Ünit 4 Doç. Dr. Haan TATLI NEM 104
DOYMUŞ BUHAR BASINCI Buhar Baıncı: Hava bir gaz karışımı olduğundan, hr bir gazın toplam baınca olan katkıına kımi baıncı dnir. Su buharı da bir gaz olduğundan, onun da kımi baıncına buhar baıncı dnir. mbolü buhar baıncı tmil dr v birimi Pa vya hpa, mb vya kpa dır. Doyma: Hava u buharını blli oranda kapar, ancak blli bir şik dğrdn büyük olan nm doymuş nm dnir. Su buharının hava içindki yoğunlaşmaı, ıvı udan buhar fazına gçmindn daha hızlıdır. Bu yoğunlaşma ürci, dngd viyindki nmi (doyma noktaı) daha aşağı bir viyy düşürmini ağlar. Dng durumundan daha düşük viydki nm oranlı havaya doymamış hava dnir. Düz yüzylr üzrindki dng (doymuş) buhar baıncı dğri mbolü il götrilir. Doymamış hava için daima < dir. Çok nadirn d ola hava üpr doymuş olabilir > (ortam çok tmiz, ortamda yağmur çkirdklri, ıvı vya buz partiküllri yoktur). 105
Buharlaşma oranı, ıvı uyun ıcaklığına bağlıdır. Yoğunlaşma oranı i havada bulunan nm bağlıdır. Dng durumunda i bu 2 oran bir birin şittir. Eğr ıvı uyun ıcaklığı artırılıra, zamanla buharlaşma yoğunlaşmayı aşar v havadaki u molküllrin ayıı yni bir dng noktaına ulaşıncaya dk artmaya dvam dr. Böylc, dng nm miktarı ıcaklıkla artar. Sonuçta ıcak hava, oğuk havaya gör, dng noktaında, çok daha fazla u buharı içrir. Clauiu-Clapyron (klayiu-klypiron diy okunur) dnklmi ıcaklık il doymuş buhar baıncı araındaki bağıntıyı açıklar: o xp L R v 1 T 0 1 T o 0.611 kpa T o 273 K R v 461 J. K -1. kg -1 L v /R v 5423 K: u yüzylri üzrind, L d /R v 6139 K: buz yüzylri üzrind. 106
Soru: T 21 o C dki doymuş buhar baıncını bulunuz? Çözüm: Vrilnlr: T 21 o C 294K T > 0 o C u yüzyinddir. İtnn:? kpa o xp L R v 1 T0 1 T (0.611 2.525 kpa kpa ) xp (5423 K ) 1 273 K 1 294 K Kontrol: Birimlr tamam. Fizik anlamlı. Tartışma: Dniz viyind havanın ortalama baıncı 101.3 kpa dır. Dolayııyla, bu hava baıncının kabaca %2.5 inin u buharı baıncı olduğu öylnbilir. 107
Su v buz yüzylrind doymuş buhar baıncı ( ) ( kpa ) 14 12 10 8 6 4 2 0 Su yüzyind -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 T( o C ) ( kp a ) 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 Su v buz farkı 0.7 0.6 0.5 Su v buz yüzyind 0-50 -40-30 -20-10 0 T( o C ) ( kpa ) 0.4 0.3 0.2 0.1 0-50 -40-30 -20-10 0 T( o C ) 108
Nm Dğişknlri 1. Karışma Oranı:Su buharı kütlinin kuru hava kütlin oranıdır. r ε ε P R d / Rv 0.622 buharı / g u g r : kımi u buharı baıncı oranın, havada griy kalan diğr gazlara oranı olduğunu götrir. Gnld birimi g/g olmaına karşın, g/kg götrilmi adttndir. 1. Özgül Nm: Su buharı kütlinin nmli hava kütlin oranıdır. q ε kuru P hava 109
Nm Dğişknlri (dvamı) 1. Mutlak Nm: Su buharının hava içindki yoğunluğuna (ρ v ) dnir. İdal gaz dnklmind, hava baıncı P yrin u buharı baıncı konulduğunda; ρ v R T v P ε ρ d (g/m 3 ) ρ d : Kuru havanın yoğunluğu 1.225 kg/m 3 dir (dniz viyind) v idal gaz dnklmin gör yükklikl, baınç v ıcaklıkla dğişir. 1. Bağıl Nm: q ρ % RH q ρ r r 110
Çiğ Noktaı Sıcaklılığı Tanım: Sabit baınçta, havanın oğutularak (ıcaklığı düşültülrk) doymuş hal gldiğindki ahip olduğu ıcaklığa dnir, T d il götrilir. Ya Tablolardan vya şitliğind, yrin konarak bulunur. Td 1 T 0 R L v ln 0 1 T 0 273K; 0 0.611; R v /L v 0.0001844K -1 Eğr şitlikt L L d alınıra; T d : donma-noktaı ıcaklığıdır. Eğr T T d i hava doymuştur dnir. T d gnld T dn küçüktür. T d : Çiğ-noktaı higromtri vya Sling Pikomtr il ölçülürlr. 111
Sling Pikomtri 112
NEM DEĞİŞKENLERİ TABLOSU 113
Soru: Sıcaklığı 30 o C, baıncı 100 kpa v bağıl-nmi %20 olan havanın çiğ-noktaı ıcaklığını bulunuz. Çözüm: Vrilnlr: T 30 o C; P 100 kpa; RH %20 0.2 İtnn: T d? o C Nm Dğişknlri Tabloundan, 4.367 kpa okunur. RH/100% / RH. (0.2)(4.367) 0.8734 kpa T d şitliğindn vya Tablo dan, T d 5 o C bulunur. Kontrol: Birimlr tamam. Fizik anlamlı. Tartışma: Görüldüğü gibi, onuç P bağlı dğildir. Bu oldukça kuru olan havanın ıcaklığı 25 o C azaltılıra, yoğunlaşma başlayabilir. 114
Doyma Yükkliği vya Yoğunlaşma Sviyi Yükkliği (LCL) Tanım: Doymamış bir hava parli kuru-adyabatik olarak yükltilir, T T d olduğu viyy LCL viyi dnir. Bu viyd bulutlar oluşmaya başlar. Z LCL a(t-t d ) a 0.125 km/ o C 115
Ilak Hazn Sıcaklığı (T w ) Tanım: Eğr trmomtr hazni, ılak bir bz il arılıra; ıcaklık kuru trmomtry gör daha hızlı düşr. Çünkü oğumanın yanııra, Gizli Buharlaşma ııından dolayı ıcaklık düşüşü daha fazla olur. Ilak-hazn dpryonu: Kuru-hazn trmomtr ıcaklığı il ılak-hazn trmomtr ıcaklıkları araındaki farka dnir (T-T w ). Nm Dğişknlri V Bağıntıları r q 1+ r ρv r ; ρ d ; q r ε + r ρv ρ + ρ v d P 116