сильно влиять на окончательный результат.

С помощью приборов и инструментов

Метеорологи определяют некоторые природные показатели регулярно. Например, температуру воздуха измеряют высокоточным термометром, а влажность воздуха – гигрометром. Для того, чтобы на основе этих показателей верно определить нужную точку, обычно пользуются приспособлением, которое способно выполнять сразу обе эти функции – термогигрометром. Пользуются им пошагово так:

прибор включается с определением заряда батареи;
подносится под углом 90 градусов к месту исследования;
получаемые данные фиксируются и сохраняются.

Теперь остаётся соединить термогигрометр с любым компьютерным устройством и анализировать данные. Подключение не сложнее манипуляций с сотовым телефоном.

Читайте также: Лить воду в сосуд

Абсолютная и относительная влажность

Абсолютная точка росы — количество паров воды в условной единице объёма воздуха. Она имеет большое значение при прогнозировании погоды.

Однако для живого организма важно не только наличие паров воды в окружающей атмосфере, но и их плотность на конкретной территории именно при определённой температуре. Вычисление с этими двумя показателями получило название относительной влажности воздуха (точки росы). Она получается в результате деления абсолютной влажности на плотность водяного пара.

Влажность воздуха в утеплителе

В российских зимних условиях внешние стены помещений нельзя строить без утеплителей. Причём, не только по причине сохранения тепла. Если внутри помещения температура воздуха будет высокая, а снаружи на улице – низкая, то в месте соприкосновения этих воздушных масс неизбежно будет образовываться точка росы с образованием влажности. Когда такая встреча происходит внутри стены, конденсат начинает эту стену разрушать и деформировать. А если точка росы окажется близко к внутреннему помещению, влажные капли могут появиться на стене уже в комнате.

точка росы в утеплителе Идеальным вариантом считается наличие утеплителя на внешней стороне стены. Причём, состав утеплителя и его толщина должна быть подобрана так, чтобы точка росы не доходила непосредственно до стены.

Правда, она не может быть постоянной, это тоже нужно учитывать.

Её положение зависит от нескольких показателей:

особенностей и качества утеплителя стены;
температурных показателей в атмосфере и непосредственно в доме;
соотношения влаги внутри помещения и на улице.

Эти данные неизбежно меняются от погодных показателей, качества отопления помещения и даже от частоты нахождения в доме людей.

Влажность в дымоходе

Часто образуется конденсат и в дымоходе. Водяные пары при этом соединяются ещё и с другими продуктами горения различных видов топлива. Получается весьма опасный водяной раствор щелочей и кислот, который на дымоходы действует разрушительно.

точка росы влажность дымоход

Пример образования влажности в дымоходе

Поэтому одна из задач при сооружении или ремонте дымохода – препятствие образованию точки росы.

Сначала нужно определиться с причиной ее возникновения. Вариантов несколько:

большое значение имеет влажность топлива, — абсолютно сухого его нет, водяные пары образуются даже в природном газе;
если температура паров в дымоходе меньше 100 градусов, конденсат образует сам воздух;
частая причина – слабая тяга, при которой пар успевает беспрепятственно перейти в водное состояние;

Причиной образования точки росы в дымоходе может стать ещё и резкое похолодание на улице, но это явление не носит постоянный характер и поэтому большой опасности не представляют.

Решать проблему можно несколькими способами:

использовать подсушенное топливо, правда, с газом этот вариант не пройдёт;
максимально утеплить дымоход;
постоянно его чистить, устраняя нагар;
установить дефлектор – приспособление, значительно увеличивающее тягу.

Кроме этого, можно установить специальный стакан, собирающий конденсат уже при входе в дымоход. Ещё рекомендуется при сооружении дымоходов использовать материалы, устойчивые к химическим воздействиям. Неплохо подходят для этого асбестоцемент и нержавейка.

Знание механизма и места образования точки росы помогает во многом. Некоторым всё это может показаться сложным, и зря. С этим явлением мы сталкиваемся уже в детстве, бегая босиком по влажной утренней траве. Правда, тогда о механизме образования чистейшей росы вряд ли кто-то из нас задумывался.

Читайте так же:

Источник

роса

Когда смотришь на немногочисленные растения, то тут, то там виднеющиеся посреди бескрайних песков пустыни, не можешь не задавать себе вопрос, как именно им удаётся выжить в этих невероятно сухих и жарких условиях, где дождь является редким явлением, а в некоторых районах не бывает десятилетиями.

К счастью, здесь выпадает утренняя роса, которая образуется из-за незначительной влажности воздуха при перепаде ночной и дневной температур. Появившиеся капельки моментально впитываются в песок и полученной от них влаги вполне достаточно для того, чтобы жизнь растительного мира продолжалась.

