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小编这么拼化学教育期刊
从物理化学的角度看室内返潮和除湿

文章插图
张婷
（湖北工业大学工程技术学院湖北武汉 430000）
摘要
从物理化学的角度分析了日常生活中的返潮现象，以风冷冷冻除湿机、空调、转轮除湿机为例，解析了室内除湿中蕴含的物理化学原理。引导学生利用物理化学的眼光看待生活，有利于学生分析生活现象的本质，提高逻辑分析能力，克服学习物理化学畏难情绪的同时增加学习兴趣。
关键词
返潮现象；冷冻除湿；固体吸附除湿；物理化学原理
2016年北精、武汉、南精、邢台及山西全省出现了连续的强降雨天气，武汉6、7月降雨31天，其中特大暴雨4天，中到大雨16天，全市出现了雨水滞留、积水不退的现象，空气的相对湿度持续高达90% 。为了防止霉菌大量繁殖，室内除湿成为了每个家庭的首要任务。家庭除湿通常选择除湿机、空调、除湿盒等设备，虽均能达到干燥室内空气的效果，但因各自工作原理不同，工作时蕴含的物理化学知识也不尽相同。物理化学的众多教材，在提及此课程的学习方法时，大多推荐学生领悟物理化学解决实际问题的科学方法[1]，要求学生学会利用物理化学的眼光看待生活。但这些教材中很少列举实例说明如何结合物理化学知识点解释生活现象，这让学生往往感到无例可循。
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用物理化学眼光看室内返潮现象
室内外温差较大时，室内的地面及物品上容易附着一些水分，出现潮湿、出水的状态，这种现象被称为返潮，是一个典型的物理化学现象。根据真实气体的液化条件，当空气中水蒸气的压力大于该温度下水的饱和蒸气压时，蒸气将部分凝聚为液体，直至空气中水蒸气的压力下降至该温度下水的饱和蒸气压，达到气液平衡。水的饱和蒸气压是温度的函数，它随温度的升高而增大。室外温度高，对应的水的饱和蒸气压大，使得水分不断蒸发，空气中水蒸气的压力增大，相对湿度增加。随着空气流通，湿热的室外空气进入室内。而室内温度低，对应的该温度下的水的饱和蒸气压也低，造成了流经室内的空气中的水蒸气的压力大于此时室内温度下水的饱和蒸气压，水蒸气在室内地面、物品上的凝聚随之发生，很快便出现了返潮现象。
湿度对室内空气的品质有较大影响。相对湿度过大，人体会分泌出松果激素，造成体内甲状腺素和肾上腺素浓度的降低，使人萎靡不振且容易患上湿痹症[2] 。相对湿度偏小，利于流感病毒、肺炎杆菌及麻疹病毒等微生物的繁殖、存活及传播[3] 。考虑到以上因素及人体的热舒适度，室内较适宜的温湿条件是：冬天，温度18~25 ℃，相对湿度30%~65%；夏天，温度23~28 ℃，相对湿度30%~60%[4~5] 。人在18 ℃、相对湿度为40%~60%的环境下的思维能力较强，工作效率较高。老人和小孩适宜的相对湿度为45%~50%，哮喘等呼吸疾病患者适宜的室内相对湿度为40%~50% 。梅雨季节时室内湿度增加，为了提高生活品质，除湿、防潮成为了家庭及工作场所的重要任务。
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除湿机工作原理中的物理化学知识
所谓除湿，就是将室内的空气进行干燥，除去空气中的多余水分。市场上用于室内除湿的空调和除湿机类型众多，工作原理各不相同且涉及领域广泛。本文从热力学排名定律、真实气体的液化、水的相图、接触角、毛细管凝聚现象、固体吸附及解吸等物理化学的角度出发，对风冷冷冻除湿机、空调、转轮除湿机等生活中常用的除湿设备进行除湿原理分析。

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