Odredjivanje vlaznosti zraka

ODREĐIVANJE VLAŽNOSTI
ZRAKA
Učenici:
Zvonimir Boban (8 raz.)
Pio Tutić (8 raz.)
Mentor:
Jadranka Vujčić
OŠ “Dobri”
Kliška 25
21000 Split

1. Uvod
• 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?

2. Teorija
• 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 (φ ah )
• maksimalna vlažnost (φ mh )
• relativna vlažnost (φ rh )

• Apsolutna vlažnost (φ ah
) je količina vodene pare u
određenom volumenu zraka, tj. definiramo je količnikom
mase vodene pare i volumena zraka.
• Maksimalna vlažnost (φ mh
) zraka je najveća količina
vodene pare koju može primiti 1m 3 zraka dok ne dođe do
kondenzacije vodene pare. Izražava se u gm -3 .
Maksimalna vlažnost zraka raste s porastom temperature.

• Relativna vlažnost (φ rh
) 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.

Vlažnost i temperatura
• 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

Temperatura rosišta
• 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

Uređaji za mjerenje i reguliranje vlažnosti
• 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)

Zašto se brinuti zbog relativne vlažnosti i
temperature?
• vlažnost zraka utječe na temperaturu našeg tijela
• pri 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

3. Eksperiment
• 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

• Pribor:
• široka epruveta s metalnim
prstenom pri dnu
• čep za epruvetu
• termometar
• gumeni balon
• dvije savijene cjevčice
• eter

Tijek rada
• 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 etera
• Eter, 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 prstenu
• Brišući 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)
MAKSIMALNA VLAŽNOST ZRAKA
t / °C φ m
/ gm -3 t / °C φ m
/ gm -3
-5
-4
-3
-2
-1
0
+1
3.2
3.5
3.8
4.1
4.5
4.8
5.2
+ 10
11
12
13
14
15
16
9.4
10.0
10.7
11.4
12.1
12.8
13.6
• Određivanje rosišta i
pripadne vlažnosti vršit
ćemo više dana prije
početka nastave i na
završetku nastave.
2
3
4
5
6
7
8
5.6
6.0
6.4
6.8
7.3
7.8
8.3
17
18
19
20
21
22
23
14.5
15.4
16.3
17.3
18.3
19.4
20.6
9
8.8
24
21.8
25
23.0

Temperature zraka (°C) u 07 h , učionica
mjesec
dan
temperatura zraka
t 1 / °C
maksimalna vlažnost
zraka
φ mh / gm -3
temperatura
rosišta
t 2 / °C
apsolutna vlažnost zraka
φ ah / gm -3
relativna
vlažnost
φ rh
17
18
15.4
7
7.8
51%
R
U
J
18
19
18
19
15.4
16.3
9
11
8.8
10.0
57%
61%
A
N
20
19
16.3
10
9.4
58%
21
20
17.3
12
10.7
62%
L
I
S
17
18
18
19
15.4
16.3
8
9
8.3
8.8
53%
53%
T
O
19
18
15.4
9
8.8
57%
P
20
17
14.5
8
8.3
57%
A
D
21
17
14.5
8
8.3
57%
S
17
18
15.4
10
9.4
61%
T
U
D
18
19
18
18
15.4
15.4
9
10
8.8
9.4
57%
61%
E
N
20
17
14.5
8
8.3
57%
I
21
17
14.5
8
8.3
57%
P
R
O
17
18
17
17
14.5
14.5
6
7
7.3
7.8
54%
50%
S
I
19
18
15.4
6
7.3
50%
N
20
18
15.4
7
7.8
50%
A
C
21
18
15.4
6
7.3
50%

Temperature zraka (°C) u 13 h , učionica
mjesec
dan
temperatura zraka
t 1 / °C
maksimalna vlažnost
zraka
φ mh / gm -3
temperatura
rosišta
t 2 / °C
apsolutna vlažnost zraka
φ ah / gm -3
relativna
vlažnost
φ rh
17
20
17.3
11
10.0
58%
R
U
J
18
19
20
22
17.3
19.4
11
15
10.0
12.8
58%
66%
A
N
20
22
19.4
16
13.6
70%
21
23
20.6
16
13.6
70%
L
I
S
17
18
20
20
17.3
17.3
12
11
10.7
11.4
62%
65%
T
O
19
18
15.4
10
9.4
61%
P
20
18
15.4
10
9.4
61%
A
D
21
18
15.4
9
8.8
57%
S
17
23
20.6
10
9.4
45%
T
U
D
18
19
23
22
20.6
19.4
10
7
9.4
7.8
45%
40%
E
N
20
21
18.3
8
8.3
45%
I
21
21
18.3
7
7.8
43%
P
R
O
17
18
22
22
19.4
19.4
8
9
8.3
8.8
42%
45%
S
I
N
19
20
23
22
20.6
19.4
8
7
8.3
7.8
40%
40%
A
C
21
23
20.6
8
8.3
40%