Водяные алмазы

Росой называют оседающие на растениях мелкие капли, которые выделяются в ночное время из насыщенного влагой воздуха во время понижения температуры окружающей среды. Наиболее благоприятным периодом для образования этого вида осадков является ясная летняя или осенняя погода, почти полное отсутствие ветра и легко отдающая тепло поверхность, например, трава (по этой причине утренняя роса редко когда блестит на тропинках или земле, которые подолгу сохраняют тепло).

Роса

Капли росы бывают не только на поверхности, но образуются также и под землёй, когда слой почвы, что находится под верхним пластом грунта, является более тёплым и влажным, чем расположенный над ним. А потому находящийся в нём пар во время испарения оседает в верхнем слое грунта (единственным условием, чтобы образовалась подземная капля росы, является толщина верхнего слоя от 4 до 8 см).

Разновидности

Из-за непрерывного испарения в атмосфере нашей планеты водяной пар есть всегда (правда, во многом его количество зависит от климата и наличия водоёмов, их количества и объёма в той или иной местности). Чем больше грунт и атмосфера будут насыщены водяными порами, тем больше будет капель.

Если в то время как выпала утренняя роса, температура окружающей среды была отрицательной (обычно это происходит поздней осенью), можно увидеть, как под солнечными лучами блестит иней – замёрзшая осенняя роса.

Напоминает она колючие снежинки, покрывающие траву тонким неровным слоем, и символизирует о ночной минусовой температуре и первых заморозках. Выпавшая в форме кристаллов осенняя роса при несильных заморозках имеет вид шестиугольных снежинок, при умеренных морозах – пластинок, тогда как при сильных похожа на тупоконечные иглы.

Интересно, что замёрзшая осенняя роса даёт возможность определить температурные показатели, при которых был образован иней. Например, если утром температура воздуха составляет +2°С, а относительная влажность – 50%, точка росы этой ночью составляла -6,8°С.

Образование

Появляются капли росы после того, как тёплый насыщенный влагой воздух попадает на более прохладную почву и растительность, которые после захода Солнца начинают отдавать полученное за день тепло в атмосферу, а потому их температура с наступлением вечера начинает резко спадать.

В то же время находящийся у земной поверхности воздух охлаждается не так быстро, от слоя к слою: поскольку ветер при хорошей погоде к вечеру затихает, пласты воздуха располагаются по горизонтали (более холодные слоя находятся снизу, способствуя остыванию грунта и растительности).

Процессу охлаждения помогает также испарение, происходящее вне зависимости от температурных показателей воздуха, хоть и с разной интенсивностью.

Охлаждённые воздушные массы, уходя постепенно вверх, увеличивают относительную влажность тёплого воздуха, пока тот, охлаждаясь, не оказывается перенасыщенным водяными парами.

Когда выделяются капли

Точка росы наступает, когда температурные показатели воздуха охлаждаются до температуры, во время которой находящийся в нём пар достигает насыщения: вода больше неспособна растворяться в атмосфере, а потому начинает выпадать в осадок (происходит конденсация в результате чего образуется капля росы). Чем ниже температурные показатели находящегося у земной поверхности нижнего слоя атмосферы, тем быстрее из насыщенного паром воздуха образуется капелька росы.

Ещё одним моментом, влияющим на показатели точки росы, является относительная влажность воздуха: чем больше в нём паров, тем выше значение будет иметь точка росы (при этом температура точки росы приближается к температурным показателям атмосферы). Соответственно, если воздух довольно сух, точка росы окажется ниже температуры атмосферы. Например, если температурные показатели атмосферы составляют +20°С, при влажности:

50% – вода будет конденсироваться при 8,7°С;
30% – точка росы +1°С;
80% – капли образуются при + 16,2°С;
100% – температура точки росы совпадёт с температурными показателями атмосферы.

Чтобы сделать расчёт точки росы, используют специальную таблицу, а показатели температуры и относительной влажности устанавливают психрометром, который состоит из двух спиртовых термометров (один определяет температуру, другой – влажность). Нужные показатели высчитывают при помощи некоторых моделей тепловизоров и портативных термогигрометров.

Преобразование пара

После того как воздух охлаждается настолько, что не в состоянии больше насыщаться паром, начинают выделяться капли. Сначала они появляются в более холодных нижних слоях атмосферы, оседая на охлаждённой растительности, воздух возле которой насыщен водяными парами (сначала мелкая капелька блестит на тонких волосках, что покрывают наружные покровы растений, затем она постепенно начинает увеличиваться в размерах). После этого охлаждение атмосферы не заканчивается, и капли, переходя в расположенные выше слоя воздуха, начинают налипать на мельчайшие частицы пыли, образуя поземный туман.

Вид росы на траве, прямо зависит от температурных показателей воздуха и насыщенности его и грунта парами: чем больше в них влаги, тем утренняя роса выпадет обильней, а при заморозках вместо водяных капель будет блестеть иней.

