| $T_s [^{\circ} \rm C]$ | $T_m [^{\circ}\rm C]$ | $p [\rm{hPa}]$ | Izmerjen $\ f_i[\%] $ | Izračunan $\ f_r[\%]$ | $\lvert f_i - f_r \rvert$ | Odčitana$\ f_g[\%]$ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $21.9 ± 0.1$ | $15.8 ± 0.1$ | $983 ± 1$ | $52 ± 5$ | $53.3 ± 1$ | $1.3 \pm 6$ | $55 ± 3$ |
| $22.0 ± 0.1$ | $17.6 ± 0.1$ | $983 ± 1$ | $70 ± 5$ | $65.3 ± 1$ | $4.6 \pm 6$ | $66 ± 3$ |
| $21.2 ± 0.1$ | $16.3 ± 0.1$ | $978 ± 1$ | $64 ± 5$ | $61.1 ± 1$ | $2.9 \pm 6$ | $62 ± 3$ |
| $6.6 ± 0.1$ | $5.8 ± 0.1$ | $978 ± 1$ | $85 ± 5$ | $89.4 ± 2$ | $2.4 \pm 7$ | $90 ± 3$ |
| $20.6 ± 0.1$ | $15.8 ± 0.1$ | $978 ± 1$ | $65 ± 5$ | $61.1 ± 1$ | $3.8 \pm 6$ | $61 ± 3$ |
Tabela 3: izmerjeni podatki za primer, ko je krpica omočena v vodo
Tabela 3 prikazuje pet meritev temperature suhega termometra $T_s$, temperature mokrega termometra $T_m$, katerega krpica je omočena v vodi, tlaka $p$ in izmerjene relativne vlažnosti (izmerjen $f_i$), ki smo jo merili z elektronskim merilnikom vlage v različnih pogojih ter izračunane relativne vlažnosti (izračunan $f_r$), ki smo jo izračunali iz podatkov za $T_m$, $T_s$ in $p$.
Meritve smo izvajali v petih različnih situacijah. Prvo meritev smo opravili v učilnici, naslednji dve in zadnjo v komori in predzadnjo zunaj, v bližini meteorološke merilne postaje pred Fakulteto za matematiko in fiziko Ljubljana.
Ker nismo naredili več meritev v enakih razmerah, slučajne napake nismo mogli odpravit in je zato nismo mogli niti upoštevati. Pri izračunih smo upoštevali le sistematične napake, ki so nastale zaradi napak na merskih napravah.
Iz primerjave izmerjene in izračunane relativne vlažnosti zraka lahko ugotovimo, da je naša metoda merjenja vlage v primeru krpice omočene v vodo, precej natančna. Če upoštevamo vrednosti izmerjene vlažnosti zraka v intervalu napak in vrednosti izračunane vlažnosti zraka v intervalu napak, ugotovimo, da se intervala prekrivata. To pomeni, da z našim psihrometrom lahko zelo učinkovito izmerimo vlago v zraku.
Pri metodi merjenja vlažnosti v komori moramo omeniti, da se je zaradi slabega tesnjenja komore vlaga v komori v času meritve spreminjala. Da se ni spremenila za več kot 10%, smo med potekom merjenja vklapljali in izklapljali vlažilec zraka. Meritve v komori so zato nekoliko manj natančne, vendar še zmeraj so izmerjene in izračunane vrednosti zelo podobne in se, če upoštevamo napake, skladajo.
Naše meritve smo tudi vrisali na psihrometerski diagram in z njega odčitali vrednosti relativne vlažnosti $f_g$ , glej tabelo 3. Na diagramu so meritve označene s številkami 1-5 in si sledijo v enakem vrstnem redu, kot so zapisane v tabeli.
Slika 7: Meritve na diagramu
Rezultate za vlažnost smo primerjali z izračunanimi glede na eksperimentalne podatke. Preko energijske enačbe in rezultatov smo opazili, da je temperaturna razlika obratno sorazmerna z vlažnostjo okolja. Torej temperaturna razlika narašča z majšanjem vlažnosti v prostoru. Nižja kot je vlažnost več toplote se odvede(posledica je nižja temperatura mokrega termometra in večja temperaturna razlika). Enako velja za čas hlapenja tekočine v gobici. Prav tako je obratno sorazmeren z vlažnostjo okolja. Ko imamo 100% vlažno okolje, dobimo temperaturno razliko nič, saj tekočina v gobici ne hlapi v suhe zračne žepe v gobici. Psihrometer lahko izmeri tudi okolje, v katerem nimamo vlage (0% vlažnost). Tekočina hlapi v zračne žepe gobice, dokler ti niso 100% nasičeni. Izvedli smo še meritev v zunanjem okolju, kjer smo lahko primerjali učinkovitost našega psihrometra napram merilcem vlažnosti v vremenskih postajah.
