Сухой термометр и влажный в чем разница
Термометры и измерительные приборы в ассортименте Техмос
Введение:
★ Термометры
Что делать, если вы разбили ртутный градусник, мы рассказываем в другой статье.
Термометры
Термометры условно можно разделить на несколько типов:
Жидкостные термометры
Достоинства:
Недостатки:
Стекло, из которого сделан термометр и его колба/капилляр, можно разбить при неаккуратном обращении
Примеры комнатных термометров:
Механические термометры
Это такие виды биметаллических термометров:
Достоинства:
Недостатки:
цена чуть дороже жидкостных
Термогигрометры и психрометры
— это просто «термометр + гигрометр» (измеритель относительной влажности воздуха) в одном приборе.
Чем вам пригодится гигрометр, а точнее знание относительной влажности воздуха:
Для начала обратимся к нормам и СНИПам нормальным показателем относительной влажности в помещении считается от 45% до 60%
Совет: Как сделать воздух более влажным?
Самый простой, но не всегда возможный — мокрое полотенце на разогретую радиаторную батарею. Но лучше для этого использовать специальные увлажнители воздуха
Психрометры
Вот примеры популярных психрометров:
Как с ними работать, написано на странице самих психрометров. На самом деле — необходима легкая арифметика и найти в прилагаемой таблице нужные параметры: разница показаний мокрого и сухого термометров по прилагаемой температуре дает максимально точное значение относительной влажности воздуха.
Кому нужны психрометры:
Метеостанции
Метеостанции — это домашний цифровой прибор для комплексных показателей по температуре, влажности. Часто в более продвинутых моделях есть еще часы, будильник и показатели атмосферного давления.
Есть также метеостанции, которые могут выдавать краткосрочный прогноз погоды и на индикаторе показывать историю показаний по одному из измерений: температура, влажность, давление.
Есть еще особенность: некоторыйе виды метеостанций, к которым можно подключать внешние датчики от 1 до 3-4-х дополнительно.
Например,
— один поставить в другой комнате (например, в детской),
— второй на улицу,
— а третий датчик уже встроен в саму метеостанцию. |
И наблюдать за 3-мя показаниями, чтобы вовремя одеться на улицу, включить увлажнитель воздуха в детской или наоборот осушитель воздуха в основной комнате.
Кухонные термометры
Это отдельная категория термометров для измерения или температуры мяса (или любого другого продукта), или для замера температуры духовки, или и для того и другого.
Что такое температура мокрого (влажного) термометра?
Температура мокрого термометра имеет решающее значение для конструкции и размеров градирни. Градирня охлаждает воду путем испарения до температур, которые ниже температуры окружающей среды и приближаются к температуре мокрого термометра. Но что же такое температура мокрого термометра и как она рассчитывается?
Как измеряется температура мокрого термометра?
Температура мокрого термометра может быть измерена с помощью обычного ртутного или спиртового термометра, колба которого обернута влажной тканью или марлей. Марля соединяется хлопковой нитью с емкостью с водой за счет чего поддерживается мокрой. Термометр размещается в воздушном потоке, вода испаряется, а измеряемая температура снижается. Вода продолжает испаряться, до тех пор, пока воздух не станет насыщенным, т.е. относительная влажность вырастет до 100%. Система приходит в равновесие, а достигнутая температура и есть температура мокрого термометра. Сухой воздух позволяет испарить больше воды, а значит температура мокрого термометра будет ниже. Чем больше разница между температурой сухого мокрого термометров, тем суше воздух и тем больше воды может испариться.
Какая разница между температурой мокрого термометра и точки росы?
Как рассчитывается температура мокрого термометра?
Таким образом, мы можем заключить, что существует связь между температурой сухого и мокрого термометра, точкой росы и влажностью. Это отношение может быть показано с помощью i-d диаграммы влажного воздуха.
