KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 18.
W miarę wzrostu ciśnienia w zbiorniku sprężarki, przy założeniu stałej wilgotności i temperatury powietrza, stan pary wodnej w zgromadzonym powietrzu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy wzroście ciśnienia w zbiorniku (przy stałej temperaturze) rośnie ciśnienie cząstkowe pary wodnej w mieszaninie gazów. To powoduje, że stan pary wodnej przesuwa się w kierunku nasycenia, czyli zbliża się do warunków odpowiadających punktowi rosy. W praktyce sprzyja to wykraplaniu wody.

Pełne wyjaśnienie:

W powietrzu atmosferycznym para wodna jest składnikiem mieszaniny gazów. Jej "stan" w sensie psychrometrycznym można opisać m.in. przez ciśnienie cząstkowe pary oraz porównanie do stanu nasycenia w danej temperaturze (granica nasycenia bywa na wykresach nazywana linią punktu rosy/saturacji).

Jeżeli w zbiorniku sprężarki zwiększa się ciśnienie, a jednocześnie zakłada się stałą temperaturę oraz "stałą wilgotność" (w praktyce należy to rozumieć jako brak zmiany zawartości pary wodnej w dopływającym powietrzu), to przy sprężaniu rośnie ciśnienie całkowite, a wraz z nim rośnie także ciśnienie cząstkowe pary wodnej. Tym samym para wodna "zbliża się" do warunku, w którym osiąga ciśnienie nasycenia dla tej temperatury.

Gdy ciśnienie cząstkowe pary zbliży się do wartości nasycenia, układ jest blisko punktu rosy; niewielka zmiana (np. dodatkowe sprężenie albo lokalne ochłodzenie instalacji) może spowodować kondensację i pojawienie się kondensatu w zbiorniku/rurociągach.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują:

  • Stwierdzenie, że stan pary "oddala się" od punktu rosy, przeczy temu, że wzrost ciśnienia zwiększa ciśnienie cząstkowe pary i przybliża mieszaninę do nasycenia.
  • Teza, że "pozostaje bez zmian względem linii punktu rosy", byłaby prawdziwa tylko w szczególnych, inaczej zdefiniowanych warunkach (np. gdyby odpowiednio zmieniać skład lub usuwać parę), a nie przy samym zwiększaniu ciśnienia przy stałej temperaturze.
  • Wariant warunkowy o "stałej wilgotności absolutnej" jest problematyczny interpretacyjnie: nawet przy stałej zawartości pary w przeliczeniu na masę suchego powietrza sprężanie wpływa na ciśnienia cząstkowe i przybliżanie do nasycenia, więc nie daje prostego "bez zmian".

W praktyce serwisowej w mechatronice wniosek jest ważny: sprężanie i późniejsze ochładzanie w instalacji powodują wykraplanie, dlatego stosuje się odwadniacze, filtry i osuszacze oraz regularnie usuwa kondensat.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Punkt rosy to temperatura, przy której para wodna zawarta w powietrzu zaczyna się wykraplać (dla danego ciśnienia). W pneumatyce oznacza granicę bezpieczeństwa przed kondensacją: im wyższy punkt rosy, tym łatwiej o wodę w zbiorniku, filtrach i przewodach.
Sprężanie zwiększa ciśnienie, a więc także ciśnienie cząstkowe pary wodnej. Gdy mieszanina zbliża się do nasycenia, nawet niewielkie ochłodzenie po sprężeniu powoduje przekroczenie granicy nasycenia i skroplenie wody. Dlatego zbiorniki mają spust kondensatu.
Zmiana ciśnienia wpływa na to, jak blisko stanu nasycenia jest para wodna. Przy większym ciśnieniu (i bez usuwania wilgoci) łatwiej osiągnąć warunki sprzyjające kondensacji. W praktyce układy sprężonego powietrza wymagają uzdatniania, by obniżyć ryzyko wykraplania.
Sformułowanie "stała wilgotność" bywa niejednoznaczne: może oznaczać wilgotność względną albo bezwzględną (zawartość pary). Na egzaminie warto sprawdzić, czy mowa o stałej temperaturze i czy chodzi o brak zmiany ilości pary w powietrzu, bo wnioski mogą się różnić.
Wilgotność względna mówi, jak blisko nasycenia jest powietrze w danej temperaturze (w %). Wilgotność bezwzględna opisuje ilość pary wodnej w powietrzu (np. jako zawartość masowa). To częsta pułapka: dwa powietrza mogą mieć tę samą wilgotność względną, ale różną ilość pary.
Typowo stosuje się odwadniacze (manualne lub automatyczne), separatory wody, filtry oraz osuszacze. Celem jest usunięcie kondensatu i obniżenie punktu rosy. W mechatronice ogranicza to korozję, zacinanie zaworów, niestabilną pracę siłowników i błędy czujników.
Największe ryzyko pojawia się po sprężaniu, gdy gorące powietrze zaczyna stygnąć w przewodach i zbiorniku. Spadek temperatury zmniejsza zdolność powietrza do "utrzymania" pary wodnej, więc łatwiej o przekroczenie stanu nasycenia i wykroplenie. Dlatego ważne są chłodnice i odwadnianie.
Nie w sensie fizycznego usuwania wody: sprężarka głównie zwiększa ciśnienie. Osuszanie realizuje się przez uzdatnianie (osuszacz, filtracja, separacja kondensatu). Sprężanie może natomiast doprowadzić do kondensacji po ochłodzeniu, a skropliny są wtedy usuwane odwadniaczami.
Częsty błąd to automatyczne utożsamianie "wilgotności" z wilgotnością względną i pominięcie wpływu ciśnienia cząstkowego. Inny błąd to przenoszenie doświadczeń z gotowych stacji uzdatniania (gdzie powietrze jest osuszone) na sytuację czysto termodynamiczną bez osuszacza.
Warto zapamiętać regułę praktyczną: sprężanie + późniejsze chłodzenie = kondensat, jeśli wilgoć nie jest usuwana. Gdy w zadaniu rośnie ciśnienie przy stałej temperaturze, zwykle oznacza to zbliżanie do stanu nasycenia (punktu rosy), a nie oddalanie.
info

Statystycznie 68% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że przy wzroście ciśnienia w zbiorniku (przy stałej temperaturze) rośnie ciśnienie cząstkowe pary wodnej w mieszaninie gazów.

Źródła:

  • Wikipedia: "Punkt rosy" (opis zależności punktu rosy od zawartości pary wodnej i nasycenia) https://pl.wikipedia.org/wiki/Punkt_rosy - dostęp 2026-03-01
  • Engineering ToolBox: "Dew Point" (definicja i warunek nasycenia/parcia pary) https://www.engineeringtoolbox.com/dew-point-air-d_686.html - dostęp 2026-03-01
  • Engineering ToolBox: "Partial Pressure in a Gas Mixture (Dalton's Law)" (ciśnienia cząstkowe w mieszaninach) https://www.engineeringtoolbox.com/partial-pressure-d_218.html - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • podstawy termodynamiki i psychrometrii (punkt rosy, nasycenie, wilgotność)
  • materiały producentów osuszaczy sprężonego powietrza (wyjaśnienia zjawiska kondensacji)
  • podręczniki pneumatyki przemysłowej (uzdatnianie sprężonego powietrza)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego