Embed Size (px)
DESCRIPTION
Hidrologija
Citation preview
Mentor:Jadranka Vujčić
ODREĐIVANJE VLAŽNOSTI ZRAKA
Učenici:Zvonimir Boban (8 raz.)Pio Tutić (8 raz.)
OŠ “Dobri”Kliška 25
21000 Split
u svijetu se danas što više pokušava shvatiti klimatske promjene i njihov utjecaj na okoliš i ljude
izrada eksperimentalnog modela kojim bi praktično odredili apsolutnu i relativnu vlažnost zraka u učioinici
mjerenja su se vršila na početku i na kraju nastave
suradnja s Pomorsko-meteorološkim centrom u Splitu
Kako popraviti kvalitetu zraka i štititi svoj okoliš?
1. Uvod
Vlažnost – količina vodene pare u zraku
Vodena para u atmosferu dolazi na razne načine:• isparavanje s površine biljaka• isparavanje iz tla• isparavanje s vodenih površina • ...
Iskazivanje vlažnosti zraka:• apsolutna vlažnost (φah) • maksimalna vlažnost (φmh) • relativna vlažnost (φrh)
2. Teorija
Apsolutna vlažnost (φah) je količina vodene pare u određenom volumenu zraka, tj. definiramo je količnikom mase vodene pare i volumena zraka.
Maksimalna vlažnost (φmh) zraka je najveća količina vodene pare koju može primiti 1m3 zraka dok ne dođe do kondenzacije vodene pare. Izražava se u gm-3. Maksimalna vlažnost zraka raste s porastom temperature.
Relativna vlažnost (φrh) zraka je količina vodene pare koja stvarno postoji u zraku u odnosu s onom koju zrak može zadržati pri toj temperaturi. Kada zrak ne može zadržati cijelu količinu vodene pare, ona se kondenzira kao rosa. Relativna vlažnost je količnik apsolutne vlažnosti i maksimalne vlažnosti pri toj temperaturi. Relativna vlažnost se izražava u postocima.
relativna vlažnost i temperatura su bitne komponente udobnog radnog okoliša
jedini faktori koji određuju koliko će vodene pare biti u zraku su raspoloživost vodei količina toplinske energije da se izvrši isparavanje
isparavanje prvenstveno ovisi o temperaturi vode a kondenzacija o temperaturi zraka
Vlažnost i temperatura
temperatura rosišta je mjera za vlažnost
kako se zrak hladi, raltivna vlažnost raste, kada relativna vlažnost dođe do 100% zrak se ohladi na temperaturu stvaranja rose
temperatura pri kojoj počinje kondezacija vode je temperatura rosišta
ako raste količina vlage, raste i temperatura rosišta
ljudi reagiraju s neugodom na visoka rosišta
Temperatura rosišta
humidistat se koristi za reguliranje vlažnosti u zgradi s odvlaživačem
uređaj koji se koristi za mjerenje vlažnosti zove se psihrometar ili higrometar
sateliti (sposobni odrediti koncentraciju vode u troposferi na visinama od 4km do 12km)
Uređaji za mjerenje i reguliranje vlažnosti
vlažnost zraka utječe na temperaturu našeg tijelapri sobnim temperaturama najugodnije se osjećamo ako je relativna vlažnos između 40%-60%neke od posljedica visoke relativne vlažnosti:• insekti i plijesan brzo rastu• metali korodiraju• boja i tekstil se brže oštećuju• organski materijali mijenjaju oblik
neke od posljedica niske relativne vlažnosti:• organski materijali izbacuju vlagu koju sadrže• organski materijali postaju suhi i lomljivi
Zašto se brinuti zbog relativne vlažnosti i temperature?
