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sp2286770至尊木蟲 (職業(yè)作家)
堅忍的完美主義者
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[求助]
關(guān)于水的相對濕度問題
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| 俺不是學(xué)物理學(xué)的，但是遇到一個這方面的問題。俺們需要用高壓反應(yīng)釜獲得50%的相對濕度。如果已知，加入1升水可以獲得100%的相對濕度，請問需要加多少水才能維持50%的相對濕度？這個有沒有可以套用的公式，可以把釜容積、溫度、相對濕度和加水量之間的關(guān)系表達(dá)出來？當(dāng)然，事實上我們需要獲得一系列溫度下50%的相對濕度，所以升溫需要加水，如果有公式可以準(zhǔn)確計算初始和后續(xù)加水量的話，就輕松多了。如果靠溫度探頭和壓力表，一方面探頭不是很準(zhǔn)，另一方面不易控制。希望高手不吝賜教！ |
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1. 在物理計量上用一定溫度的干空氣（一般是瓶裝的液態(tài)氮降壓得到的）加上同一溫度下100%濕度的純飽和氣，按一比一的體積比混合就能得到50%相對濕度的環(huán)境。 2. 另外，有一些標(biāo)準(zhǔn)的鹽溶液“號稱”也可以得到一個恒定的相對濕度環(huán)境。 但是這樣的兩個環(huán)境是完全不一樣的。不知道你究竟是想研究什么用。 用高壓釜你不可能得到一個不是100%相對濕度之外的任何相對濕度環(huán)境。 |
2樓2015-12-11 21:15:03
淙淙2000
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3樓2015-12-11 21:18:49
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4樓2015-12-12 08:56:43
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5樓2015-12-12 16:45:59
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sp2286770: 金幣+10, ★★★★★最佳答案, 行家��！ 2015-12-14 08:24:19
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很高興看到你說的：“鹽溶液的做法我見過，但是我懷疑是不是改變了溫度就不能維持同樣的相對濕度？”的確是這樣的。 嚴(yán)格的講，要得到一定的濕度的氣氛，在常溫下（0度-40度）只有用前面我所提到的用兩份等溫的氣體混合的辦法。其他的什么方法都不行。包括，用100%的飽和氣加熱的辦法。 只要有游離態(tài)的純水在相對封閉的空間里的存在。那么這個相對封閉的空間，不管溫度和壓力狀況如何，都只能是100%的相對濕度。 但是，許多時候通過現(xiàn)代的相對濕度儀，有時從這些空間會測量得到不足100%的測定值。那么這時可以肯定，得到這些測定值的相對濕度儀，是一個不準(zhǔn)的儀器。 原因是：現(xiàn)代的前沿科學(xué)已經(jīng)確定水蒸氣不是單一的分子結(jié)構(gòu)，而是由多種不同分字?jǐn)?shù)的水蒸氣分子絡(luò)合而成的團(tuán)簇系列混合而成的。因為是混合氣體。所以，目前的大部分的市售濕度儀的讀數(shù)都是錯誤的，不準(zhǔn)的！ 前面3樓說的用儀器測，那是他對于水蒸氣在這方面的特性一知半解的緣故。 通過加水量來控制相對濕度，聽起來是可以的。但是事實上，在地球上（包括火星和月亮上）你幾乎無法找到0相對濕度的干空氣源。即使使用液態(tài)氮氣的揮發(fā)物也還是會含有十幾帕的含水量。用擴(kuò)散泵抽真空到負(fù)7次方的的方法也還是有那么十幾帕到幾十帕的含水量在其中。如果你的實驗條件是零下20度，那么這十幾帕的水分大致地相當(dāng)于這個溫度下的飽和氣壓。你還加什么水啊？ 5樓的說法是對的，但是你無法得到可信的測定結(jié)果， |
6樓2015-12-13 19:45:22
sp2286770
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7樓2015-12-14 08:25:10
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sp2286770: 金幣+50, ★★★★★最佳答案, 感謝分享！ 2015-12-16 18:35:58
