Wilgotność ciał i metody pomiaru

Szczegóły: Opublikowano: 28. November 2025

Wilgotność to wielkość określająca ilość dowolnej cieczy bądź pary tej cieczy zawartej w stałej lub gazowej substancji. Wilgotność jest przeważnie używana do określania zawartości wody bądź pary wodnej w danej substancji.

Wilgotność substancji stałych

Wilgotność substancji stałych definiowana jest jako stosunek masy cieczy (masy wody) zawartej w danej substancji do suchej masy tej substancji (wilgotność bezwzględna, wilgotność właściwa) zgodnie z poniższym wzorem:

Niekiedy do określania wilgotności substancji stałej wykorzystywana jest tzw. wilgotność względna definiowana jako stosunek masy wody zawartej w substancji do całkowitej masy substancji wilgotnej zgodnie z poniższa zależnością:

Ciecz (woda) zawarta w danej substancji może być z nią związana mechanicznie, wskutek działania sił międzycząsteczkowych (adsorpcja) bądź wskutek działania sił osmotycznych. Podczas określania wilgotności substancji stałej nie uwzględnia się cząsteczek wody połączonych wiązaniami chemicznymi z cząsteczkami substancji stałej.

Wilgotność gleby

Gleba jest porowatą strukturą trójfazową, składającą się z fazy stałej (cząstek mineralnych, organicznych i mineralno-organicznych), fazy ciekłej (wody i roztworu glebowego - wody glebowej wraz z rozpuszczonymi w niej związkami mineralnymi i organicznymi) oraz fazy gazowej (powietrza glebowego - mieszaniny gazów i pary wodnej).

Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu

Wilgotność gleby (zawartość wody w glebie) można wyrazić procentowo w stosunku do suchej masy gleby (wilgotność absolutna wagowa), objętości gleby (wilgotność absolutna objętościowa) bądź za pomocą stopnia wilgotności.

Wilgotność wagowa definiowana jest jako stosunek masy wody zwartej w glebie do masy fazy stałej gleby (po wysuszeniu w temperaturze 105°C) wyrażony w procentach wagowych:

Wilgotność objętościowa definiowana jest jako stosunek objętości wody zawartej w glebie do całkowitej objętości gleby (przed wysuszeniem) wyrażony w procentach objętościowych:

Stopień wilgotności definiowany jest jako stosunek objętości wody zawartej w glebie do całkowitej objętości wolnych przestrzeni (porów) w glebie:

Wilgotność gleby określana jest z wykorzystaniem następujących metod:

Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum

metody grawimetrycznej (suszarkowo-wagowej) - zawartość wody w glebie oznacza się na podstawie różnicy masy próbki gleby przed i po wysuszeniu w temperaturze 105°C;
metody reflektometrii w domenie czasu TDR (Time Domain Reflectometry) - zawartość wody oznacza się na podstawie pomiaru prędkości rozchodzenia się impulsu elektromagnetycznego w badanej próbce gleby, zależnej od stałej dielektrycznej tej próbki.

Wilgotność substancji gazowych (powietrza)

Wilgotność substancji gazowych (np. powietrza) definiowana jest jako stosunek masy pary wodnej zawartej w pewnej objętości gazu do objętości tego gazu (wilgotność bezwzględna), jako procentowy stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w danym gazie do prężności pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze (wilgotność względna) oraz jako stosunek masy pary wodnej do masy wilgotnego gazu (wilgotność właściwa).

Wilgotność bezwzględna powietrza definiowana jest jako ilość pary wodnej zawartej w danej objętości powietrza zgodnie ze wzorem:

Wilgotność względna powietrza określa procentową zawartość nasyconej pary wodnej w powietrzu. Definiowana jest jako stosunek aktualnej prężności pary wodnej w powietrzu do maksymalnej prężności nasyconej pary wodnej w tej samej temperaturze:

Wilgotność właściwa powietrza definiowana jest jako stosunek masy pary wodnej do masy wilgotnego powietrza (powietrza wraz z parą wodną)

Wilgotność powietrza określana jest za pomocą higrometrów (wilgotnościomierzy), które w zależności od budowy i metody działania dzielą się na:

Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności

higrometry grawimetryczne (absorpcyjne) - oznaczanie polega na pomiarze ilości pary wodnej pochłoniętej z powietrza przez dany materiał absorbujący;
higrometry termometryczne - oznaczanie polega się na pomiarze temperatury, np. psychrometry (pomiar ochłodzenia ciała, z którego paruje woda), higrometry punktu rosy (pojawianie się rosy na oziębianej polerowanej powierzchni metalu
higrometry elektryczne - oznaczanie polega na pomiarze właściwości elektrycznych danego gazu, zależnych od wilgotności, np. higrometry przewodnościowe, higrometry pojemnościowe;
higrometry higroskopowe - oznaczanie dokonuje się na podstawie zależności danych właściwości materiałów od wilgotności, np. długości włosa lub włókna syntetycznego (higrometry włosowe).

