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Physik » Thermodynamik & Statistische Physik » Relative Feuchte in Helium berechnen
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Beruf Relative Feuchte in Helium berechnen
telefunken123
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2020-07-15 21:55


Hallo zusammen,
ich habe folgendes Problem: Ich muss die relative Feuchte in einem Raum berechnen, der komplett mit Helium befüllt ist. Die Sensorik gibt mir allerdings nur die Werte: Taupunkttemperatur, Druck im Raum und Temperatur im Raum aus. Da ich leider keine Ahnung von Thermodynamik etc. habe, komme ich auf euch zurück.
Ich habe schon etwas mit der Antoine-Gleichung und der Magnus Gleichung herumgerechnet um den Sättigungsdampfdruck zu berechnen. Allerdings weiß ich 1. nicht ob ich die Konstanten mit denen ich gerechnet habe auch in Helium anwenden darf oder ob sie nur für "Luft" gelten und 2. habe ich gelesen, dass die Antoine Gleichung z.B sehr ungenau ist. Dazu kommt, dass ich nicht weiß wie ich den Partialdruck des Wasserdampfes im Helium bestimmten soll. Ist das überhaupt möglich mit den Werten die ich habe?

Was ist also eurer Meinung nach die beste Möglichkeit um die relative Feuchte in Helium mit den Variablen: Taupunkttemperatur, Druck im Raum und Temperatur im Raum, zu berechnen?

Ich hoffe ihr könnt mir helfen :)
Viele Grüße



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jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2020-07-16 17:13


Salut & bienvenue sur la planète de la mathematique,

der Sättigungs(wasser)dampfdruck ist in den sogenannten Wasserdampftafeln tabelliert...
2020-07-15 21:55 - telefunken123 im Themenstart schreibt: ...Ich habe schon etwas mit der Antoine-Gleichung und der Magnus Gleichung herumgerechnet um den Sättigungsdampfdruck zu berechnen.
...so daß man ihn nicht berechnen sondern lediglich zwischen den Tabellenwerten interpolieren muß, wenn man die von Dir erwähnten Näherungsgleichungen nicht verwenden mag.
2020-07-15 21:55 - telefunken123 im Themenstart schreibt: ...Allerdings weiß ich 1. nicht ob ich die Konstanten mit denen ich gerechnet habe auch in Helium anwenden darf oder ob sie nur für "Luft" gelten ...
Wenn damit die Parameter Deiner Näherungsgleichungen (Antoine, Magnus) gemeint sind, sind sie unabhängig von den sonstigen Gasen, solange sie nicht mit Wasser reagieren.
2020-07-15 21:55 - telefunken123 im Themenstart schreibt: ...und 2. habe ich gelesen, dass die Antoine Gleichung z.B sehr ungenau ist. Dazu kommt, dass ich nicht weiß wie ich den Partialdruck des Wasserdampfes im Helium bestimmten soll. Ist das überhaupt möglich mit den Werten die ich habe? ...
Ja.
2020-07-15 21:55 - telefunken123 im Themenstart schreibt: ...Was ist also eurer Meinung nach die beste Möglichkeit um die relative Feuchte in Helium mit den Variablen: Taupunkttemperatur, Druck im Raum und Temperatur im Raum, zu berechnen?
Die relative Feuchte ist definitionsgemäß der Quotient der spezifischen Dichte des vorhandenen zum maximal möglichen (also gesättigten) Wasserdampf bei der vorhandenen Temperatur T.Die maximal mögliche findet sich in den Wasserdampftafeln, die vorhandene bestimmt man mit Deinem Psychrometer. Dazu sucht man in der Wasserdampftafel den angezeigten Taupunkt T* und liest den Dichtewert ab. Der Quotient aus dieser und der vorerwähnten maximal möglichen Dichte ist die relative Feuchte. Voilà.

Adieu




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telefunken123
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2020-07-16 18:58


Hallo jacha2,
vielen Dank für deine Antowrt 🙂


Nochmal zur Antoine Gleichung. Ich denke eine Annäherung der relativen Feuchte reicht schon aus, auch wenn ich es gerne genau hätte 🙂

Könnte man es so berechnen?

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mit A,B,C als Parameter für Wasser



Vielen Dank schonmal
Grüße



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jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2020-07-16 23:18


Salut,

ob und wie genau Du die relative Feuchte bestimmen willst bzw. ob ob die Gleichung von Antoine für den Dampfdruck hinreicht, demnach auch nicht. Das magst Du selber überschlägig durch den Vergleich mit den Dampftafeln in den Deiner Fragestellung entsprechenden Bereichen prüfen.
2020-07-16 18:58 - telefunken123 in Beitrag No. 2 schreibt: ...Könnte man es so berechnen?

fed-Code einblenden
Ja. Wie bereits angedeutet, gilt für die rel. Feuchte (1)\(\phi=\frac{v(T_{\tau})}{v(T)}\), worin die spez. Dampfvolumina am Taupunkt im Zähler und und die der herrschenden Temp. im Nenner stehen, denn die rel. Feuchte ist vom He-Druck unabhängig. Darin kann man unter Verwendung der therm. Zustandsgleichung für ideale Gase (näherungsweise für Wasserdampf gültig) (2) \(p\cdot v=R_{Wasser}\cdot T\) die von Dir genannte Gleichung einsetzen.

Damit allerdings ...
2020-07-16 18:58 - telefunken123 in Beitrag No. 2 schreibt:
fed-Code einblenden
...gerät die Einheitenwahl zum Ratespiel. Anzunehmen, daß das aus einer verdienstvollen aber populären Darstellung übernommen wurde. Ich zöge also eine dimensionslose Darstellung der Art\[\frac{p_d(T)}{p_d(T_0)}=e^{A-\frac{B}{C+T^*}}\] vor.

Adieu



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telefunken123
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2020-07-17 18:39


Ja Top danke, habe ich dann auch so umgesetzt.

Nochmal kleine Rückfrage.
In der Zustandsgleichung für ideale Gase müsste ich in diesem Fall für den Druck den Partialdruck des Wasserdampfes einsetzen um auf das spezifische Volumen des Wasserdampfes  zu kommen oder?



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Folgende Antworten hat der Fragesteller vermutlich noch nicht gesehen.
jacha2
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2020-07-18 00:19


Salut,

ja, entweder das ...
2020-07-17 18:39 - telefunken123 in Beitrag No. 4 schreibt: ...
In der Zustandsgleichung für ideale Gase müsste ich in diesem Fall für den Druck den Partialdruck des Wasserdampfes einsetzen um auf das spezifische Volumen des Wasserdampfes  zu kommen oder?
... oder eben v" zur entsprechenden Temperatur aus einer Mollier-Tafel.
Adieu



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