Fizika · Molekulyar fizika va termodinamika · 9-sinf

Havo namligi va shudring

Muzdek stakan nega “terlaydi”, konditsioner esa xonani qanday quritadi?

Vaziyat

Yozning issiq kunida muzlatkichdan olingan muzdek suvni stakanga quyasiz — bir daqiqada stakan sirti “terlab”, tomchilar oqa boshlaydi. Qishda esa deraza oynasi xira tortadi, konditsioner tagidagi trubkadan yozda suv tomchilaydi. Bu suv qayerdan keladi? Nega u stakanning faqat suv to‘ldirilgan qismida paydo bo‘ladi va nega ikki qavat oyna kamroq terlaydi?

Mavzu

Havo namligi. Konditsioner va shudring nuqtasi

Asosiy tushunchalar

To‘yingan bug‘ bosimi
Nisbiy namlik
Shudring nuqtasi

Formulalar

φ = \frac{e}{e_{s} (T)} \cdot 100 %

Nisbiy namlik: havodagi bug‘ bosimi shu haroratdagi to‘yingan bug‘ bosimiga nisbatan.

e_{s} (T) = 6,112 \cdot \exp (\frac{17,62 T}{243,12 + T}) hPa

Magnus formulasi ( $T$ — °C da). To‘yingan bug‘ bosimi harorat bilan keskin oshadi.

T_{d} = \frac{243,12 γ}{17,62 - γ}, γ = \ln φ + \frac{17,62 T}{243,12 + T}

Shudring nuqtasi: havoni shu haroratgacha sovutsak, bug‘ to‘yinadi ( $φ$ — ulushda).

ρ = \frac{e}{R_{v} T}

Absolyut namlik — 1 m³ havodagi bug‘ massasi ( $R_{v} = 461,5$ J/(kg·K), $T$ — K da).

e = e_{s} (T_{h}) - A p (T - T_{h})

Psixrometr: ho‘l termometr bug‘lanish tufayli soviydi. $A \approx 6,6 \cdot 10^{- 4}$ K⁻¹.

Nazariya

To‘yingan bug‘

Suv sirtidan molekulalar doim uchib chiqadi va qaytib tushadi. Bug‘ bosimi ma’lum qiymatga — to‘yingan bug‘ bosimi $e_{s}$ ga yetganda, chiqish va qaytish tenglashadi. $e_{s}$ harorat bilan keskin oshadi: 30 °C da 0 °C dagidan qariyb 7 marta katta (grafikda ko‘ring). Shuning uchun issiq havo ko‘proq bug‘ “sig‘diradi”.

Shudring nuqtasi

Havoni bug‘ miqdorini o‘zgartirmay sovutsak, $e$ o‘zgarmaydi, $e_{s}$ esa kamayadi — nisbiy namlik oshadi. Shudring nuqtasi $T_{d}$ da havo to‘yinadi. Harorati $T_{d}$ dan past sirtda bug‘ suvga aylanadi: muzdek stakan, qishki deraza oynasi, konditsionerning sovutkich radiatori. Stakan faqat sovuq suv tegib turgan joyida — suv sathidan pastda terlaydi.

Konditsioner havoni nega quritadi?

Xona havosi sovutkich radiatordan o‘tadi. Radiator harorati shudring nuqtasidan past bo‘lsa, bug‘ unda kondensatsiyalanib, trubka orqali tashqariga oqizib yuboriladi — xonada bug‘ kamayadi. Radiator $T_{d}$ dan iliq bo‘lsa, havo faqat soviydi, qurimaydi. Qishda esa aksincha: sovuq tashqi havo isitilganda $e_{s}$ oshib, nisbiy namlik pasayadi — isitiladigan xonalarda havo quruq bo‘ladi.

Psixrometr va model

Ho‘l termometr bug‘lanish issiqligini yo‘qotib, quruq termometrdan pastroq harorat ko‘rsatadi; havo qancha quruq bo‘lsa, farq shuncha katta. Ikki ko‘rsatkich bo‘yicha jadvaldan $φ$ topiladi. Model soddalashtirilgan: xona yopiq ( $V$ = 54 m³), unda bug‘ manbai (odamlar, ovqat pishirish) va shamollatish yo‘q, xona harorati termostat bilan ushlab turiladi, radiator harorati o‘zgarmas, havoning 15 % i radiatorga tegmay o‘tadi. Vaqt 30 marta tezlashtirilgan.

Atmosferadagi hodisalar

Havo bug‘ miqdorini o‘zgartirmay soviganda nisbiy namlik oshadi va shudring nuqtasida havo to‘yinadi — atmosferadagi ko‘p hodisalar shundan. Tunda yer va o‘tlar nurlanib soviydi: sirt harorati $T_{d}$ dan pastga tushsa, shudring, $T_{d} < 0$ °C bo‘lsa, qirov hosil bo‘ladi. Yer yaqinidagi havo butun hajmi bilan sovisa — tuman. Ko‘tarilayotgan havo kengayib soviydi (quruq havo har kilometrda taxminan 10 °C ga): $T_{d}$ ga yetgan balandlikda bulut paydo bo‘ladi, tomchilar yiriklashib yomg‘ir, sovuqda qor bo‘lib tushadi. Kunduzi harorat oshgani uchun nisbiy namlik pasayadi, tunda esa oshadi. Odam uchun qulay nisbiy namlik taxminan 40–60 %.

Gigrometrlar va laboratoriya ishi

Gigrometr — namlik o‘lchagich. Kondensatsion gigrometrda yaltiroq sirt sekin sovitiladi va unda shudring paydo bo‘lgan harorat $T_{d}$ o‘lchanadi: $φ = e_{s} (T_{d}) / e_{s} (T)$ — sahnadagi muzdek stakan aynan shunday ishlaydi. Sochli gigrometrda yog‘sizlantirilgan soch namlikda uzayib, strelkani buradi (aniqligi kamroq); elektron gigrometrlarda kondensator dielektrigi namlikni yutadi va sig‘imi o‘zgaradi. Avgust psixrometri — yonma-yon ikki termometr, bittasining sharchasi ho‘l mato bilan o‘ralgan. Laboratoriya ishi: «Noma’lum havo» rejimini yoqing (namlik yashiriladi), termometrlar barqarorlashguncha kuting, quruq termometr ko‘rsatkichi $t$ va farq $Δ t = t - t_{h}$ ni yozing, psixrometrik jadvaldan $φ$ ni toping (kerak bo‘lsa, satrlar orasida interpolyatsiya qiling) va javobingizni tekshiring. Ikkinchi usul — stakan bilan shudring nuqtasini topib, $φ$ ni formuladan hisoblash. Suv to‘yingan bug‘ bosimi tashqi bosimga tenglashganda qaynaydi — “Erish, qaynash va bug‘lanish” tajribasida.

Bilasizmi?

30 °C da 1 m³ havo ko‘pi bilan taxminan 30 g suv bug‘ini ushlay oladi, 0 °C da esa atigi ≈ 5 g. Shuning uchun sovuq havo hatto 100 % namlikda ham “quruq” bo‘ladi.
Tuman va bulutlar ham shudring nuqtasi tufayli hosil bo‘ladi: havo soviganda bug‘ mayda tomchilarga aylanadi. Ertalabki shudring — tunda sovigan o‘tlar sirtidagi kondensat.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.