Wilgotność charakteryzuje się na różne sposoby, mierząc i przeliczając jej objętość lub masę na daną powierzchnię. Wilgotność nie powinna być ani za duża ani za mała ponieważ niesie to za sobą szereg skutków. Właściwa wilgotność gwarantuje dobre samopoczucie oraz dba o budynki i gromadzone w nich sprzęty. Stąd też konieczność kontroli poziomu wilgoci w powietrzu.

Są też takie miejsca, które wykazują się wyjątkową wrażliwością pod względem wahania poziomu wilgotności powietrza. Przyrząd do pomiaru wilgotności powietrza to wilgotnościomierz. Urządzenia te dzielą się na dwie grupy - higrometry i psychometry. Pierwsza z nich działa na zasadzie zmian właściwości ciał pod wpływem pochłaniania wody z powietrza (np. higrometr włosowy). Druga grupa wykorzystuje pomiar ochłodzenia ciała, z którego paruje woda i w ten sposób jesteśmy w stanie określić wilgotność powietrza.

Wilgotność podaje się zwykle w jednostkach względnych. Mierniki dostosowane do kontroli poziomu wilgotności powietrza w różnego rodzaju pomieszczeniach, głównie o charakterze produkcyjnym i przemysłowym stanowią część oferty kilku firm specjalizujących się w urządzeniach pomiarowych.

Wilgotność materiałów - definicje i pomiary

Pomiary wilgotności pełnią istotną rolę w wielu dziedzinach przemysłu. Zawartość wody znacząco wpływa na fizyczne i chemiczne właściwości różnych materiałów. Kontrolowanie wilgotności w procesach produkcji i przetwarzania jest też często konieczne ze względów ekonomicznych.

Zawartość wody w ciałach stałych definiuje się dwojako. Stosowana jest miara określana albo jako stosunek masy wody do masy materiału suchego (wilgotność bezwzględna, zawartość wilgoci), albo jako stosunek masy wody do całkowitej masy badanej substancji (wilgotność względna). Obydwa te parametry wyrażane są procentowo.

Wilgotność względna jest najczęściej używaną miarą wilgotności. Jest prosta w interpretacji i praktyczna w użyciu. Na przykład jeżeli wilgotność względna kukurydzy wynosi 15% to oznacza, że np. w próbce 100 gram kukurydzy 15 gramów stanowi woda a 85 gramów to sucha masa kukurydzy.

Jeżeli chodzi o wilgotność bezwzględną, to dobrze definicję tej wilgotności oddaje angielska nazwa „moisture ratio” - wilgotność bezwzględna jest stosunkiem masy wody do masy suchego materiału. Korzystając z tego samego przykładu jak wyżej, jeżeli 85 gramów to sucha masa kukurydzy a 15g to woda, więc wilgotność bezwzględna będzie wynosiła (15/85)*100 = 17.6%. Wilgotność bezwzględna jest zawsze większa od wilgotności względnej.

Wilgotność bezwzględna ma zastosowanie w badaniach naukowych oraz przy przetwórstwie materiałów. Ze względów historycznych wilgotność bezwzględna jest używana przy pomiarach wilgotności drewna.

Charakterystyczną wartością wilgotności względnej jest 50% - wtedy wilgotność bezwzględna wynosi 100%. Dla wilgotności do 10% wilgotność względna i bezwzględna różni się nieznacznie (nie więcej niż ok.

Powyższy przykład pokazuje duże różnice wilgotności materiału w zależności od typu wilgotności. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę w danych technicznych czujnika/miernika jaka wilgotność jest na wyjściu czujnika. W razie potrzeby można dokonać odpowiedniego przeliczenia na potrzebny typ wilgotności.