Чтобы определить температуру мокрого термометра, мы должны найти пересечение между горизонтальной линией температуры сухого термометра и кривой относительной влажности. Оттуда необходимо провести линию параллельно с наклонными линиями постоянной энтальпии. На пересечении с кривой 100% относительной влажности и будет точка температуры мокрого термометра.
Точка росы определяется путем проведения вертикальной линии от пересечения горизонтальной линии температуры сухого термометра и кривой относительной влажности. На пересечении с кривой 100% относительной влажности Вы получите температуру точки росы.
Пример: при температуре окружающей среды 30 ° C и относительной влажности 40% температура мокрого термометра составляет 20 ° C, а точка росы 15 ° C.
Как применяется температура мокрого термометра при расчете градирен?
Охлаждение воды в градирне очень в маленькой степени осуществляется за счет охлаждения воды воздухом. В основном охлаждение достигается за счет испарения части оборотной воды. Тепло (энергия), необходимое для испарения, отбирается от охлаждаемой воды (адиабатическое испарение). Пары воды насыщают воздух, проходящий через градирню, и увеличивает относительную влажность воздуха. Испарение позволяет воде охлаждаться до температур ниже температуры окружающей среды и приближаться к температуре мокрого термометра. Поэтому эта температура крайне важна при проектировании градирни.
Размер градирни зависит, с одной стороны, от тепловой мощности (функция разности температур и расхода), а также от разницы температур между выходящей охлажденной водой и температурой мокрого термометра – приближение. Чем меньше приближение, тем больше градирня при той же мощности. Таким образом, при температуре мокрого термометра 22°С и графике работы градирни 36/26°С (приближение 4°С) градирня мощностью 500 кВт будет больше градирни 500 кВт с приближением 6°С (график работы 38/28°С).
Способы измерения влажности воздуха в домашних условиях
Влажность воздуха в квартире влияет на самочувствие человека. Одинаково негативно воздействует на здоровье слишком сухой или чрезмерно влажный микроклимат.
Измерение процента содержания водяных паров в жилом помещении проводят с помощью специальных приборов. Если их в доме нет, то можно использовать два народных способа. С помощью стакана с водой или обычного комнатного термометра в домашних условиях получится вычислить, достаточная ли влажность в помещении.
При чрезмерно сухом или влажном воздухе могут развиться такие заболевания, как бронхиальная астма, ОРВИ, аллергии, нарушения сна. Человек начинает быстро утомляться, снижается иммунитет, появляется непрекращающийся кашель. Кроме того, недостаточная влажность воздуха обезвоживает кожу.
Дерматологами доказано, что кожа людей, постоянно живущих в условиях низкой влажности, стареет быстрее. У них больше морщин и выглядят они старше своих лет.
Комфортный для организма воздух должен иметь влажность, находящуюся в пределах 45%. Но для каждой комнаты, в зависимости от назначения, этот параметр может колебаться:
Сохранить параметр на необходимых значениях достаточно сложно, ведь на него влияют:
Чтобы поддерживать оптимальный режим, сначала надо измерить влажность воздуха в комнате.
Есть признаки, по которым можно понять, сухой или влажный воздух в жилище. Если в глазах часто появляется ощущение сухости или «песка», то значит, воздух очень сухой и его нужно увлажнять. Если он наоборот, слишком влажный, то на обоях и стенах квартиры может появиться грибок или плесень. Поэтому уровень влажности должен быть средним, примерно 40-60%. Такой микроклимат считается самым комфортным для проживания человека.
Для его определения предназначены специальные устройства: гигрометр и психрометр, но можно воспользоваться и подручными средствами, имеющимися в доме.
Влажность измеряют с помощью прибора, который называется гигрометр. Он производится и выпускается в различных стилях и вариациях и легко впишется в любой интерьер.
В продаже представлено достаточно марок и видов, которые могут выглядеть как термометры, как небольшие настенные или настольные часы, имеют как электронное, так и механическое табло.
