HIGROSKOPIŠKUMAS: SĄVOKA, HIGROSKOPINĖS MEDŽIAGOS, PAVYZDŽIAI - FIZINIS - 2025

Higroskopiškumas yra nuosavybė turėjo iki tam tikrų medžiagų amortizuoja arba Išstumti vandens molekulių arba nuo supančios aplinkos. Higroskopinė medžiaga turi savybę absorbuoti (arba išstumti) vandens garus iš aplink jį esančio oro, kol pasiekiama tam tikra pusiausvyros drėgmė arba kol medžiaga tampa sota.

Kiekvienai medžiagai būdinga pusiausvyros drėgmė. Kai aplinka turi tokį drėgmės laipsnį, greitis, kuriuo medžiaga sugauna aplinkos vandens molekules, yra lygus išleistų molekulių skaičiui.

1 paveikslas. Silikagelis laikomas higroskopine medžiaga. Šaltinis: „Pixabay“.

Oro drėgnumą savo ruožtu lemia atmosferos vandens garai, garinami iš įvairių šaltinių, tokių kaip jūra, upės, vanduo žemėje, augalų ir gyvūnų kvėpavimas ir transpiracija, be kitų šaltinių.

Ore sulaikomų garų molekulių kiekis priklauso nuo oro temperatūros. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis vandens molekulių susilaikymas ore. Bet jei aplinkos drėgnumas yra didesnis už tam tikros medžiagos pusiausvyros drėgnumą, tada medžiaga pasiims iš aplinkos vandens molekules.

Medžiagos ir medžiagos, turinčios mažą pusiausvyros drėgmę, naudojamos kaip patalpų džiovintuvai, tai yra 1 paveiksle pavaizduotas silikagelis ir kalcio chloridas.

Higroskopinės medžiagos

Medžiagos, surenkančios vandens garus iš oro, arba skystis, kuris juos supa, yra higroskopinės medžiagos ir, kaip minėjome, naudojamos kaip aplinkos sausikliai.

Iš esmės yra dviejų rūšių higroskopinių medžiagų veikimo mechanizmas:

- Vandens molekulės yra įstrigusios kristalinėje medžiagos struktūroje, chemiškai nereaguodamos su ja.

- Tarp vandens molekulių ir nagrinėjamos medžiagos vyksta cheminė reakcija.

Pirmuoju atveju yra natrio sulfato, o antruoju atveju yra šarminių metalų ir hidridų, kurie stipriai reaguoja su vandeniu.

Kitos higroskopinės medžiagos yra:

-Popierius

-Medvilnos pluoštai

-Mediena

-Cukrus

-Medus

- Kai kurie alkoholiai, tokie kaip etanolis ir metanolis

-Pardavimai, tokie kaip natrio hidroksidas, kalcio chloridas, natrio chloridas.

Kai kurios higroskopinės medžiagos, pavyzdžiui, druskos, cukrus ar medus, paprastai tirpsta vandenyje, kurį absorbuoja. Medžiaga, kuri ištirpsta paties suvartotame vandenyje, vadinama tirpstančia medžiaga.

Higroskopinio plėtimosi koeficientas

Medžiagos ar medžiagos, sulaikančios drėgmę, gali išsiplėsti ir tokiu atveju sukelti aplinkinių medžiagų įtempius ar įtampą. Taip yra senų akumuliatorių, kurie surenka aplinkos drėgmę, plečiasi ir sprogo jų pakuotė, atveju.

Kitas panašus atvejis būna su sluoksniuotais knygų viršeliais, kuriuos sudaro kartono paviršius, kuris sugeria drėgmę, o plastikinė plėvelė - ne. Labai drėgnoje aplinkoje kartonas sugeria vandenį ir išsiplečia, todėl dangtis paslenka į išorę.

Ankstesnėje pastraipoje aprašyta diferencialo išsiplėtimo hidratuojant dvi skirtingas medžiagas savybė buvo naudojama gaminant prietaisus aplinkos drėgmei matuoti, pavyzdžiui, higrometrą.

Higrometras

Higrometras yra priemonė, naudojama aplinkos drėgmei matuoti. Šiam tikslui sukurti prietaisai netiesiogiai matuoja aplinkos drėgmę.

