Plik higroskopijność Jest to właściwość polegająca na tym, że niektóre substancje absorbują lub wyrzucają cząsteczki wody do lub z otaczającego środowiska. Substancja higroskopijna ma zdolność pochłaniania (lub usuwania) pary wodnej z otaczającego ją powietrza, aż do osiągnięcia określonej wilgotności równowagowej lub do nasycenia substancji.
Każda substancja ma charakterystyczną równowagę wilgotności. Kiedy środowisko ma taki stopień wilgotności, szybkość, z jaką substancja wychwytuje cząsteczki wody w środowisku, jest równa liczbie uwolnionych cząsteczek.
Z kolei wilgotność powietrza wynika z parowania atmosferycznej pary wodnej z różnych źródeł, takich jak m. In. Morze, rzeki, woda gruntowa, oddychanie i transpiracja roślin i zwierząt..
Ilość cząsteczek pary zatrzymanych w powietrzu zależy od temperatury powietrza. Im wyższa temperatura, tym większe zatrzymywanie cząsteczek wody w powietrzu. Ale jeśli wilgotność otoczenia jest wyższa od wilgotności równowagowej pewnego materiału, wówczas materiał będzie zbierał cząsteczki wody z otoczenia..
Materiały i substancje o niskiej wilgotności równowagowej są używane jako osuszacze pokojowe, tak jest w przypadku żelu krzemionkowego pokazanego na rysunku 1 i chlorku wapnia..
Indeks artykułów
Substancje, które wychwytują parę wodną z powietrza lub otaczającej je cieczy, są substancjami higroskopijnymi i, jak już powiedzieliśmy, są stosowane jako środki osuszające środowisko..
Jeśli chodzi o mechanizm działania substancji higroskopijnych, istnieją zasadniczo dwa typy:
-Cząsteczki wody są uwięzione w strukturze krystalicznej substancji, bez reakcji chemicznej z nią..
-Między cząsteczkami wody a daną substancją zachodzi reakcja chemiczna.
W pierwszym przypadku występuje siarczan sodu, aw drugim metale alkaliczne i wodorki, które silnie reagują z wodą..
Inne substancje lub materiały higroskopijne to:
-Papier
-Włókna bawełniane
-Drewno
-Cukier
-kochanie
-Niektóre alkohole, takie jak etanol i metanol
-Sole, takie jak wodorotlenek sodu, chlorek wapnia, chlorek sodu.
Niektóre substancje higroskopijne, takie jak sole, cukier czy miód, mają tendencję do rozpuszczania się w wodzie, którą wchłaniają. Nazywa się substancję, która rozpuszcza się w wodzie wychwyconej przez siebie substancja rozpływająca się.
Materiały lub substancje zatrzymujące wilgoć mogą się rozszerzać, powodując w tym przypadku naprężenia lub naprężenia w otaczających materiałach. Tak jest w przypadku starych baterii, które wychwytują wilgoć z otoczenia, rozszerzając się i rozrywając opakowanie.
Inny podobny przypadek ma miejsce w przypadku laminowanych okładek książek, które składają się z tekturowej strony, która pochłania wilgoć, podczas gdy folia z tworzywa sztucznego nie. W bardzo wilgotnym środowisku karton pochłania wodę i rozszerza się, powodując obwisanie wieczka na zewnątrz..
Charakterystyka opisana w poprzednim akapicie, polegająca na różnicowej dylatacji przez uwodnienie dwóch różnych materiałów, została wykorzystana do budowy przyrządów do pomiaru wilgotności środowiska, takich jak higrometr..
Higrometr to przyrząd służący do pomiaru wilgotności otoczenia. Przyrządy przeznaczone do tego celu dokonują pośredniego pomiaru wilgotności otoczenia.
Na przykład może to być zmiana mechaniczna spowodowana wchłanianiem wilgoci przez substancję, która służy jako czujnik..
Pojemność elektryczna dwóch metalowych płyt oddzielonych powietrzem może się nieznacznie zmienić ze względu na wahania wilgotności otoczenia..
Oporność elektryczna niektórych materiałów może być również wrażliwa na zmiany wilgotności otoczenia. To właśnie te właściwości są wykorzystywane jako czujniki wilgotności.
Istnieje szczególny rodzaj higrometru o nazwie psychrometr który oblicza wilgotność na podstawie różnicy temperatur dwóch termometrów: jednego z termometrem suchym, a drugiego z termometrem mokrym.
Higrometry na ogół mierzą wilgotność względną powietrza. Definiuje się to jako iloraz wilgotności powietrza podzielonego przez wilgotność powietrza nasyconego i pomnożony przez 100. Dlatego wilgotność względną dogodnie wyraża się w procentach..
Wzór pozwalający na określenie wilgotności względnej jest następujący:
r = 100 * (Pv / Pvs)
W tym wyrażeniu Pv jest prężnością pary i Pvs ciśnienie pary nasyconej.
Aby upewnić się, że powietrze jest nasycone parą wodną, poszukaj punkt rosy. Polega to na obniżeniu temperatury do takiego punktu, że powietrze nie wpuszcza więcej pary wodnej i zaczyna kondensować na zimnych przedmiotach, takich jak metale i szkło..
Pomiar wilgotności w punkcie rosy wynosi 100% na skali wilgotności względnej.
Kolejną bardzo przydatną ilością jest wilgotność właściwa. Definiuje się ją jako liczbę gramów pary wodnej na 1000 gramów wilgotnego powietrza i do jej określenia stosuje się następującą zależność:
w = 0,622 (Pv / P)
Gdzie Pv to ciśnienie pary, a P to ciśnienie powietrza.
W poniższym przykładzie zostanie określona higroskopijność cegły budowlanej.
-Suchą cegłę waży się ze skalą z dokładnością do 0,5%.
-Cegłę zanurza się następnie na pewien czas w wodzie, a następnie pozostawia na 20 minut, aż wypłynie nadmiar wody. Następnie waży się nasyconą cegłę.
-Higroskopijność ja zostanie to obliczone w następujący sposób:
I = (masa nasycona - masa sucha) / masa sucha * 100%
Poniższy eksperyment jest praktyczną i wizualną demonstracją higroskopijności drewna, to znaczy jego zdolności do wchłaniania wody oraz wytwarzania rozszerzalności i sił..
Weź pięć drewnianych wykałaczek i przełam je na pół, ale bez całkowitego oddzielania. Następnie są ułożone w okrąg, tak jak pokazano na poniższym rysunku:
Na środku umieszczona jest kropla wody. Gdy tylko kropla wody wpadnie na środek ułożenia drewnianych patyczków, ma tendencję do rozszerzania się z powodu adsorpcjanie mylić z wchłanianiem) wody przez włókna drzewne.
W krótkim czasie drewno wydaje się ożywać dzięki stopniowemu rozszerzaniu i po około 1 minucie rezultat jest taki jak na poniższym rysunku.
Jeszcze bez komentarzy