HIGROSZKÓPOSSÁG: FOGALOM, HIGROSZKÓPOS ANYAGOK, PÉLDÁK - FIZIKAI - 2025

A higroszkopikus tulajdonság az, hogy bizonyos anyagok abszorbeálják vagy kilökik a vízmolekulákat a környező környezetbe vagy a környező környezetből. A higroszkópos anyag képes abszorbeálni (vagy kivonni) a vízgőzöket a körülötte levő levegőből, amíg el nem éri az egyensúlyi páratartalmat vagy amíg az anyag telítetlenné nem válik.

Mindegyik anyag jellegzetes egyensúlyi páratartalommal rendelkezik. Ha a környezetnek ilyen mértékű páratartalma van, akkor az anyag sebessége, amellyel a víz környezeti molekuláit megragadja, megegyezik a kibocsátott molekulák számával.

1. ábra. A szilikagélt higroszkópos anyagnak tekintik. Forrás: Pixabay.

A levegő páratartalmát a légköri vízgőz okozza, amely több forrásból származik, például a tengerből, a folyókból, a talajban lévő vízből, a növények és állatok légzéséből és átáramlásából.

A levegőben visszatartott gőzmolekulák mennyisége a léghőmérséklettől függ. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a vízmolekulák visszatartása a levegőben. De ha a környezeti páratartalom meghaladja egy adott anyag egyensúlyi páratartalmát, akkor az anyag felveszi a vízmolekulákat a környezetből.

Szoba-szárítóként olyan anyagokat és anyagokat használnak, amelyek alacsony egyensúlyi páratartalmúak, ez az 1. ábrán bemutatott szilikagél és a kalcium-klorid esetében.

Higroszkópos anyagok

Azok az anyagok, amelyek elfogják a vízgőzöt a levegőből, vagy az azt körülvevő folyadék, higroszkópos anyagok, és mint mondtuk, környezeti szárítószerként használják őket.

Ami a higroszkópos anyagok hatásmechanizmusát illeti, alapvetően kétféle típus létezik:

-A vízmolekulák csapdába esnek az anyag kristályszerkezetében anélkül, hogy kémiai reakcióba lépnének.

-Kémiai reakció zajlik a vízmolekulák és a kérdéses anyag között.

Az első esetben nátrium-szulfát, míg a második esetben alkálifémek és hidridek vannak, amelyek erősen reagálnak a vízzel.

Egyéb higroszkópos anyagok vagy anyagok:

-Papír

-Pamut rostok

-Faipari

-Cukor

-Édesem

- Néhány alkohol, például etanol és metanol

- Értékesítés, például nátrium-hidroxid, kalcium-klorid, nátrium-klorid.

Néhány higroszkópos anyag - például sók, cukor vagy méz - általában feloldódik az általuk felvett vízben. Olyan anyagot, amely feloldódik az önmagában felvett vízben, kimerítő anyagnak nevezik.

A higroszkópos tágulási együttható

A nedvességet csapdába ejtő anyagok vagy anyagok kiterjedhetnek, ebben az esetben feszültségeket vagy feszültségeket okozhatnak a környező anyagokon. Ilyen a régi akkumulátorok esetében, amelyek elfogják a környezeti páratartalmat, kiszélesítik és felrobbanják csomagolásukat.

Egy másik hasonló eset fordul elő a könyv laminált borítóival, amelyek egy karton felületből állnak, amely nedvességet felszív, míg a műanyag film nem. Nagyon nedves környezetben a karton felszívja a vizet és kitágul, és a fedél kifelé hajlik.

Az előző bekezdésben leírt két különféle anyag hidratálásával történő differenciális dilatáció jellemzőjét a környezeti páratartalom mérésére szolgáló műszerek, például a nedvességmérő, például a nedvességmérő építésére használják.

A nedvességmérő

A nedvességmérő a környezeti páratartalom mérésére szolgál. Az erre a célra tervezett műszerek közvetett módon mérik a környezeti páratartalmat.