Также встречаются модели бытовых увлажнителей воздуха со встроенным гигрометром.
Чтобы выбрать оптимальный гигрометр для своей квартиры, надо определиться, для чего он нужен. Современные производители, кроме измерения влажности воздуха, оснащают прибор дополнительными функциями и одновременно предлагают проверить атмосферное давление и температуру воздуха в помещении. Такие аппараты называют термо-баро-гигрометры. Чем больше дополнительных приспособлений включает устройство, тем выше цена. Если в хозяйстве уже имеются термометр и барометр или планируется контролировать только относительную влажность, не имеет смысла приобретать прибор, показывающий давление и температуру воздуха.
Выбирая гигрометр, следует отдавать предпочтение современным моделям, они точнее. Не нужно покупать устройство, отклонение в измерениях которого составляет более 1%.
Гигрометр с функцией измерения температуры
Гигрометр с электронным табло
Устройство с механическим табло
Этот способ не дает точного измерения. Но он приблизительно ориентирует проводящего опыт в том, в пределах нормы или нет находится влажность воздуха в доме. Потребуется обычный стеклянный стакан, холодная вода из под крана и холодильник. Последовательность действий:
Далее следует внимательно понаблюдать за поверхностью стакана:
Измерение с помощью термометра
Этот способ схож с принципом работы устройства, которое называется психрометр. Его созданием занимались такие ученые, как Эрнст Фердинанд Август, а позже немецкий метеоролог Рихард Адольф Ассман.
По такому же принципу устроен и психрометр Ассмана. В него встроен вентилятор. Через 3-5 минут работы он уже показывает точные данные.
В домашних условиях можно создать подобное устройство и с его помощью довольно точно проверить влажность. Для этого берутся два спиртовых или ртутных термометра для измерения температуры в помещении. Головку одного из них оборачивают марлей или ватой, смоченной в воде комнатной температуры. Через 10 минут записывают показания обоих приборов. Сверяют их с таблицей Августа или Ассмана. Таким способом удобно вычислять уровень влажности в инкубаторе.
Используя таблицу Августа, находят данные сухого термометра в первом столбце. Далее, двигаясь по строке, ищут цифру, соответствующую температуре на влажном. Найдя, опускаются по столбцу до самого низа и видят число, равное проценту влажности воздуха в помещении.
Таблица для вычисления относительной влажности воздуха по показаниям психрометра Августа.
| Сухой термометр | Влажный термометр | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 ºС | 9,2 º | 9,6 º | 9,7 º | 10,0º | 10,5º | 10,9º | 11,4º | 11,8º | 12,2º | 12,6º | 13,0º | 13,4º |
| 16ºС | 9,4 | 9,9º | 10,3º | 10,8º | 11,3º | 11,8º | 12,2º | 12,6º | 13,1º | 13,5º | 14,0º | 14,4º |
| 17ºС | 10,2º | 10,7º | 11,2ºº | 11,6º | 12,1º | 12,6º | 13,0º | 13,5º | 13,9º | 14,4º | 14,9º | 15,3º |
| 18 ºС | 10,9º | 11,4º | 11,9º | 12,4º | 12,9º | 13,4º | 13,9º | 14,4º | 14,8º | 15,3º | 15,7º | 16,2º |
| 19 ºС | 11,7º | 12,2º | 12,7º | 13,2º | 13,8º | 14,3º | 14,8º | 15,3º | 15,7º | 16,2º | 16,7º | 17,2º |