Metody pomiaru wilgotności

Do głównych metod pomiarowych wilgotności zalicza się:

metoda elektrooporowa: polega na pomiarze zjawisk elektrycznych zachodzących w materiałach porowatych w zależności od stopnia ich zawilgocenia. Ponieważ odczyty pomiaru dotyczą tylko powierzchni materiału a nie jego struktury, ich wyniki są obarczone błędami pomiarowymi.
metoda mikrofalowa: jest jedną z bardziej zaawansowanych i cechujących się dużą dokładnością metod pomiarowych. Mierząc przesunięcie fazowe i stopień tłumienia fali elektromagnetycznej w danym materiale oraz wykorzystując zależność tych parametrów od masy wody, można wyznaczyć zawartość wilgoci.
metoda psychometryczna: dokonuje się bezpośredniego pomiaru wilgotności względnej powietrza. Psychrometr składa się zasadniczo z dwóch niezależnych czujników temperatury, z których jeden jest stosowany jako czujnik temperatury "wilgotny", a drugi jako czujnik temperatury "suchy".

Pomiar psychometryczny

Czujnik temperatury wilgotności jest otoczony chłonną tkaniną nasączoną wodą. W zależności od temperatury lub wilgotności krążącego powietrza, pewna ilość pary wodnej jest uwalniana przez odparowanie poprzez niezbędny przepływ powietrza. Powoduje to zauważalne schłodzenie powierzchni wilgotnego termometru (temperatura mokrej główki). W tym samym czasie za pomocą drugiego czujnika temperatury mierzona jest temperatura powietrza otoczenia (temperatura "sucha"). Temperatura mokrego termometru to najniższa temperatura, do jakiej można schłodzić ciało przy pomocy parowania w danej wilgotności powietrza i ciśnieniu atmosferycznym.

Gdy wilgotność względna wynosi 100%, temperatura termometru suchego i mokrego nie różni się. Przy pomocy psychrometru i starannej obsługi można przeprowadzić dokładne pomiary wilgotności powietrza.

Psychometryczna metoda pomiarowa jest niewrażliwa na inne metody pomiaru wilgotności i dlatego w dużym stopniu umożliwia pomiary w brudnych, zawierających rozpuszczalniki i agresywnych gazach. Dzięki znanej od ponad stu lat psychrometrycznej metodzie pomiaru zrealizowano prostą i ekonomiczną metodę pomiaru wilgotności.

Pojemnościowe czujniki wilgotności

Ilość pary wodnej pochłoniętej w folii polimerowej zmienia właściwości elektryczne czujnika wilgotności i ma wpływ na zmianę jego pojemności. Zmiana pojemności jest proporcjonalna do zmiany wilgotności względnej i jest analizowana przez dalszą elektronikę i przekształcana na znormalizowany sygnał wyjściowy.

Wilgotność powietrza w pomieszczeniach

Poziom wilgotności powietrza ma znaczący wpływ na nasze samopoczucie, zdrowie, ale również stan naszych mebli i wyposażenia wnętrza. Nie sprzyja nam zarówno zbyt niska, jak i zbyt wysoka wilgotność, w obu przypadkach na pewno silnie to odczujemy, chociaż możemy objawy pomylić z infekcją, przeziębieniem lub osłabieniem organizmu.

Według norm wilgotność nie powinna być niższa niż 30%, ale też nie wyższa niż 70%. Tak naprawdę najlepsze warunki są wtedy, kiedy wilgoć w powietrzu mieści się w granicach 40-60%. Zimą i jesienią możemy zaobserwować nieco niższe wartości, co jest spowodowane rzadszym wietrzeniem mieszkania i ogrzewaniem. Jednak w tym okresie również powinniśmy zadbać, aby wilgotność powietrza osiągała 40%. Latem z kolei, kiedy jest ciepło na zewnątrz, a czasem pada deszcz, co przekłada się na wzrost wilgoci, otwieramy okna, aby świeże powietrze przedostało się do środka. To sprzyja wzrostowi wilgoci powietrza w mieszkaniu.

Dla wilgotności powietrza w domu duże znaczenie ma temperatura. Powyżej temperatury 23℃ górna wartość spada do 55% i to właśnie w takich warunkach czujemy się najlepiej.

Jak sprawdzić wilgotność powietrza domowymi sposobami?