Pvz., Tai gali būti mechaninis kitimas, kurį lemia medžiagos, kuri veikia kaip jutiklis, absorbcija drėgmei.

Bilayer spiralės ritės higrometras (metalas - popierius, įmirkytas druska). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Dviejų oro atskirtų metalinių plokščių elektrinė talpa gali šiek tiek pasikeisti dėl aplinkos drėgmės pokyčių.

Tam tikrų medžiagų elektrinis atsparumas taip pat gali būti jautrus aplinkos drėgmės pokyčiams. Būtent šios savybės yra naudojamos kaip drėgmės jutikliai.

Yra tam tikras higrometro tipas, vadinamas psichrometru, kuris apskaičiuoja drėgmę pagal dviejų termometrų temperatūrų skirtumus: vienas su sausa lempute, kitas - su šlapia lempute.

RH

Higrometrai paprastai matuoja santykinę oro drėgmę. Tai apibrėžiama kaip oro drėgmės santykis, padalytas iš prisotinto oro drėgmės ir padauginto iš 100. Todėl santykinė oro drėgmė yra lengvai išreiškiama procentais.

Formulė, leidžianti nustatyti santykinį oro drėgnumą, yra ši:

Šioje išraiškoje Pv yra garų slėgis, o Pvs - sočiųjų garų slėgis.

Norint užtikrinti, kad oras būtų prisotintas vandens garų, ieškoma rasos taško. Tai reiškia temperatūros sumažinimą iki tokio lygio, kad oras nepatektų daugiau vandens garų ir pradeda kondensuotis ant šaltų daiktų, tokių kaip metalai ir stiklas.

Drėgmės matavimas rasos taške yra 100% santykinės drėgmės skalėje.

Savitoji drėgmė

Kitas labai naudingas kiekis yra specifinė drėgmė. Jis apibrėžiamas kaip vandens garų gramų skaičius, tenkantis 1000 g drėgno oro, ir jam nustatyti naudojamas toks santykis:

- 2 pavyzdys (namų eksperimentas)

Šis eksperimentas yra praktinis ir vizualus medienos higroskopiškumo, tai yra, jos gebėjimo absorbuoti vandenį ir sukelti plėtrą bei jėgas, demonstravimas.

Paimkite penkis medinius dantų krapštukus ir padalinkite juos per pusę, tačiau visiškai neatskirdami. Tada jie išdėstomi apskritimu, kaip parodyta šiame paveiksle:

3 pav. Pradinis sausų ir sulaužytų dantų krapštukų išdėstymas jų centre. Šaltinis: raulexperimentos.blogspot.com

Į centrą įpilamas lašas vandens. Kai tik vandens lašas patenka į medinių lazdelių išdėstymo centrą, jis linkęs plėstis dėl vandens adsorbcijos (nepainioti su absorbcija) per medienos pluoštus.

Atrodo, kad per trumpą laiką mediena atgyja dėl laipsniško jos plėtimosi ir maždaug po 1 minutės rezultatas yra toks, kaip parodyta šiame paveiksle.

4 pav. Galutinis dantų krapštukų išsidėstymas dėl drėgmės adsorbcijos. Šaltinis: raulexperimentos.blogspot.com

Nuorodos

1. Biostudija. 2 raktai iš natūralių medžiagų. Higroskopiškumas ir garų difuzija. Atkurta iš: mirencaballerobioestudio.com
2. rauleksperimentai. Mediena, anizotropija ir higroskopija: gimsta žvaigždė. Atkurta iš: raulexperimentos.blogspot.com
3. TIS. Higroskopiškumas / stebinantis elgesys. Atgauta iš: tis-gdv.de
4. Vikipedija. Higrometras. Atkurta iš: es.wikipedia.com
5. Vikipedija. Higroskopiškumas. Atkurta iš: es.wikipedia.com
6. Vikipedija. Absoliuti drėgmė. Atkurta iš: es.wikipedia.com
7. Vikipedija. Oro drėgmė. Atkurta iš: es.wikipedia.com
8. Vikipedija. RH. Atkurta iš: es.wikipedia.com
9. Vikipedija. Higroskopija. Atkurta iš: en.wikipedia.com