| 20 ºС | 12,4º | 12,9º | 13,4º | 14,0º | 14,5º | 15,1º | 15,6º | 16,1º | 16,6º | 17,1º | 17,6º | 18,1º |
| 21 ºС | 13,1º | 13,6º | 14,2º | 14,8º | 15,3º | 15,9º | 16,5º | 17,1º | 17,5º | 18,0º | 18,6º | 19,1º |
| 22 ºС | 13,8º | 14,4º | 15,1º | 15,7º | 16,0º | 16,7º | 17,3º | 17,9º | 18,4º | 18,9º | 19,5º | 20,0º |
| 23 ºС | 14,4º | 15,1º | 15,7º | 16,4º | 17,0º | 17,6º | 18,2º | 18,8º | 19,3º | 19,8º | 20,4º | 20,9º |
| 24 ºС | 15,2º | 15,9º | 16,5º | 17,1º | 17,8º | 18,4º | 19,0º | 19,6º | 20,1º | 21,3º | 21,3 | 21,9º |
| 25 ºС | 15,9º | 16,6º | 17,2º | 17,9º | 18,5º | 19,2º | 19,8º | 20,5º | 21,7º | 22,2º | 22,2º | 22,8º |
| Относительная влажность | — | 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60% | 65% | 70% | 75% | 80% |
Таблица Ассмана также опирается на разницу температур сухого и мокрого термометра. Диапазон в его таблице более расширенный. Ей можно пользоваться при температурах от 0°С до 30°С. Отличие таблицы еще в том, что самостоятельно придется вычислять разницу показаний на сухом и влажном термометре. Затем нужно найти точку пересечения полученных цифр. Записанное в этой клетке число и будет влажностью воздуха в процентном соотношении.
Таблица Ассмана для вычисления относительной влажности воздуха
| Температура воздуха на сухом термометре | Разница показаний сухого и влажного термометра (в градусах) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| Относительная влажность воздуха (%) | ||||||||||||
| 0º | 100% | 81% | 63% | 45% | 28% | 11% | — | — | — | — | — | — |
| 1º | 100% | 83% | 65% | 48% | 32% | 16% | — | — | — | — | — | — |
| 2º | 100% | 84% | 68% | 51% | 35% | 20% | — | — | — | — | — | — |
| 3º | 100% | 84% | 69% | 54% | 39% | 24% | 10% | — | — | — | — | — |
| 4º | 100% | 85% | 70% | 56% | 42% | 28% | 14% | — | — | — | — | — |
| 5º | 100% | 86% | 72% | 58% | 45% | 32% | 19% | 6% | — | — | — | — |
| 6º | 100% | 86% | 73% | 60% | 47% | 35% | 23% | 10% | — | — | — | — |
| 7 | 100% | 87% | 74% | 61% | 49% | 37% | 26% | 14% | — | — | — | — |
| 8 | 100% | 87% | 75% | 63% | 51% | 40% | 29% | 18% | 7% | — | — | — |
| 9 | 100% | 88% | 76% | 64% | 53% | 42% | 31% | 21% | 11% | — | — | — |
| 10 | 100% | 88% | 76% | 65% | 54% | 44% | 34% | 24% | 14% | 5% | — | — |
| 11 | 100% | 88% | 77% | 66% | 56% | 46% | 36% | 26% | 17% | 8% | — | — |
| 12 | 100% | 89% | 78% | 68% | 57% | 48% | 38% | 29% | 20% | 11% | — | — |
| 13 | 100% | 89% | 79% | 69% | 59% | 49% | 40% | 31% | 23% | 14% | 6% | — |
| 14 | 100% | 89% | 79% | 70% | 60% | 51% | 42% | 34% | 25% | 17% | 9% | — |
| 15 | 100% | 90% | 80% | 71% | 61% | 52% | 44% | 36% | 27% | 20% | 12% | 5% |
| 16 | 100% | 90% | 81% | 71% | 62% | 54% | 46% | 37% | 30% | 22% | 15% | 8% |
| 17 | 100% | 90% | 81% | 72% | 64% | 55% | 47% | 39% | 32% | 24% | 17% | 10% |
| 18 | 100% | 91% | 82% | 73% | 65% | 56% | 49% | 41% | 34% | 27% | 20% | 13% |
| 19 | 100% | 91% | 82% | 74% | 65% | 58% | 50% | 43% | 35% | 29% | 22% | 15% |
| 20 | 100% | 91% | 83% | 74% | 66% | 59% | 51% | 44% | 37% | 30% | 24% | 18% |
| 21 | 100% | 91% | 83% | 75% | 67% | 60% | 52% | 46% | 39% | 32% | 26% | 20% |
| 22 | 100% | 92% | 83% | 76% | 68% | 61% | 54% | 47% | 40% | 34% | 28% | 22% |
