2.3 Dampfdruck des Wassers und Luftfeuchtigkeit

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1 1 Eileitug Physikalisches Praktikum für Afäger - Teil 1 Gruppe 2 Wärmelehre 2.3 Dampfdruck des Wassers ud Luftfeuchtigkeit Die Luftfeuchtigkeit, oder kurz Luftfeuchte, bezeichet de Ateil des Wasserdampfs am Gasgemisch der Erdatmosphäre oder i Räume. Flüssiges Wasser (z.b. Regetropfe, Nebeltröpfche) oder Eis (z.b. Scheekristalle) werde der Luftfeuchtigkeit folglich icht zugerechet. Die Luftfeuchtigkeit ist eie wichtige Kegröße für zahlreiche techische ud meteorologische Vorgäge sowie für Gesudheit ud Behaglichkeit. We allgemei vo Luftfeuchtigkeit geredet wird, bezieht ma sich meist auf die relative Luftfeuchtigkeit, agegebe i %. Sie bezeichet das Verhältis vom mometae Wasserdampfgehalt i der Atmosphäre zum maximal mögliche Wasserdampfgehalt multipliziert mit 100. Us sid drei verscheidee Agregatzustäde bekat (fest, flüssig, gasfärmig). Der Dampfdruck ist der Druck, de ei mit eiem Stoff (fest, flüssig) im Gleichgewicht befidlicher Dampf i eiem geschlossee System auf die ih umschließede Wäde ausübt. Der Dampfdruck ka mit verschiedee Methode bestimmt werde: dyamische Methode, statische Methode, Isoteiskop, Effusiosmethode, Gassättigugsmethode ud die Rotormethode. Die geeigete Prüfmethode richtet sich ach dem Dampfdruck-Messbereich.

2 2 Aufbau I eiem U-Rohr befidet sich Quecksilber. Auf der eie Seite A befidet sich darüber auch och eie Wassersäule. Auf der Seite B existiert ei Vakuum. Im Raum über der Wassersäule ka da der Dampfdruck gemesse werde. Der Druck ka durch Temperaturerhöhug mittels eier elektrische Heizug hergestellt werde. Wir erhöhe die Temperatur T ud messe die Höhe h H 2 O vom Wasser ud h Hg vom Quecksilber. Daraus bereche wir da de Dampfdruck. I zweite Teil des Versuches stelle wir eie Vetilator auf, welcher die Umgebugsluft auf zwei Thermometer pustet. Eies der Thermometer ist mit Watte umgebe. Wir messe mit diesem Thermometer die Temperatur T 2 ud mit dem adere Thermometer die Zimmertemperatur T 1. Da die aströmede Luft die Verdampfugswärme des vo der Watte verdampfede Wassers abtrasportiert, kühlt dieses soweit ab, bis die durch die gerigere Temperatur vermiderte Verdampfugsrate gleich der Kodesatiosrate des Wasserdampfes i der aströmede Luft ist. Ma ka da aus dem Graphe vom erste Teil des Versuches de zugehörige Dampfdruck ermittel.

3 3 Messwerte - Dampfdruck Steigede Temperatur: T / C h Hg /mm h H 2 O /mm P /mm lg P /mm P= h Hg 1 13,5 h H 2 O

4 Fallede Temperatur: T / C h Hg /mm h H 2 O /mm P /mm lg P /mm P= h Hg 1 13,5 h H 2 O

5 4 Fehlerrechug - Dampfdruck Nu ka der Fehler ud der Mittelwert für die Wiederholugsmessug berechet werde: Aalog: h Hg = 1 h Hg, k k=1 h = 1 H 2 O h H 2 O,k k =1 Stadardabweichug: h Hg = 1 k=1 h Hg,k h Hg 2 Aalog: h H 2 O = 1 k=1 h H 2 O, k h H 2 O 2 Mit der Formel für die gaußsche Fehlerfortpflazug wird der Fehler berechet: P= P h Hg h P O Hg h h = h 1 H 2 O Hg H 2 13,5 h H 2 O Somit ergibt sich für de Fehler:

6 5 Messwerte ud Auswertug - Luftfeuchtigkeit Thermometer ohe Watte: Thermometer mit Watte: Positio T 1 / C Positio T 2 / C Nu wird der Mittelwert berechet: T = 1 k=1 T k Ud die Stadardabweichug wird berechet: T = 1 k =1 T k T k 2 Der zu de Temperature gehörige Dampfdruck wird aus der Kurve (s.o.) abgelese: Daraus errechet sich die relative Luftfeuchte:

7 Die absolute Feuchte p lässt sich aus relativer Feuchte ud maximal möglicher Feuchte bereche. Dazu muss ma zuächst die maximal mögliche Feuchte erreche. Für die gilt: p 0 = P M R T Dabei sid P = 7.079,5 Pa (Sättigugsdruck) g M = 10 (Molmasse vo H mol 2 O) J R = 8,31 mol K (Gaskostate) T (gemessee Raumtemperatur) Es gilt u für die relative Luftfeuchte: Ergebis: f = p p 0 p= f p 0