Cilj:• Eksp. pokazati vezu između temperature i relativne
vlažnosti• Objasniti kako vlažnost zraka utječe na ljudsko tijelo• Ukazati na lokalne i globalne probleme naše životne
okoline• Povezati znanja o ekologiji
Zadatak:Odrediti apsolutnu i relativnu vlažnost zraka u učionici fizike pomoću rosišta
3. Eksperiment
Pribor:• široka epruveta s metalnim
prstenom pri dnu• čep za epruvetu• termometar• gumeni balon• dvije savijene cjevčice• eter
Mjerenje temperature zraka kojemu želimo odrediti vlažnost
Ulijevanje etera u epruvetu
Tijek rada
Gumenim balonom tjeranje zraka u epruvetu koji izlazi kroz kraću cijev i ubrzava isparavanje eteraEter, epruveta, metalni prsten i zrak koji se nalazi izvana oko nje naglo se hladi što pratimo pomoću termometra u epruveti
Kada je temperatura dostigla rosište, vodene pare sadržane u zraku u učionici, počinju se kondenzirati na metalnom prstenuBrišući prstom metalni prsten, opazim da se orosio. Temperatura koju pokazuje termometar u epruveti je temperatura rosišta
Tijek rada
Traženje maksimalne vlažnosti u tablici za tu temperaturu rosišta (to je ujedno apsolutna vlažnost za zrak koji se nalazi oko epruvete)
Određivanje rosišta i pripadne vlažnosti vršit ćemo više dana prije početka nastave i na završetku nastave.
Tijek radaMAKSIMALNA VLAŽNOST ZRAKAt / °C φm / gm-3 t / °C φm / gm-3
-5
-4
-3
-2
-1
0
+1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.2
3.5
3.8
4.1
4.5
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
6.8
7.3
7.8
8.3
8.8
+ 10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
9.4
10.0
10.7
11.4
12.1
12.8
13.6
14.5
15.4
16.3
17.3
18.3
19.4
20.6
21.8
23.0
mjesec dantemperatura zraka
t1 / °C
maksimalna vlažnost zraka
φmh / gm-3
temperatura rosištat2 / °C
apsolutna vlažnost zrakaφah / gm-3
relativna vlažnostφrh
R
U
J
A
N
17
18
19
20
21
18
18
19
19
20
15.4
15.4
16.3
16.3
17.3
7
9
11
10
12
7.8
8.8
10.0
9.4
10.7
51%
57%
61%
58%
62%
L
I
S
T
O
P
A
D
17
18
19
20
21
18
19
18
17
17
15.4
16.3
15.4
14.5
14.5
8
9
9
8
8
8.3
8.8
8.8
8.3
8.3
53%
53%
57%
57%
57%
S
T
U
D
E
N
I
17
18
19
20
21
18
18
18
17
17
15.4
15.4
15.4
14.5
14.5
10
9
10
8
8
9.4
8.8
9.4
8.3
8.3
61%
57%
61%
57%
57%
P
R
O
S
I
N
A
C
17
18
19
20
21
17
17
18
18
18
14.5
14.5
15.4
15.4
15.4
6
7
6
7
6
7.3
7.8
7.3
7.8
7.3
54%
50%
50%
50%
50%
Temperature zraka (°C) u 07h, učionica
mjesec dantemperatura zraka
t1 / °C
maksimalna vlažnost zraka
φmh / gm-3
temperatura rosištat2 / °C
apsolutna vlažnost zrakaφah / gm-3
relativna vlažnostφrh
R
U
J
A
N
17
18
19
20
21
20
20
22
22
23
17.3
17.3
19.4
19.4
20.6
11
11
15
16
16
10.0
10.0
12.8
13.6
13.6
58%
58%
66%
70%
70%
L
I
S
T
O
P
A
D
17
18
19
20
21
20
20
18
18
18
17.3
17.3
15.4
15.4
15.4
12
11
10
10
9
10.7
11.4
9.4
9.4
8.8
62%
65%
61%
61%
57%
S
T
U
D
E
N
I
17
18
19
20
21
23
23
22
21
21
20.6
20.6
19.4
18.3
18.3
10
10
7
8
7
9.4
9.4
7.8
8.3
7.8
45%
45%
40%
45%
43%
P
R
O
S
I
N
A
C
17
18
19
20
21
22
22
23
22
23
19.4
19.4
20.6
19.4
20.6
8
9
8
7
8
8.3
8.8
8.3
7.8
8.3
42%
45%
40%
40%
40%
Temperature zraka (°C) u 13h, učionica
visoka relativna vlažnost pokazuje da je rosište bliže prisutnoj temperaturi zraka
relativna vlažnost se u studenom i prosincu znala spustiti do 40% što je na samoj granici ugodnosti
slijedeća četiri dijagrama prikazuju analizu temperature i vlažnosti zraka zadnjih 6 god. u Splitu (podaci su dobiveni od hidrometeorološkog zavoda u Splitu)
Analiza
Analiza
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
Tem
pera
tura
/ °C