Izvedli smo še meritev v zunanjem okolju, kjer smo lahko primerjali učinkovitost našega psihrometra napram merilcem vlažnosti v vremenskih postajah. Primerjali smo torej meritev Agencije Republike Slovenije za okolje, našo meritev in meritev vremenske postaje, ki smo jo uporabljali že v komori.
| $T_s [^{\circ} \rm C]$ | $T_m [^{\circ} \rm C]$ | $p [\rm{hPa}]$ | Izmerjena$\ f_i[\%]$ | Izračunana$\ f_r[\%]$ | $\lvert f_i - f_r \rvert$ |
|---|---|---|---|---|---|
| $6.4± 0.1$ | $3.3± 0.1$ | $978± 1$ | $87± 5$ | $60 \pm 1$ | $26.9 \pm 6$ |
| $20.8± 0.1$ | $9.5± 0.1$ | $978± 1$ | $46± 5$ | $19 \pm 1$ | $26.9 \pm 6$ |
| $18.9± 0.1$ | $12.3± 0.1$ | $978± 1$ | $70± 5$ | $46 \pm 1$ | $23.7 \pm 6$ |
Tabela 4: Izmerjeni podatki za meritev, ko je krpica omočena v antifriz
Zanimalo nas je tudi kaj se zgodi, če mokri termometer ni namočen v vodo, ampak v neko drugo tekočino. Ker je slabost psihrometra ravno temperatura pod lediščem vode, saj ko voda na krpici mokrega termometra zamrzne, meritev več ni uporabna, smo izbrali tekočino kar 100% antifriz (mešanica etilen glikola in destilirane vode), ki ima zmrzišče pri temperaturi -37 °C.
Tabela 4 prikazuje tri meritve temperature suhega termometra $T_s$ in mokrega termometra $T_m$, s krpico omočeno v antifrizu, tlaka $p$ in izmerjene relativne vlažnosti (izmerjen $f_i$), ki smo jo tudi v tem primeru merili z elektronskim merilnikom vlage ter izračunane relativne vlažnosti (izračunan $f_r$). Prvo meritev smo opravljali pred Fakulteto za matematiko in fiziko Ljubljana, drugo v učilnici in tretjo v komori.
Kot napake smo upoštevali le sistematične napake, saj slučajnih zaradi primanjkljaja meritev pri istih pogojih nismo mogli določiti.
Ugotovili smo da se vrednosti izmerjene in izračunane relativne vlažnosti ne skladajo med sabo niti ob upoštevanju intervala napak. Razlog za to je, poleg sistematičnih napak in nedoločenih slučajnih napak, tudi napaka v postopku računanja relativne vlažnosti iz energijske enačbe za izhlapevanje antifriza, ki bi jo morali še natančneje obdelati in jo dokazati z več meritvami.
Kot smisel, zakaj bi se v nadaljnje splačalo ukvarjati s postopkom določanja relativne vlažnosti zraka s psihrometrom s krpico omočeno v antifrizu, je razlika med izmerjeno in izračunano relativno vlažnostjo zraka ($f_i – f_r$). Le-ta je namreč enaka v primeru prve in druge meritve (26.9% ± 6%), v primeru tretje meritve pa nekoliko odstopa (23.7% ± 6%), vendar je še zmeraj v intervalu napak. Dodaten razlog za odstopanje pri tretji meritvi je slabo tesnjenje komore in spreminjanje vlažnosti v komori v času opravljanja meritve.
Tabela 5 prikazuje prednosti meritve s krpico omočeno v antifriz in razloge za prednosti:
| Prednost | Razlog |
|---|---|
| Hitrejša meritev | V krajšem času meritve se vlaga v zraku manj spremeni in meritev je bolj natančna |
| Meritev pri temperaturah nižjih od 0 °C | Antifriz ne zmrzne pri temperaturah med 0 °C in -40 °C in omogoča meritev tudi v tem temperaturnem intervalu |
Tabela 5: Prednosti meritve s krpico omočeno v antifriz
Tabela 6 prikazuje prednosti meritve s krpico omočeno v vodo in razloge za prednosti.
| Prednost | Razlog |
|---|---|
| Natančnejša meritev | Meritve znotraj intervala napak so natančne, za razliko od meritev s krpico omočeno v antifrizu, ki imajo okoli 25 % napako. |
| Dokazana uspešnost merjenja | Način meritve se uporablja v meteoroloških postajah |
| Natančna enačba izračuna vlažnosti | Pri meritvi s krpico omočeno v antifriz ne poznamo natančne, z eksperimenti dokazane enačbe za izračun relativne vlažnosti zraka |
Tabela 6: Prednosti meritve s krpico omočeno v vodo