Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество водяного пара. Его концентрация меняется в зависимости от времени и расположения и называется влажностью воздуха (или просто влажностью). Воздух, как любая другая субстанция, имеет ограниченную способность поглощать воду. Предел этой способности называется насыщением. Ниже границы насыщения влажный воздух неотличим невооруженным глазом от сухого воздуха. Выше границы насыщения избыточная вода становится видна в виде мельчайших водяных капель (конденсата) – образуется туман.
Физические принципы измерения влажности
Способность воздуха поглощать влагу
Способность воздуха поглощать влагу зависит от его температуры. Чем теплее воздух, тем больше влаги он может поглотить.
Мы можем представить себе губку, поглощающая способность которой зависит от температуры. При 0 °C губка может впитать 4,8 г воды (что соответствует 100 % влажности). Если воды больше, чем 4,8 г, с губки начинает стекать вода. Если губка впитала 2,4 г воды, это соответствует 50 % относительной влажности при 0 °C.
При 20 °C губка может впитать 17,3 г воды (так что 17,3 г воды соответствуют 100 % относительной влажности). Тогда если губка впитала 2,4 г воды при 20 °C, это соответствует примерно 14 % относительной влажности.
Обратите внимание:
Если температура падает, относительная влажность повышается (при том же содержании воды)!
Параметры влажности
Абсолютная влажность воздуха
Абсолютная влажность (fabs) рассчитывается как отношение массы воды, содержащейся в воздухе, к объему данного воздуха. Абсолютная влажность обычно выражается в г/м³.
Относительная влажность воздуха
Относительная влажность – это отношение текущей фактической влажности воздуха к максимально возможной абсолютной влажности. Относительная влажность выражается в процентах.
Максимальная влажность воздуха и температура точки росы
Максимальная влажность воздуха
Это максимально возможная абсолютная влажность воздуха при определенной температуре (fmax). Она достигается, когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно упругости насыщенного пара в воде при соответствующей температуре. В этом состоянии относительная влажность равна 100 %.
Если максимальная влажность превышена, избыточный водяной пар выделяется в виде конденсата (формируются капли воды). Насыщенная влажность абсолютная и измеряется в г/м³.
Температура точки росы
Температура точки росы – температура, при которой текущее содержание водяного пара в воздухе находится на максимально возможном уровне (влажность воздуха 100 %). Это означает, что давление водяного пара при этом равно упругости насыщенного пара. Таким образом, температура точки росы зависит от текущей температуры.
Температуру точки росы можно вывести из температуры воздуха и относительной влажности, а относительную влажность – из температуры воздуха и температуры точки росы. Кроме того, из этих параметров можно рассчитать абсолютную влажность воздуха.
Информация
В природе конденсирующийся водяной пар выступает на поверхности твердых предметов в виде росы. Люди при низкой и средней активности чувствуют себя наиболее комфортно в диапазоне примерно от 30 % до 65 % относительной влажности воздуха.