Jeżeli chcesz wiedzieć, jak sprawdzić wilgotność powietrza domowymi sposobami, zacznij od obserwacji swojego organizmu. Im lepiej go znasz, tym szybciej dostrzeżesz niepokojące zmiany, jakie w nim zachodzą, które są właśnie spowodowane zbyt niską lub zbyt wysoką wilgotnością powietrza. Przy suchym powietrzu odczuwamy suchość w gardle oraz nosie. Śluzówka jest zdecydowanie przesuszona, co przekłada się na trudności z oddychaniem, a także większą podatność na infekcję, ponieważ tracimy barierę ochronną. Pojawia się ponadto drapanie i ból w gardle, a niekiedy gorączka, czyli objawy charakterystyczne dla przeziębienia. Niektóre osoby obserwują u siebie zmiany skórne. Naskórek staje się bardzo wrażliwy, widoczne są na nim zaczerwienienia, mocno przesuszone obszary, czasem nawet drobne ranki. Pieczenie, szczypanie i swędzenie staje się bardzo uciążliwe.

Jeżeli już chcesz sprawdzić wilgotność powietrza domowymi sposobami, dokładnie zweryfikuj stan swoich ścian i podłóg. Zbyt wysoki poziom wilgotności powietrza sprawia, że pojawiają się na ich powierzchniach pleśń i grzyb. Ponadto na meblach osadzają się krople wody i stają się one wilgotne. Podłoga może się unosić do góry. W takim mieszkaniu pranie schnie znacznie dłużej, a ręczniki w łazience są przez cały czas wilgotne. Czujemy charakterystyczny zapach stęchlizny, który trudno jest pomylić z jakimkolwiek innym.

Profesjonalne urządzenia do pomiaru wilgotności

Wiele osób szukając sposobu, jak zmierzyć wilgotność powietrza w pomieszczeniu, decyduje się na zakup profesjonalnego urządzenia, jakim jest wilgotnościomierz, inaczej nazywany higrometrem. Możemy zdecydować się na jeden z kilku rodzajów miernika.

Higrometr włosowy: Najprostszy w budowie i działaniu jest higrometr włosowy, jest on również najtańszy. Znajdują się w nim włosy ludzkie, końskie lub syntetyczne, które pod wpływem wilgoci zmieniają swoją długość. Jest to urządzenie trwałe i wydajne, jednak mało precyzyjne, istnieje duży margines błędu.
Higrometr kondensacyjny: Bardziej precyzyjny jest higrometr kondensacyjny, który ustala wilgotność powietrza na podstawie punktu rosy i ciśnienia atmosferycznego. Na jednym z elementów wilgotnościomierza punkt rosy oznacza temperaturę skraplania się pary wodnej.
Wilgotnościomierz elektroniczny: Często wybierany jest wilgotnościomierz elektroniczny, inaczej nazywany elektrolitycznym. Jest to urządzenie o bardziej skomplikowanej budowie i zaawansowanym działaniu. Dokonuje pomiarów również innych parametrów, jak ciśnienie czy temperatura. Są bardzo precyzyjne, a odczyt z wyświetlacza jest szybki i zdecydowanie łatwiejszy niż w przypadku innych urządzeń.

Regulacja wilgotności powietrza

Należy wiedzieć nie tylko, jak zbadać wilgotność w domu, ale też jak sobie radzić ze zbyt suchym i wilgotnym powietrzem.

Jeżeli mamy do czynienia z powietrzem suchym, konieczne jest jego nawilżenie. Wymaga to częstego wietrzenia pomieszczeń, a także kontroli temperatury. Warto jest zawieszać wilgotne ręczniki na kaloryferze, co jednak nie powinno odbywać się zbyt często i być jedynym sposobem na nawilżenie powietrza. Aby mieć pewność, że powietrze jest dobrze nawilżone, stosujemy profesjonalne nawilżacze powietrza. Możemy w ten sposób kontrolować również stan powietrza, ponieważ niektóre urządzenia wyposażone są w specjalne czujniki, umożliwiające dostosowywanie trybu pracy do aktualnych warunków w pomieszczeniu.

Wilgotność powietrza może być też podwyższona. W takim przypadku należy sprawdzić, czy powodem nie są wady konstrukcyjne, czyli źle zabezpieczone mury, nieszczelne okna oraz niesprawna wentylacja. To podstawa dobrze zabezpieczonego przed wilgocią domu . W osuszaniu powietrza pomogą Ci ponadto rośliny, które pochłaniają wilgoć, wśród nich są bluszcz oraz paproć. Najlepszym jednak wyborem będzie zakup osuszacza powietrza. Może być to prosty pochłaniacz wilgoci z wymiennym granulatem lub elektroniczne urządzenie o bardziej zaawansowanym działaniu. Zmień ponadto swoje codzienne nawyki. Gotuj wodę w garnku z przykrywką, zmniejsz temperaturę kąpieli, a także jej długość.

tags: #wilgotność #ciał #i #metody #pomiaru