| 23 | 100% | 92% | 84% | 76% | 69% | 61% | 55% | 48% | 42% | 36% | 30% | 24% |
| 24 | 100% | 92% | 84% | 77% | 69% | 62% | 56% | 4%9 | 43% | 37% | 31% | 26% |
| 25 | 100% | 92% | 84% | 77% | 70% | 63% | 57% | 50% | 44% | 28% | 33% | 27% |
| 26 | 100 | 92% | 85% | 78% | 71% | 64% | 58% | 51% | 46% | 40% | 34% | 29% |
| 27 | 100% | 92% | 85% | 78% | 71% | 65% | 59% | 52% | 47% | 41% | 36% | 30% |
| 28 | 100% | 92% | 85% | 78% | 72% | 65% | 59 | 53 | 48% | 42% | 37% | 32% |
| 29 | 100% | 92% | 86% | 79% | 72% | 66% | 60% | 54% | 49% | 43% | 38% | 33% |
| 30 | 100% | 92% | 86% | 79% | 73% | 67% | 61% | 55% | 50% | 44% | 39% | 34% |
Чтобы рассчитать показатель в помещении с отрицательной температурой, нужен специальный прибор. Это тот же гигрометр, но в качестве чувствительного компонента здесь используется электрическое сопротивление, которое изменяется в зависимости от содержания водяных паров в воздухе. Называется он гигристор. Шкала устройства дана в процентах.
Для розничной продажи выпускается термогигрометр типа ТГ-70. Он предназначен для измерения относительной влажности в помещениях с температурой по Цельсию ниже 0°. С помощью подручных средств определить показатель в таких условиях затруднительно.
Проектирование бань | Totalarch
Вы здесь
Понятие влажного термометра
Оценить климатическую обстановку нам поможет простейший прибор — обычный стеклянный капиллярный термометр. Поместим термометр в баню с температурой 40°С. Показание термометра составит, естественно, 40°С. Примем, что этот термометр имитирует тело человека.
Теперь смочим резервуар термометра водой с температурой 40°С. Казалось бы, ничего не должно случиться. Но к нашему удивлению показания термометра начнут снижаться. Значит и мокрое тело человека должно охлаждаться. Действительно, если вы разденетесь в натопленной жилой комнате, то холода вы не почувствуете. Но стоит только смочить кожу водой (даже тёплой), вы наверняка тотчас отчётливо почувствуете охлаждение смоченного участка тела. Этот факт является определяющим для правильного понимания климатических особенностей бань — в банях должно быть тепло не только с сухой, но и с мокрой кожей.
Таким образом, смачивая резервуар капиллярного термометра водой и снимая его показания, мы можем получить сведения о характере ощущений при смачивании кожи человека водой. Показания же сухого термометра характеризуют ощущения сухого человека.
 |
| Рис. 18. Принцип устройства психрометра. 1 — капиллярный термометр (сухой), 2 — капиллярный термометр (влажный), 3 — резервуар термометра, 4 — фитиль из батиста, 5 — сосуд с водой, 6 — экраны для защиты от лучистого нагрева. |
Термометр со смоченным резервуаром уже давно с успехом используется в метеорологии и называется влажным (смоченным) термометром. Он конструктивно представляет собой обычный термометр, резервуар которого обмотан ватным тампоном (хлопчатобумажным фитилём), смоченным водой (рис. 18). Влажный термометр показывает, к какой температуре будет стремиться мокрое (влажное, смоченное, вспотевшее) тело человека в бане. Сухой термометр показывает истинную температуру воздуха в бане.