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首先謝謝你個金幣。 水蒸氣的問題的復(fù)雜性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們目前能想象到的程度。我只能這樣說。 問題的實況是：前沿科學(xué)已經(jīng)確定了水蒸氣分子不是單一的單分子結(jié)構(gòu)。但是在應(yīng)用科學(xué)中卻還沒有對這個信息有相關(guān)的反應(yīng)或糾正。特別是在對于水蒸氣的特性最為嚴(yán)重相關(guān)的氣象學(xué)中。氣象學(xué)沒有互動，其他的應(yīng)用科學(xué)就無法單獨行動。 于是單一分子到多種分子團(tuán)簇的混合物的概念變革中，許多已有的理論都面臨嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)。應(yīng)用科學(xué)沒有跟進(jìn)（或抵制跟進(jìn)）所以現(xiàn)在的好多和水蒸氣有關(guān)的問題都處于撲簌迷離之中。 簡單到最現(xiàn)實的相對濕度的概念。既然水蒸氣本身是一種混合氣體，那么其中的各種成分就不可能同時在接觸到冷源的時候發(fā)生“結(jié)露”。于是，現(xiàn)代的所有的相對濕度儀，無可奈何地只能得到一些數(shù)值遠(yuǎn)低于真實相對濕度的測定值。因為有一大部分的混合水蒸氣中的成員，沒有也無法被這些濕度儀測量得到。 事實上，在地球的任何表面，因為地球有70%以上的表面是水面，所以地球到處，真實的相對濕度都應(yīng)該在95%以上（接近飽和）。但是由于現(xiàn)代濕度儀本身的缺陷，只能測量出混合氣體其中的一種成分，結(jié)果例如在沙漠地區(qū)，就往2往能測量得到低于30%的相對濕度。 水蒸氣混合氣體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)的混合氣體。分子量較大的成分會在外界能量變動的推動下發(fā)生裂化變成小的水蒸氣混合成分。而小分子量的成分也會在一定的條件下聚合成大分子成分。由于這種動態(tài)平衡的存在，我們甚至無法用現(xiàn)代的錯誤的相對濕度儀的錯誤讀數(shù)通過某種計算過程推導(dǎo)出真實的相對濕度來。 目前沒有辦法，因為應(yīng)用科學(xué)在這方面還沒有跟進(jìn)。所以我告訴你只能用干空氣和飽和氣體混合的方法才能制造出要求的氣氛來。 其實，對于你而言，問題反而變得簡單了。 第一，在地球表面的自然環(huán)境中，你想要制造的50%濕度的空間是不存在的。即使70%、80%、90%的相對濕度的氣氛都是不存在的。所以你們只需要對接近100%濕度的環(huán)境進(jìn)行測定就可以了。 第二，既然水蒸氣是混合氣體，于是水蒸氣對于各種事物的影響程度往往不是全部成分的共同效果或貢獻(xiàn)，更可能的是某一種成分的貢獻(xiàn)最大。例如，有的時候我們?nèi)梭w感到很爽，但是相對濕度儀卻測定出一個90%左右的值來。有的時候（通俗一點）我們發(fā)現(xiàn)窗簾伸長了，紙張變軟了。但是相對濕度儀卻測定得到一個并不很高的值來。這說明對于水蒸氣中的各種成分，人體、物體、布料、電器等是有各自對應(yīng)的敏感成分的。 第三， 既然自然的地球大氣幾乎都是接近飽和，于是像你們需要測試的項目，其實只要在普通的環(huán)境中的自然大氣通過升溫或降溫的辦法就會導(dǎo)致水蒸氣混合成分中平衡的偏移或移動。找到和你們的功能材料最為敏感的溫度和壓力條件組合。就可以了，這個歸根到底還是，因為50%的濕度環(huán)境在自然條件中并不存在。存在的是水蒸氣各種成分的平衡移動所導(dǎo)致的對功能材料導(dǎo)電性能的影響。 應(yīng)用科學(xué)沒有跟進(jìn)，這也是沒有辦法的，因為，一旦跟進(jìn)。許多現(xiàn)有的理論甚至許多科學(xué)常識都變?yōu)橹囌`了。這個阻力有多大啊。 最簡單的例子，我們都知道濕熱的空氣遇冷會結(jié)霧會下雨，但是你去做做實驗看。你絕對無法對一個裝有飽和水蒸氣的容器在受冷的條件下使其中的空間中發(fā)生結(jié)霧。這樣的空間里只會發(fā)生在容器壁上的結(jié)露，而不可能發(fā)生結(jié)霧。但是如果對這個空間突然強(qiáng)制加熱卻立刻就會發(fā)生在容器空間中的煙霧繞繞的現(xiàn)象。 這是最簡單的常識了，但是現(xiàn)在卻要糾正。 我以上的理論，目前尚只有我自己和很少數(shù)的朋友在宣傳。 |
8樓2015-12-14 16:48:18
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