Hygroskooppisuuskonsepti, hygroskooppiset aineet, esimerkit

Se Hygroskooppisuus Joillakin aineilla on ominaisuus, jolla on absorboida tai karkottaa vesimolekyylejä ympäröivään ympäristöön tai ympäröivään ympäristöön. Hygroskooppisella aineella on kyky absorboida (tai karkottaa) vesihöyryä sen ympärille, kunnes saavutetaan jonkin verran tasapainon kosteutta tai kunnes aine on kyllästetty.

Jokaisella aineella on ominainen tasapainon kosteus. Kun ympäristöllä on kyseinen kosteusaste, nopeus, jolla aine vangitsee ympäristövesimolekyylit, on yhtä suuri kuin vapautuneiden molekyylien määrä.

Kuvio 1. Piidioksidi -piidionegelia pidetään hygroskooppisena aineena. Lähde: Pixabay.

Ilman kosteus johtuu puolestaan ​​ilmakehän vesihöyrystä.

Ilmaan säilytettyjen höyrymolekyylien määrä riippuu sen lämpötilasta. Korkeassa lämpötilassa vesimolekyylien suurempi retentio ilmassa. Mutta jos ympäristön kosteus on tietyn materiaalin tasapainon kosteuden yläpuolella, materiaali kaappaa vesimolekyylit ympäristöstä.

Materiaaleja ja aineita, joilla on alhainen tasapainon kosteus.

[TOC]

Hygroskooppiset aineet

Niitä ympäröivät ilma- tai nestemäiset vesihöyryn sieppaukset ovat hygroskooppisia aineita ja niitä käytetään ympäristön kuivaustekijöinä, kuten olemme sanoneet.

Hygroskooppisten aineiden vaikutusmekanismin suhteen on periaatteessa kahta tyyppiä:

-Vesimolekyylit ovat loukussa aineen kiteisessä rakenteessa reagoimatta kemiallisesti sen kanssa.

Voi palvella sinua: Spiraaligalakseja

-Vesimolekyylien ja kyseisen aineen välillä on kemiallinen reaktio.

Ensimmäisessä tapauksessa on natriumsulfaatti, kun taas toisessa tapauksessa ovat alkali- ja hydridimetallit, jotka reagoivat voimakkaasti veden kanssa.

Muita hygroskooppisia aineita tai materiaaleja ovat:

-Paperi

-Puuvillakuidut

-Puu

-Sokeri

-Hunaja

-Jotkut alkoholit, kuten etanoli ja metanoli

-Suolat, kuten natriumhydroksidi, kalsiumkloridi, natriumkloridi.

Jotkut hygroskooppisista aineista yleensä liukenevat niiden imeytymiseen, kuten suolat, sokeri tai hunaja. Ainetta, joka liukenee itse vangitsemaan veteen, kutsutaan herkkuaine.

Hygroskooppinen laajennuskerroin

Kosteutta vangitsevia materiaaleja tai aineita voidaan laajentaa, tässä tapauksessa ne aiheuttavat ponnisteluja tai jännitteitä ympäröivissä materiaaleissa. Tällainen vanhojen paristojen tapaus, jotka kaappaavat ympäristön kosteuden, laajentaen ja räjähtäen niiden käärimistä.

Toinen samanlainen tapaus esiintyy kirjojen plastisoitujen tapasien kanssa, jotka koostuvat pahvilaisista, jotka imee kosteutta, kun taas muovikalvo ei tee niin. Hyvin kosteassa ympäristössä pahvi imee vettä ja laajenee, minkä seurauksena kansi on innokas.

Edellisessä kappaleessa kuvattua ominaisuutta, joka on differentiaalisen dilaation hydraatio kahdella eri materiaalilla, on käytetty instrumenttien rakentamiseen ympäristön kosteuden mittaamiseksi, kuten hygrometri.

Hygrometri

Hygrometri on instrumentti, jota käytetään ympäristön kosteuden mittaamiseen. Tätä tarkoitusta varten suunnitellut välineet tekevät epäsuoran ympäristön kosteuden mittauksen.

Voi palvella sinua: Yhtenäinen suorakulmainen liike: Ominaisuudet, kaavat, harjoitukset

Esimerkiksi se voi olla mekaaninen variaatio, joka johtuu anturina toimivan aineen kosteuden imeytymisestä.

Kuva 2. Bácapa -spiraalikäämihygrometri (metalli -suola -impregnoitu paperi). Lähde: Wikimedia Commons.

Kahden ilma -asennettujen metallilevyjen sähkökapasiteetti voi muuttua hieman ympäristön kosteuden vaihteluista johtuen.