 |
| Рис. 19. Зависимость показаний влажного (смоченного) термометра от относительной влажности воздуха (психрометрическая кривая) при температуре Тс = 40°С. |
На рисунке 19 приведена широко известная в метеорологии так называемая психрометрическая кривая, рассчитанная для температуры воздуха 40°С по сухому термометру. Видно, что чем ниже относительная влажность воздуха (измеряемая гигрометром), тем ниже показания влажного термометра, тем более прохладно чувствует себя человек при одной и той же температуре воздуха.
Причина этого давно известна. Если на поверхности любого (живого или неживого) тела имеется вода (влага), то она, испаряясь, приводит к охлаждению предмета. Это охлаждение вызвано тем, что испарение воды требует больших затрат тепла 539 кал/г (2250 кДж/кг), называемых скрытой теплотой испарения. Но если испарение воды с поверхности предмета невозможно (например, если воды на предмете вообще нет или эта вода находится под слоем жира (масла, сала) или если относительная влажность изотермического с предметом воздуха равна 100%, и воздух просто физически не может больше принять в себя воду), то и охлаждение предмета не происходит. То есть человек своими органами чувств (кожными терморецепторами) способен правильно оценить температуру воздуха лишь тогда, когда его кожа сухая и/или засалена и/или когда воздух не способен принять испаряющийся пот (влагу), и в силу этого испарение невозможно. Так и термометр показывает истинную температуру воздуха лишь в двух случаях: либо если он сухой, либо если воздух до предела насыщен водой и имеет поэтому относительную влажность 100% (рис. 19).
О чём говорит любителю бани психрометрическая кривая? Предположим, вы входите сухим в турецкую баню, нагретую до температуры 40°С. При этом под турецкой баней будем понимать замкнутый сосуд (каменный, деревянный, металлический, пластиковый), дно, стенки и крышка которого всюду нагреты до одной и той же температуры, в данном случае до 40°С. Воздух, естественно, тоже нагрет до 40°С. Поскольку у вас кожа сухая, вы начинаете нагреваться до 40°С (как и сухой термометр). Становится жарко. Протираете себя мокрой, нагретой до 40°С тряпкой и неожиданно отчётливо чувствуете, что баня, только что бывшая тёплой, становится неимоверно холодной. Смотрите на гигрометр — он показывает относительную влажность 50%. Ну что ж, ясно, ведь согласно психрометрической кривой ваше мокрое (смоченное, влажное) тело стремится к температуре 30°С. Значит надо повышать температуру, чтобы не закоченеть. Но есть и другой путь. Плеснём воду на пол турецкой бани. Вода начинает испаряться, влажность воздуха повышается и при достижении относительной влажности воздуха 94% ваше влажное тело нагревается до 39°С, а при достижении относительной влажности воздуха 100% — до 40°С. Вновь становится жарко, хотя температура по показаниям сухого термометра как была равна 40°С, так и осталась.
Так что же, достаточна ли температура 40°С для бани? Почему то жарко, то холодно? Ответ ясен — говорить о температуре бани без указания влажности воздуха бессмысленно точно так же, как в обычной метеорологии. Если вы приземляетесь в Гаване, и вам говорят, что температура воздуха за бортом 40°С при влажности 90%, то значит вам придётся выходить в душное пекло. Но если вы приземляетесь в Ашхабаде, и вам говорят, что за бортом 40°С при влажности 10%, то вы можете даже не снимать пиджак, а на ветерке в тени даже почувствовать «прохладу». Важным фактором является состояние кожи — с сухой кожей вам в сухом горячем воздухе может стать жарко, а вот с мокрой кожей может стать даже холодно. Отметим, что в дальнейшем, говоря о мокрой коже, мы будем иметь в виду специально (искусственно) намоченную водой кожу. Так что для правильных заключений о банной метеообстановке человек должен быть обязательно в неразгорячённом состоянии и должен сопоставить свои ощущения как при сухой, так и при специально намоченной водой (а не просто потной) коже. Это объясняется тем, что пот обычно хуже испаряется (чем обычная вода на коже), поскольку при малых содержаниях пот находится в порах кожи, а при больших содержаниях (в виде капель на коже) пот может быть покрыт маслянистой плёнкой, и, кроме того, содержать много солей, повышающих температуру кипения воды. К тому же потный человек неминуемо находится в разгорячённом состоянии, при котором субъективные оценки тепла и холода условны.