Például ez lehet egy mechanikai variáció, amelyet az érzékelőként szolgáló anyag nedvesség elnyelése okoz.

2. ábra. Bilayer spiráltekercs higrométer (fém - sóval impregnált papír). Forrás: Wikimedia Commons.

A levegővel elválasztott két fémlemez elektromos kapacitása kissé megváltozhat a környezet páratartalmának változása miatt.

Bizonyos anyagok elektromos ellenállása érzékeny lehet a környezeti páratartalom változására is. Ezeket a tulajdonságokat használják páratartalom-érzékelőként.

Van egy különleges típusú nedvességmérő, úgynevezett pszichométer, amely kiszámítja a páratartalmat két hőmérő hőmérsékleti különbsége alapján: az egyik a száraz izzóval, a másik a nedves izzóval.

RH

A higrométerek általában mérik a levegő relatív páratartalmát. Ezt a levegő páratartalmának hányadosaként osztjuk meg a telített levegő páratartalmával és szorozva 100-tal. Ezért a relatív páratartalmat kényelmesen százalékban fejezzük ki.

A relatív páratartalom meghatározását lehetővé tevő formula a következő:

Ebben a kifejezésben Pv a gőznyomás és Pvs a telített gőznyomás.

Annak biztosítása érdekében, hogy a levegő vízgőzzel telüljön, meg kell keresni a harmatpontot. Ez abból áll, hogy a hőmérsékletet olyan mértékben csökkentjük, hogy a levegő nem enged több vízgőzt, és hideg tárgyakon, például fémeken és üvegeken kezd kondenzálni.

A páratartalom mérése a harmatpontnál 100% a relatív páratartalom skálán.

Fajlagos páratartalom

Egy másik nagyon hasznos mennyiség a fajlagos páratartalom. A meghatározás a vízgőz grammszáma / 1000 gramm nedves levegő, és meghatározásához a következő összefüggést kell használni:

- 2. példa (otthoni kísérlet)

A következő kísérlet a fa higroszkópos képességének gyakorlati és vizuális bemutatása, vagyis annak képessége, hogy felszívja a vizet, és terjedelmet és erőket teremtsen.

Vegyen öt fa fogpiszkálót, és ossza fel felére, de teljesen elválasztás nélkül. Ezután egy körbe rendezik, mint ahogyan az a következő ábrán látható:

3. ábra: A száraz és törött fogpiszkáló kezdeti elrendezése a középpontban. Forrás: raulexperimentos.blogspot.com

Egy csepp vizet helyezünk a központba. Amint a vízcsepp a fapálcák elrendezésének középpontjába esik, hajlamos a tágulásra, mivel a víz a fa szálain keresztül adszorpciója miatt nem szabad összetéveszteni az abszorpcióval.

Úgy tűnik, hogy a fa rövid időn belül fokozatos expanziója miatt életre kel, és körülbelül 1 perc elteltével az eredmény a következő ábrán látható.

4. ábra. A fogpiszkáló végleges elrendezése a nedvesség adszorpciója miatt. Forrás: raulexperimentos.blogspot.com

Irodalom

1. Biológiai vizsgálat. 2 kulcs természetes anyagokból. Higroszkóposság és gőzdiffúzió. Helyreállítva: mirencaballerobioestudio.com
2. raulexperiments. Fa, anizotrópia és higroszkópia: csillag születik. Helyreállítva: raulexperimentos.blogspot.com
3. TIS. Higroszkóposság / meglepő viselkedés. Helyreállítva: tis-gdv.de
4. Wikipedia. Higrométer. Helyreállítva: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Higroszkópos. Helyreállítva: es.wikipedia.com
6. Wikipedia. Abszolút nedvesség. Helyreállítva: es.wikipedia.com
7. Wikipedia. Levegő páratartalma. Helyreállítva: es.wikipedia.com
8. Wikipedia. RH. Helyreállítva: es.wikipedia.com
9. Wikipedia. Higroszkóposság. Helyreállítva: en.wikipedia.com