2002 18.42 15.41 13.65 9.062003 19.04 14.18 13.20 8.592004 20.11 17.61 11.49 9.782005 20.02 14.85 10.97 7.772006 20.27 17.06 10.84 9.102007 17.83 14.45 9.44 6.56
Rujan Listopad Studeni Prosinac0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
Tem
pera
tura
/ °C
2002 23.48 19.44 16.00 10.802003 24.66 18.04 15.93 11.232004 26.59 21.93 14.91 12.342005 25.31 18.69 13.35 9.402006 25.03 21.28 14.29 12.282007 23.11 19.25 13.14 10.04
Rujan Listopad Studeni Prosinac
Dijagram 1: Temperature zraka (°C) u 07h
, meteorološka postaja Split MarjanDijagram 2: Temperature zraka (°C) u 13h
, meteorološka postaja Split Marjan
Analiza
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
Rel
ativ
na v
lazn
ost /
%
2002 61.57 67.00 69.60 67.552003 55.30 63.65 68.03 58.322004 54.47 76.45 58.40 58.972005 63.07 71.84 68.17 64.262006 59.77 59.87 64.27 58.972007 55.73 59.26 57.87 55.71
Rujan Listopad Studeni Prosinac0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
Rel
ativ
na v
lazn
ost /
%
2002 52.33 60.16 63.17 67.102003 45.70 55.10 62.70 56.392004 44.43 66.19 54.00 57.452005 52.90 62.19 64.77 62.292006 51.83 53.35 60.50 56.192007 47.27 51.61 54.50 51.74
Rujan Listopad Studeni Prosinac
Dijagram 3: Relativna vlažnost (%) u 07h, meteorološka postaja Split Marjan
Dijagram 4: Relativna vlažnost (%) u 13h, meteorološka postaja Split Marjan
iz dijagrama 3 i 4, koje prikazuju relativnu vlažnost zraka, vidimo da je u 07h između 55% i 70% , dok je u 13h između 45% i 65%zanimljiva činjenica je da je 2007. godine bila najmanja prosječna temperatura gledajući zadnja četiri mjesecasvjetska istraživanja ukazuju na stalni porast temperatura zadnjih godinaprovjerili smo je li bio općeniti pad tijekom cijele godine na stranicama državnog hidrometeorološkog zavodauspostavilo se da je godišnji prosjek ipak u porastu
Analiza
Promjena temperature od 2005. do 2007. godine. Promjena boje od bijele prema tamno crvenoj označava porast temperature.
tijekom dana se na otvorenom vlažnost zraka smanji (zbog povećanje temperature iako ne mora uvijek vrijediti)u 9. i 10. mjesecu u učionici se tijekom jutra poveća vlažnost zraka iako se poveća i temperatura (znojenje, izdisanje)u 11. i 12. mjesecu tijekom jutra u učionici pada vlažnost zraka preko 15% i dostiže donju granicu ugodnosti od 40% (zagrijavanje učionice)
Dijagram 5: Usporedba relativnih vlažnosti
Za svaki mjesec smo uzeli prosjek relativnih vlažnosti od 17-og do 21-og dana u mjesecu
pri visokoj vlažnosti znojenje je manje učinkovito pa nam je toplije, i odatle želja da otklonimo vlažnost iz zraka s klima uređajem ljeti
zimi, grijanje hladnog vanjskog zraka može smanjiti razinu unutarnje relativne vlažnosti ispod 40%, dovodeći do neugodnosti kao što je suha koža i pretjerana žeđ
4. Zaključak
kada je temperatura visoka izvan školske zgrade, možemo ograničiti promjenu temperature unutar učionice• ugraditi unutarnje zastore na prozorima kao zaštitu od vanjskih
uvjeta ili vanjske roletne• izolirati zidove i stropove
u uvjetima visoke relativne vlažnosti potrebno je klimatizirati učionice da se reducira vlažnost iz zraka ili koristiti upijač vlage• poticati učenike da ostavljaju vlažne kišobrane i kapute na
glavnom ulazuzimi grijanje unutar učionice snižava relativnu vlažnost pa je tada potrebno imati naprave za vlaženje ili posude s vodom za isparavanje
Prilagođavanje uvjeta unutar učionice
1. Nikola Cindro: Fizika I - Mehanika – Valovi –Toplina, ŠK – Zagreb, 1975.
2. Zlatko Šporer: Toplina, ŠK – Zagreb, 1990.
3. Izvor: Wikipedija
5. Literatura