 |
| Рис. 20. термодинамическая I — d — диаграмма влажного воздуха, рассчитанная для нормального барометрического давления р=1 атм. По вертикальной оси температура воздуха Тс (в градусах Цельсия по сухому термометру). По горизональной оси — абсолютная влажность воздуха d (количество водяных паров в килограммах на один кубический метр воздуха). Кривые — зависимости d от Тс для разных значений относительной влажности воздуха ф в процентах. Прямые — линии постоянства энтальпии (теплосодержания) влажного воздуха I = const для значений 40, 80 и 120кДж/кг. Порядок определения показания влажного термометра Тв: из точки с определёнными Тс и d проводим наклонную стрелу вдоль линии I = const до пересечения с кривой, соответствующей φ = 100%; считываем показание Тв, соответствующее точке пересечения. Порядок определения точки росы Тр: из точки с определёнными Тс и d проводим вертикальную стрелу вдоль линии d = const до пересечения с кривой, соответствующей φ =100%; считываем показание Тр, соответствующее точке пересечения. |
В метеорологии понятие влажного термометра считается основополагающим. Совокупность показаний сухого и влажного термометров, составляющих психрометр (рис. 18), однозначно определяет относительную влажность. Относительная влажность может быть измерена независимо прибором гигрометром, а затем по показаниям сухого термометра и гигрометра может быть рассчитано значение показания влажного термометра. Для специалистов напомним для справки универсальную диаграмму влажного воздуха (рис. 20), детальный вид которой можно найти в любой книге по климатологии. Из этой диаграммы, зная любые два значения из шести показателей (температура сухого термометра Тс, температура влажного термометра Тв, температура точки росы Тр, относительная влажность φ, абсолютная влажность d, энтальпия воздуха I), можно определить и остальные.
 |
| Рис. 21. Диаграммы для определения эквивалентно-эффективной (кажущейся) температуры воздуха Тэ по показаниям сухого Тс и влажного Тв термометров при различных скоростях движения воздуха V: а — для одетого человека, б — для раздетого человека. Для определения Тэ находим на осях значения показаний сухого и влажного термометров, соединяем их прямой, на пересечении прямой с кривой, соответствующей действующему значению скорости ветра, считываем значение Тэ. Зона комфорта Тэ = 17-22°С. А — внедомовая зона, Б — бытовая зона, В — банная зона. |
Совершенно ясно, что не только относительная влажность воздуха влияет на показания влажного термометра. Например, если обдувать сухим воздухом влажный термометр, то скорость испарения увеличится, и показания термометра ещё более снизятся. Поэтому в климатологии (являющейся теоретической базой физиотерапии в медицине и кондиционирования воздуха в строительстве) учитываются факторы движения воздуха. На рис. 21 приведены зависимости кажущейся («эквивалентно-эффективной») температуры воздуха от влажности и скорости движения воздуха (А.В. Яковенко, Вопросы курортологии, № 4, 1969 г., стр. 356-363). Отметим, что эти зависимости объясняют инверсию ощущений человека при низких температурах в зоне А, когда сухой воздух ощущается как более «тёплый». Нас же интересует высокотемпературная зона В, отвечающая банным условиям, и также имеющая инверсию, о которой и пойдёт речь в следующих разделах.
