- Хигроскопични вещества
- Коефициент на хигроскопично разширение
- Хигрометърът
- RH
- Специфична влажност
- - Пример 2 (Домашен експеримент)
- Препратки
В Хигроскопичността е собственост притежава от определени вещества абсорбират или Изгонете водни молекули към или от околната среда. Хигроскопичното вещество има способността да абсорбира (или изхвърля) водна пара от въздуха около него, докато се достигне определена равновесна влажност или докато веществото не се насити.
Всяко вещество има характерна равновесна влажност. Когато околната среда има тази степен на влажност, скоростта, с която веществото улавя молекулите на околната среда на водата, се равнява на броя освободени молекули.
Фигура 1. Силикагелът се счита за хигроскопично вещество. Източник: Pixabay
От своя страна влажността на въздуха се дължи на атмосферните водни пари от изпаряването от различни източници като морето, реките, водата в земята, дишането и транспирацията на растения и животни, наред с други източници.
Количеството молекули пари, задържани във въздуха, зависи от температурата на въздуха. Колкото по-висока е температурата, толкова по-голямо е задържането на водни молекули във въздуха. Но ако влажността на околната среда е над равновесната влажност на определен материал, тогава материалът ще вземе вода молекули от околната среда.
Материали и вещества, които имат ниска равновесна влажност, се използват като стайни сушилни, такъв е случаят със силикагела, показан на фигура 1, и с калциев хлорид.
Хигроскопични вещества
Веществата, които улавят водната пара от въздуха или течността, която ги заобикаля, са хигроскопични вещества и се използват като екосистеми, както казахме.
Що се отнася до механизма на действие на хигроскопичните вещества, има основно два вида:
-Молекулите на водата се улавят в кристалната структура на веществото, без да реагират химически с него.
-Химична реакция протича между молекулите на водата и въпросното вещество.
В първия случай има натриев сулфат, докато във втория случай има алкални метали и хидриди, които реагират силно с вода.
Други хигроскопични вещества или материали са:
производство на хартия
-Височни влакна
-Дърво, захар
-Пчелен мед
-Някои алкохоли като етанол и метанол
-Продажи като натриев хидроксид, калциев хлорид, натриев хлорид.
Някои от хигроскопичните вещества са склонни да се разтварят във водата, която абсорбират, като соли, захар или мед. Вещество, което се разтваря във водата, поета от себе си, се нарича деликатесно вещество.
Коефициент на хигроскопично разширение
Материали или вещества, които улавят влагата, могат да се разширят, като в този случай причиняват напрежение или напрежение на околните материали. Такъв е случаят със старите батерии, които улавят околната влажност, разширяват и разрушават опаковките си.
Друг подобен случай се случва с ламинираните корици на книги, които се състоят от картонено лице, което абсорбира влагата, докато пластмасовият филм не го прави. В много влажна среда картонът абсорбира вода и се разширява, което води до провисване на капака навън.
Характеристиката, описана в предишния параграф, на диференциалното разширяване чрез хидратация на два различни материала, се използва за изграждането на инструменти за измерване на влажността в околната среда, като хигрометъра.
Хигрометърът
Хигрометърът е инструментът, използван за измерване на влажността в околната среда. Инструментите, предназначени за тази цел, правят индиректно измерване на влажността в околната среда.
Например, това може да е механично изменение поради абсорбцията на влагата от веществото, което служи като сензор.
Фигура 2. Хигрометър на спирална намотка на Билайер (метал - хартия, импрегнирана със сол). Източник: Wikimedia Commons.
Електрическият капацитет на две метални пластини, разделени с въздух, може леко да се промени поради промени в влажността в околната среда.
Електрическото съпротивление на някои материали също може да бъде чувствително към промените във влажността на околната среда. Именно тези свойства се използват като сензори за влажност.
Има особен тип хигрометър, наречен психрометър, който изчислява влажността въз основа на температурната разлика на два термометра: единият със сухата крушка, а другият с мократа крушка.
RH
Обикновено хигрометрите измерват относителната влажност на въздуха. Това се определя като коефициентът между влажността на въздуха, разделен на влажността на наситения въздух и умножен по 100. Следователно относителната влажност удобно се изразява като процент.
Формула, която позволява определянето на относителната влажност е следната:
В този израз Pv е налягането на парата, а Pv - налягането на наситеността на парата.
За да се гарантира, че въздухът е наситен с водна пара, се търси точка на оросяване. Това се състои в намаляване на температурата до такава степен, че въздухът не пропуска повече водна пара и започва да се кондензира върху студени предмети като метали и стъкло.
Измерването на влажността в точката на оросяване е 100% по отношение на скалата на относителната влажност.
Специфична влажност
Друго много полезно количество е специфичната влажност. Определя се като брой грамове водна пара на 1000 грама влажен въздух и за определянето му се използва следното съотношение:
- Пример 2 (Домашен експеримент)
Следващият експеримент е практическа и визуална демонстрация на хигроскопичността на дървесината, тоест на способността й да абсорбира вода и да произвежда разширяване и сили.
Вземете пет дървени клечки за зъби и ги разделете наполовина, но без да се разделяте напълно. След това те са подредени в кръг като този, показан на следната фигура:
Фигура 3. Първоначално подреждане на сухите и натрошени клечки за зъби в центъра им. Източник: raulexperimentos.blogspot.com
Капка вода се поставя в центъра. Веднага след като капката вода падне в центъра на подреждането на дървени пръчици, тя има тенденция да се разширява поради адсорбцията (да не се бърка с абсорбцията) на водата през влакната на дървесината.
За кратко време дървото изглежда оживява поради постепенното му разширяване и след около 1 минута резултатът е както се вижда на следващата фигура.
Фигура 4. Окончателно разположение на клечки за зъби поради адсорбция на влага. Източник: raulexperimentos.blogspot.com
Препратки
- Biostudy. 2 ключа от естествени материали. Хигроскопичност и дифузия на парите. Възстановени от: mirencaballerobioestudio.com
- raulexperiments. Дърво, анизотропия и хигроскопия: ражда се звезда. Възстановена от: raulexperimentos.blogspot.com
- TIS. Хигроскопичност / изненадващо поведение. Възстановени от: tis-gdv.de
- Wikipedia. Влагомер. Възстановено от: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Хигроскопичност. Възстановено от: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Абсолютна влажност. Възстановено от: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Влажност на въздуха. Възстановено от: es.wikipedia.com
- Wikipedia. RH. Възстановено от: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Хигроскопичност. Възстановено от: en.wikipedia.com