Analiza
• 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
Dijagram 1: Temperature zraka (°C) u 07 h
, meteorološka postaja Split Marjan
25.00
Dijagram 2: Temperature zraka (°C) u 13 h
, meteorološka postaja Split Marjan
30.00
20.00
25.00
20.00
Temperatura / °C
15.00
10.00
Temperatura / °C
15.00
10.00
5.00
5.00
0.00
Rujan Listopad Studeni Prosinac
0.00
Rujan Listopad Studeni Prosinac
2002 18.42 15.41 13.65 9.06
2002 23.48 19.44 16.00 10.80
2003 19.04 14.18 13.20 8.59
2003 24.66 18.04 15.93 11.23
2004 20.11 17.61 11.49 9.78
2004 26.59 21.93 14.91 12.34
2005 20.02 14.85 10.97 7.77
2005 25.31 18.69 13.35 9.40
2006 20.27 17.06 10.84 9.10
2006 25.03 21.28 14.29 12.28
2007 17.83 14.45 9.44 6.56
2007 23.11 19.25 13.14 10.04

Analiza
Dijagram 3: Relativna vlažnost (%) u 07 h ,
meteorološka postaja Split Marjan
90.00
Dijagram 4: Relativna vlažnost (%) u 13 h ,
meteorološka postaja Split Marjan
80.00
80.00
70.00
70.00
60.00
Relativna vlaznost / %
60.00
50.00
40.00
30.00
Relativna vlaznost / %
50.00
40.00
30.00
20.00
20.00
10.00
10.00
0.00
Rujan Listopad Studeni Prosinac
0.00
Rujan Listopad Studeni Prosinac
2002 61.57 67.00 69.60 67.55
2002 52.33 60.16 63.17 67.10
2003 55.30 63.65 68.03 58.32
2003 45.70 55.10 62.70 56.39
2004 54.47 76.45 58.40 58.97
2004 44.43 66.19 54.00 57.45
2005 63.07 71.84 68.17 64.26
2005 52.90 62.19 64.77 62.29
2006 59.77 59.87 64.27 58.97
2006 51.83 53.35 60.50 56.19
2007 55.73 59.26 57.87 55.71
2007 47.27 51.61 54.50 51.74

Analiza
• iz dijagrama 3 i 4, koje prikazuju relativnu vlažnost zraka,
vidimo da je u 07 h između 55% i 70% , dok je u 13 h između
45% i 65%
• zanimljiva činjenica je da je 2007. godine bila najmanja
prosječna temperatura gledajući zadnja četiri mjeseca
• svjetska istraživanja ukazuju na stalni porast temperatura
zadnjih godina
• provjerili smo je li bio općeniti pad tijekom cijele godine na
stranicama državnog hidrometeorološkog zavoda
• uspostavilo se da je godišnji prosjek ipak u porastu
Promjena temperature od 2005. do 2007. godine. Promjena boje od
bijele prema tamno crvenoj označava porast temperature.

Dijagram 5: Usporedba relativnih vlažnosti
Za svaki mjesec
smo uzeli prosjek
relativnih
vlažnosti od 17-
og do 21-og dana
u mjesecu
• 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)

4. Zaključak
• 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

Prilagođavanje uvjeta unutar učionice
• 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 ulazu
• zimi grijanje unutar učionice snižava relativnu vlažnost
pa je tada potrebno imati naprave za vlaženje ili posude s
vodom za isparavanje

5. Literatura
1. Nikola Cindro: Fizika I - Mehanika – Valovi –
Toplina, ŠK – Zagreb, 1975.
2. Zlatko Šporer: Toplina, ŠK – Zagreb, 1990.
3. Izvor: Wikipedija