 |
| Рис. 22. Значения радиационно-эффективной температуры ТRэ при различных температурах неподвижного воздуха Тс и различных средних значениях температуры поверхности сложным образом, то есть и нагревом термометра лучистым потоком, и охлаждением его за счёт испарения воды с поверхности резервуара, в том числе и с учётом движения воздуха. |
Также ясно, что если термометр находится в зоне лучистых потоков, то его показания увеличиваются. Всем известно, что показания термометра «на солнце» выше, чем в «тени». В быту поэтому говорят, что температура воздуха «на солнце» больше, чем в «тени». Это, конечно, не правильно. Температура воздуха «на солнце» не может заметно отличаться от температуры воздуха в «тени» вследствие наличия движения воздушных масс (под действием конвекции, ветра). За счёт лучистых потоков нагревается не воздух, а корпус термометра, в том числе и резервуар расширяющейся жидкости. Так что, как и прежде, термометр измеряет не температуру воздуха, а температуру самого себя. При этом, чем «черней» корпус термометра, тем выше его показания, поскольку чёрные предметы сильней поглощают тепловое излучение (то есть меньше отражают), а потому и сильней нагреваются. Тепловое излучение исходит от окружающих нагретых поверхностей, интенсивность этого излучения быстро увеличивается с ростом температуры излучающих поверхностей. На рис. 22 приведена характерная качественная зависимость показаний сухого термометра (так называемой «радиационно-эффективной» температуры), используемая во многих книгах по климатологии (см., например, В.И. Полушкин и др., Отопление, вентиляция и кондиционирование, СПб.: Профессия, 2001 г.). Таким образом, банные климатические условия в принципе могут быть получены при низких температурах воздуха, но высоких температурах стен. Однако и в этом случае ощущения человека с мокрой кожей характеризуются показаниями влажного термометра, которые формируются
Отметим, что в популярной литературе встречаются ошибочные мнения, что увлажнение воздуха в банях приводит к существенному повышению теплоёмкости и теплопроводности воздуха, и именно поэтому тепловой поток на тело человека при поддачах в бане возрастает. На самом деле теплоёмкости и теплопроводности воздуха и водяных паров (как газов без учёта явлений конденсации пара) близки:
| Численные значения для 100°С и 1 атм | Воздух сухой | Водяной пар |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м•сек | 0,032 | 0,024 |
| Удельная теплоёмкость, кДж/м³ град | 1,3 | 1,5 |
| Вязкость кинематическая, м²/сек | 2,3•10⁻⁵ | 1,9•10⁻⁵ |
| Вязкость динамическая, кг/м•сек | 2,2•10⁻⁵ | 1,1•10⁻⁵ |
| Плотность, кг/м³ | 0,95 | 0,58 |
Ясно, что при удельном массовом содержании водяных паров в воздухе на уровне 5% (эта цифра отвечает хомотермальной влажности воздуха 0,05 кг/м³), свойства влажного воздуха будут практически неотличимы от свойств сухого. Так что, главным фактором в тепловом балансе человека в бане являются потери на испарение воды с кожи. В то же время неверны и «медицинские» заключения, что на испарение воды с кожи человек тратит так много тепла, что «теряет калории» и худеет, «сжигая» жировые запасы. В действительности же, мокрый человек, как и мокрый термометр, вовсе не «сжигает» жир и не тратит калорий. Это вода на коже испаряется и вследствие чего охлаждается, а охлаждённая вода охлаждает и кожу. Так что человек может терять вес лишь за счёт выделения пота, причём сам процесс выделения пота практически не требует затрат калорий. Действительно, сколько ни смачивай кожу водой, жировые запасы в организме не снизятся (разве что человеку станет холодно и он ознобом начнёт тратить калории на судорожные сокращения мышц).
Источник: Теория бань. Хошев Ю.М. 2006