В чрезвычайно обильном количестве утренняя роса выпадает в тропических широтах, где нижние слои атмосферы содержат огромное количество водяного пара. В то же время ночи здесь продолжительны, растительный покров обилен, а потому поверхность остывает чрезвычайно интенсивно. Вследствие этого точка росы настаёт быстро, после чего капли начинают образовываться в огромном количестве.

Правда, держится утренняя роса недолго: как только солнечные лучи начинают прогревать землю, капли испаряются, преобразовываясь в водяной пар, и уходят в верхние слоя атмосферы, чтобы через некоторое время снова выпасть на земную поверхность в виде осадков.

Источник

Инфоурок
›

Физика
›Презентации›Урок физики 8 класс ” Как образуется роса…”

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Презентацию подготовила Мазнева Екатерина Васильевна МБОУ СОШ № 1 КАК ОБРАЗУЕТСЯ РОСА, ИНЕЙ, ДОЖДЬ И СНЕГ

2 слайд

Описание слайда:

Образование росы, инея, дождя и снега – интересное географическое и физическое явление, которое с каждой точки зрения объясняется по-разному. Но для того чтобы лучше понять, что происходит в природе при этих явлениях, лучше обратиться к законам и формулам физики.

3 слайд

Описание слайда:

В атмосфере всегда есть водяной пар. Это происходит из-за непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, рек и озер. В разных местах влажность воздуха различна из-за различия в климате и распределения внутренних вод на поверхности воды. Например, над поверхностью экваториальных морей влажность очень высокая, а над пустынями очень низкая. Хотя водяного пара мало в воздухе, но именно этот пар определяет погодные условия. Кроме испарения важную роль играет процесс конденсации. В природе конденсация водяного пара происходит по-разному: может образоваться роса или иней, выпасть дождь или снег.

4 слайд

Описание слайда:

Газовые тела не сохраняют ни объема, ни формы. Парообразование Жидкость – это вещество, сохраняющее объем, но не сохраняет своей формы. Еж Еп <

5 слайд

Описание слайда:

КАК ОБРАЗУЕТСЯ РОСА Роса — вид атмосферных осадков, образующиеся на поверхности земли, растениях, предметах, крышах зданий, автомобилях, других предметах. Рассмотрим образование росы. Ее можно увидеть только ранним утром. В жаркий летний день с поверхности озер, рек, водоемов и растений происходит испарение воды. Ночью, температура падает и может достичь такого значения, при котором водяной пар становится насыщенным. Такая точка называется точкой росы. В это время насыщенный пар конденсируется и оседает на поверхность земли и на листьях растений. Поэтому росу мы можем увидеть только ранним утром, когда она еще не испарилась под действием солнечных лучей.

6 слайд

Описание слайда:

Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Конденсация объясняет появление росы. конденсация Пар отдает энергию Внутренняя энергия жидкости меньше, чем пара

7 слайд

Описание слайда:

ОБРАЗОВАНИЕ ИНЕЯ ИНЕЙ – тонкий снежный слой, образующийся благодаря испарениям на охлаждающейся поверхности в холодные ночи. Образование инея похоже на образование росы, но отличие лишь в том, что роса появляется в жаркое время года, а иней – в холодное время, то есть зимой или поздней осенью. Во время оттепели влажность воздуха повышается. Если после этого температура станет меньше нуля по Цельсию, то сконденсировавшаяся вода будет замерзать и оседать на поверхности земли и растений. Иней, как и росу, можно наблюдать только утром из-за того, что ночью обычно холоднее, чем днем.

8 слайд

Описание слайда:

1. Когда тело начинает кристаллизоваться, оно отдает лишнюю энергию в окружающую среду. 2. Но молекулы вещества при кристаллизации не изменяются. 3. Температура вещества при отвердевании остается той же.

9 слайд

Описание слайда:

КАК ОБРАЗУЕТСЯ ДОЖДЬ Осадки играют важную роль в круговороте воды в природе и в жизни животных и растений. Обычно они образуются так. Вода в больших количествах испаряется с поверхности океанов, морей, рек и озер, пар поднимается на несколько километров вверх. Температура там достаточно низкая, и пар конденсируется и превращается в мельчайшие капли, которые как бы плавают в атмосфере. Огромное количество этих капелек образуют облако. Под действием воздушных потоков они переносятся на огромные расстояния, иногда преодолевая несколько тысяч километров. В процессе своего движения они сталкиваются между собой, превращаясь в более крупные капли. Когда они достаточно вырастут, то упадут на землю в виде дождя.

10 слайд

Описание слайда:

КАК ОБРАЗУЕТСЯ СНЕГ Снег образуется аналогичным образом, но в холодное время, когда температура на высоте, где пар конденсируется, меньше нуля. При этом образуются не капли воды, а кристаллики льда.

11 слайд