6.5. NEDVES LEVEGŐ ÁLLAPOTVÁLTOZÁSÁNAK MÉRÉSE
A mérés elmélete:

A levegőt kétkomponensű keveréknek tekintjük, amelynek komponensei normál körülmények között egy fázist alkotnak. A komponensek, a száraz levegő és a vízgőz a rendelkezésre álló teret egyenletesen töltik ki. Dalton törvénye értelmében a légnyomás (pö össznyomás) felosztható a komponensek között, az illető komponens parciális nyomása (vízgőzre pg, levegőre pl)
Az össznyomás a komponensek parciális nyomásának (résznyomásának) összege:

Spi=pö
A vízgőz parciális nyomása az yg moltört függvényében számítható (Raoult törvénye):
pg = pö.yg
Gyakorlatainkon a h-y (vagy i-y) diagram használatos, ezen az y abszolút nedvességtartalom azonos a tömegarány fogalmával. A tömegarányt a moláris tömegekkel számíthatjuk ki a móltörtből:
A moláris tömegek:
vízgőz Mg = 0,01801534 kg/mol
levegő Ml = 0,02896584 kg/mol
A tömegarány (abszolút nedvességtartalom) értékek vízszintesen balról-jobbra növekednek. A diagram függőleges tengelyén a nedves levegő fajlagos entalpiáját tüntették fel. A fajlagos entalpiát e leírásban h betű jelzi, a diagramon i betűvel írták.
h = cpl . t + y (cpg . t + r)
A fajlagos hőkapacitások:
vízgőz cpg = 1,8544 kJ/kg K
levegő cpl = 1,005 kJ/kg K
A vízgőz párolgáshője a diagram kezdőpontján:
r = 2500,38 kJ/kg
(a párolgáshő jele vagy r, vagy DHfg lehet)
Ha a fajlagos entalpiát 0 °C-on nullának tekintjük, a fenti egyenletbe a t hőmérsékletet °C-ban kell behelyettesítenünk.
A vízgőz parciális nyomása egyben azt is megadja, hogy adott hőmérsékletnél mekkora nyomáson párolog (forr) a víz. Ez a diagramról leolvasható, de ki is számítható az alábbi közelítő egyenlettel:
(Antoine)
Ezt a továbbiakban telítési gőznyomásnak nevezzük és pt-vel jelüljük. A telítési állapotot a f = 1 jelzésű vastag görbe jelöli a diagramon. A f relatív nedvességtartalom kifejezi azt, hogy hányszor kevesebb a vízgőz a levegőben a telítési nedvességtartalom értékéhez viszonyítva:
ahol a parciális nyomások és az abszolút nedvességtartalmak indexei a már említettek. Tehát pl. yt a telített levegő nedvességtartalma a szóbanforgó hőmérsékleten.
Számításainknál szükségünk lehet még az alábbi képletekre. Az abszolút nedvességtartalom a relatív nedvességtartalomból:
a relatív nedvességtartalom a telítési parciális gőznyomásból
a parciális gőznyomás
A fentiek alapján látható, hogy a mérések adataiból kiindulva a nedves levegő állapotjelzői diagramról leolvashatók, illetve kiszámíthatók

A méréshez szükséges eszközök:
1 db Assman-féle aspirációs pszichrométer
1 db termosztát fedővel
1 db Mollier-féle diagram
1 db Bunsen-állvány.

A mérés menete
Nedvesítsük meg a pszichrométer nedves hőmérőjét. Függesszük fel az állványra úgy, hogy érzékelői a termosztátba süllyedjenek. Kapcsoljuk be a pszichrométer ventillátorát. Olvassuk le mindkét hőmérőjéről a hőmérsékletet, és jegyezzük be a mérési jegyzőkönyvbe. Kapcsoljuk be a termosztát fűtését, és mérjük meg öt percenként a légállapatot a fenti módon.

Olvassuk le a diagramról a légállapot további jellemzőit és jegyezzük be a jegyzőkönyvbe. Az adatokat az alábbihoz haspnló táblázatban tüntessük fel. Az adatok közül kettőt számítással is ellenőrizzünk, ezek rovatait a táblázatban meg kell kettőzni. A mérések sorozata állapotváltozási görbét jelöl ki a diagramon. Készítsünk erről vázlatot! A fűtésnél függőlegesen fölfelé irányuló állapotváltozást kell kapnunk. Vizsgáljuk meg a kapott vázlatot, valóban úgy van-e?
 

hőmérséklet
 parciális nyomás nedvességtartalom fajlagos entalpia fajlagos térfogat
száraz nedves harmatpont abszolút relatív
°C °C °C Pa 1 1 kJ/kg m3/kg
               
               
               
Összeállította: dr. Zana János