Tiettyjen materiaalien sähkövastus voi myös olla herkkä ympäristön kosteuden muutoksille. Juuri nämä ominaisuudet käytetään kosteusantureina.

On erityinen hygrometri, nimeltään Psykrometri Tämä laskee kosteuden, joka perustuu kahden lämpömittarin lämpötilojen eroon: toinen niistä kuivalla lamppulla ja toinen kostealla lamppulla.

Rh

Hygrometrit mittaavat yleensä ilman suhteellisen kosteuden. Tämä määritellään suhteessa ilman kosteuden välillä, joka on jaettu tyydyttyneen ja kerrotun ilman kosteuden välillä 100: lla. Siksi suhteellinen kosteus ilmaistaan ​​kätevästi prosentuaalisessa muodossa.

Kaava, joka mahdollistaa suhteellisen kosteuden määrittämisen, on seuraava:

R = 100* (PV / PVS)

Tässä ilmaisussa PV Se on höyryn paine ja Pvs kyllästyshöyrypaine.

Jotta ilma on kyllästetty vesihöyryllä, se etsii Rocío Point. Tämän tarkoituksena on vähentää lämpötilaa siihen pisteeseen, että ilma ei myönnä enemmän vesihöyryä ja alkaa tiivistää kylmiä esineitä, kuten metalleja ja lasia.

Kosteuspisteen kosteuden mitta on 100% suhteellisessa kosteusasteikolla.

Erityinen kosteus

Toinen erittäin hyödyllinen suuruus on Erityinen kosteus. Se määritellään vesihöyryn gramman määriksi 1000 grammaa kosteaa ilmaa ja sen määrittämiseksi käytetään seuraavaa suhdetta:

Voi palvella sinua: tasapainotusvektori: Laskenta, esimerkit, harjoitukset

W = 0.622 (PV / P)

Missä PV on höyrynpaine ja p ilmainen paine.

Käytännön esimerkit

- Esimerkki 1

Seuraavassa esimerkissä määritetään rakennustiilin hygroskooppisuus.

-Kuiva tiili punnitaan 0,5%: n tarkkuustasapainolla.

-Sitten tiili upotetaan jonkin aikaa veteen, niin se jätetään 20 minuuttia, kunnes ylimääräiset vesikysymykset. Tämän jälkeen tyydyttynyt tiili punnitaan.

-Hygroskooppisuus Yllyttää Se lasketaan näin:

I = (tyydyttynyt paino - kuivapaino) / kuivapaino * 100%

- Esimerkki 2 (kotitekoinen koe)

Seuraava koe on käytännöllinen ja visuaalinen osoitus puun hygroskooppisuudesta, toisin sanoen sen kyky absorboida vettä ja tuottaa laajentumista ja voimia.

Viisi puista tikkua otetaan ja ne lähtevät puoliväliin, mutta erottelematta kokonaan. Sitten ne on järjestetty ympyrään, kuten seuraavassa kuvassa esitetty:

Kuva 3. Kuivien ja rikkoutuneiden sauvojen alkuperäinen asennus sen keskelle. Lähde: Raulexperiments.Blogin.com

Pisara vettä keskellä on sijoitettu. Heti kun vesipisara putoaa puisten tikkujen järjestelyn keskelle, sillä on taipumus laajentua adsorptio (Sitä ei pidä sekoittaa imeytymiseen) vettä puukuitujen läpi.

Lyhyessä ajassa puu näyttää elävän asteittaisen laajentumisensa vuoksi ja noin minuutin kuluttua tulos on kuin seuraavassa kuvassa nähty.

Kuva 4. Kosteuden adsorptiosta johtuvien sauvojen lopullinen sijoitus. Lähde: Raulexperiments.Blogin.com

Viitteet

1. Bioestudio. 2 Avain luonnollisiin materiaaleihin. Hygroskooppisuus ja höyryn diffuusio. Haettu: MirancaballebioEStudio.com
2. Raulexperimentos. Puu, anisotropia ja hygroskopia: tähti on syntynyt. Haettu osoitteesta: Raulexperimentos.Blogin.com
3. Olla. Hygroskooppinen / sorptiokäyttäytyminen. Toipunut: TIS-GDV.-
4. Wikipedia. Hygrometri. Palautettu: on.Wikipedia.com
5. Wikipedia. Hygroskooppisuus. Palautettu: on.Wikipedia.com
6. Wikipedia. Absoluuttinen kosteus. Palautettu: on.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Ilman kosteus. Palautettu: on.Wikipedia.com
8. Wikipedia. Rh. Palautettu: on.Wikipedia.com
9. Wikipedia. Hygroskopia. Haettu: vuonna.Wikipedia.com