Wilgotność względna i wilgotność bezwzględna: cechy pomiaru i definicji

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-12 11:50

Wilgotność jest ważną cechą środowiska. Ale nie wszyscy w pełni rozumieją, co oznaczają wartości wskaźników podawane w raportach pogodowych. Wilgotność względna i wilgotność bezwzględna to pojęcia powiązane. Nie można zrozumieć istoty jednego bez zrozumienia drugiego.

Powietrze i wilgoć

Powietrze zawiera mieszaninę substancji w stanie gazowym. Pierwszy to azot i tlen. Ich całkowity skład (100%) zawiera odpowiednio około 75% i 23% wag. Około 1,3% argonu, mniej niż 0,05% to dwutlenek węgla. Pozostała część (brakujący udział masowy łącznie około 0,005%) to ksenon, wodór, krypton, hel, metan i neon.

Ponadto w powietrzu zawsze jest pewna ilość wilgoci. Wchodzi do atmosfery po wyparowaniu cząsteczek wody z oceanów na świecie, zwilgotna gleba. W zamkniętej przestrzeni jej zawartość może różnić się od otoczenia zewnętrznego i zależy od obecności dodatkowych źródeł dochodu i konsumpcji.

W celu dokładniejszego zdefiniowania cech fizycznych i wskaźników ilościowych stosuje się dwa pojęcia: wilgotność względna i wilgotność bezwzględna. W życiu codziennym nadmiar pary wodnej powstaje podczas suszenia ubrań w trakcie gotowania. Ludzie i zwierzęta wydalają go poprzez oddychanie, rośliny w wyniku wymiany gazowej. Podczas produkcji zmiana stosunku pary wodnej może być spowodowana kondensacją spowodowaną różnicami temperatur.

Wilgotność bezwzględna i względna powietrza: cechy użycia terminu

Jak ważna jest dokładna ilość pary wodnej w atmosferze? Parametry te służą do obliczania prognoz pogody, możliwości opadu i jego wielkości oraz dróg ruchu frontów. Na tej podstawie określa się ryzyko wystąpienia cyklonów, a zwłaszcza huraganów, które mogą stanowić poważne zagrożenie dla regionu.

Jaka jest różnica między tymi dwoma koncepcjami? Zazwyczaj zarówno wilgotność względna, jak i wilgotność bezwzględna wskazują na ilość pary wodnej w powietrzu. Ale pierwszy wskaźnik jest określany na podstawie obliczeń. Drugi można zmierzyć metodami fizycznymi z wynikiem w g/m3.

Jednakże te liczby zmieniają się wraz ze zmianą temperatury otoczenia. Wiadomo, że maksymalna ilość pary wodnej, jaka może być zawarta w powietrzu, to wilgotność bezwzględna. Ale dla trybów +1°C i+10°C te wartości będą się różnić.

Zależność ilościowej zawartości pary wodnej w powietrzu od temperatury jest wyświetlana na wskaźniku wilgotności względnej. Jest obliczany za pomocą wzoru. Wynik jest wyrażony w procentach (obiektywny wskaźnik maksymalnej możliwej wartości).

Wpływ warunków środowiskowych

Jak zmieni się wilgotność bezwzględna i względna powietrza wraz ze wzrostem temperatury, na przykład z +15°C do +25°C? Wraz z jego wzrostem wzrasta ciśnienie pary wodnej. Oznacza to, że w jednostce objętości (1 m3) zmieści się więcej cząsteczek wody. W rezultacie wzrasta również wilgotność bezwzględna. Krewny wtedy się zmniejszy. Dzieje się tak, ponieważ rzeczywista zawartość pary wodnej pozostała na tym samym poziomie, ale maksymalna możliwa wartość wzrosła. Zgodnie ze wzorem (podzielenie jednego przez drugiego i pomnożenie wyniku przez 100%) wynikiem będzie spadek wskaźnika.

Jak zmieni się wilgotność bezwzględna i względna wraz ze spadkiem temperatury? Co się stanie, gdy spadniesz z +15°C do +5°C? Zmniejszy to wilgotność bezwzględną. W związku z tym w 1 m3. mieszanka powietrza z parą wodną może zmieścić się w jak największej ilości. Obliczenie według wzoru wykaże wzrost wskaźnika końcowego - wzrośnie procent wilgotności względnej.

Znaczenie dla osoby

Jeśli występuje nadmiar pary wodnej, odczuwa się duszność, jeśli jest jej brak, odczuwa się jąsucha skóra i pragnienie. Oczywiście wilgotność surowego powietrza jest wyższa. Przy nadmiarze nadmiar wody nie jest zatrzymywany w stanie gazowym i przechodzi do ośrodka płynnego lub stałego. W atmosferze pędzi w dół, objawia się to opadami atmosferycznymi (mgła, mróz). Wewnątrz na wewnętrznych elementach tworzy się warstwa skroplin, rano na powierzchni trawy rosa.

Wzrost temperatury jest łatwiejszy do zniesienia w suchym środowisku. Jednak ten sam tryb, ale przy wilgotności względnej powyżej 90%, powoduje szybkie przegrzanie organizmu. Organizm w ten sam sposób walczy z tym zjawiskiem - wraz z potem wydziela się ciepło. Ale w suchym powietrzu szybko odparowuje (wysycha) z powierzchni ciała. W wilgotnym środowisku praktycznie to nie występuje. Najbardziej odpowiedni (komfortowy) tryb dla osoby to 40-60%.

Pomiar wilgotności względnej i bezwzględnej

Do czego to służy? W materiałach sypkich przy deszczowej pogodzie zmniejsza się zawartość suchej masy na jednostkę objętości. Ta różnica nie jest aż tak znacząca, ale przy dużych ilościach może „skutkować” naprawdę określoną ilością.

Produkty (ziarno, mąka, cement) mają akceptowalny próg wilgotności, przy którym można je przechowywać bez utraty jakości lub właściwości technologicznych. Dlatego monitorowanie wskaźników i utrzymywanie ich na optymalnym poziomie jest obowiązkowe dla obiektów magazynowych. Zmniejszając wilgotność powietrza, zmniejszają ją również w produktach.

Instrumenty

W praktyce rzeczywistą wilgotność mierzy się za pomocą higrometrów. Wcześniej były dwazbliżać się. Jeden polega na zmianie rozciągliwości włosa (ludzkiego lub zwierzęcego). Druga opiera się na różnicy między odczytami termometru w suchym i wilgotnym środowisku (psychrometryczne).

W higrometrze do włosów igła mechanizmu jest połączona z włosami rozciągniętymi na ramie. Zmienia właściwości fizyczne w zależności od wilgotności otaczającego powietrza. Strzałka odbiega od wartości odniesienia. Jej ruchy są śledzone na zastosowanej skali.

Wilgotność względna i wilgotność bezwzględna, jak wiadomo, zależą od temperatury otoczenia. Ta funkcja jest używana w psychrometrze. Podczas określania pobierane są odczyty dwóch sąsiednich termometrów. Jedna kolba (sucha) jest w normalnych warunkach. Drugi (mokry) ma go owinięty w knot, który jest połączony ze zbiornikiem wody.

W takich warunkach termometr mierzy środowisko, biorąc pod uwagę parującą wilgoć. A ten wskaźnik zależy od ilości pary wodnej w powietrzu. Różnica jest określona. Wartość wilgotności względnej określają specjalne tabele.

W ostatnim czasie coraz szerzej stosowane są czujniki, które wykorzystują zmiany w charakterystyce elektrycznej niektórych materiałów. Aby potwierdzić wyniki i zweryfikować instrumenty, istnieją ustawienia referencyjne.