W Jakiej Jednostce Mierzy Się Wilgotność Powietrza?
- Szczegóły
Mianem wilgotności powietrza określa się zawartość pary wodnej w powietrzu. Para wodna w powietrzu pochodzi z parowania zachodzącego ze swobodnych powierzchni wodnych i powierzchni lądowych (gruntu, roślinności...).
Podstawowe Pojęcia Związane z Wilgotnością Powietrza
Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w powietrzu. Jej wartość podaje się w procentach (%). Wilgotność powietrza rośnie wraz z opadem deszczu lub po opadach deszczu, a maleje podczas słonecznych i suchych dni.
- Prężność pary wodnej (e): To ciśnienie parcjalne (cząstkowe), wywierane przez parę wodną w powietrzu. Jednostką pomiaru jest hPa (hektopaskale).
- Prężność maksymalna (E): Maksymalna ilość pary wodnej, jaką jest w stanie zawierać powietrze w danej temperaturze, nazywana jest prężnością maksymalną lub prężnością pary nasyconej.
- Niedosyt wilgotności (d): Różnica między prężnością maksymalną (E) a wartością prężności aktualnej (e), wyrażona w hPa: d = E - e [hPa].
Nie można zmieszać dowolnej ilości pary wodnej z dowolną ilością powietrza (tak, jak to można zrobić na przykład ze spirytusem etylowym i wodą, czy azotem i tlenem). Ilość pary wodnej, która znaleźć się może w powietrzu (rozpuścić w powietrzu) zależy od jego temperatury.
Maksymalną ilość pary wodnej, jaką jest w stanie zawierać powietrze w danej temperaturze określa się mianem prężności maksymalnej lub prężnością pary nasyconej, niekiedy prężnością nasycenia i oznacza zazwyczaj symbolem E.
Prężność pary wodnej, jaka występuje w danej chwili w powietrzu nazywa się prężnością aktualną i oznacza zazwyczaj symbolem e. Prężność aktualna w atmosferze zmienia się stosunkowo powoli; aby wzrosła, musi wzrosnąć również zawartość pary w powietrzu.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia biologiczna - na jakiej głębokości?
Proces parowania, który dostarcza pary wodnej do powietrza jest procesem energochłonnym, przez to powolnym. Zmniejszenie się zawartości pary wodnej w powietrzu nie jest możliwe, bez wystąpienia procesów kondensacji.
W związku z tym zmiany prężności aktualnej zachodzą zazwyczaj wraz z procesami wymiany mas atmosferycznych nad danym obszarem.
Różnicę, między prężnością maksymalną (E) w temperaturze powietrza, w której została zmierzona prężność aktualna a wartością prężności aktualnej (e), wyrażona w hPa: d = E - e [hPa],określa się mianem niedosytu wilgotności, który informuje o tym, ile jednostek prężności potrzeba do całkowitego nasycenia danego powietrza.
Wartości prężności aktualnej, choć pośrednio informują o tym, ile jest pary wodnej w powietrzu, nie są miarą wystarczająco poglądową, informacja, że np. prężność aktualna równa jest 5 hPa, bez znajomości temperatury powietrza i względnie precyzyjnej znajomości E = f(t), niewiele jeszcze mówi.
Wilgotność względna (oznaczana najczęściej jako f), którą definiuje się jako: f = (e/E) * 100 [%], informującą w jakim procencie, w stosunku do maksymalnie możliwego w danej temperaturze (tj. temperaturze, w której zmierzono e) powietrze jest nasycone parą wodną.
Przeczytaj także: Jak głęboko oczyszczalnia ścieków?
Zauważmy, że w różnych temperaturach powietrza taka sama wartość wilgotności względnej (np. 50%) będzie oznaczała zupełnie rożne ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu.
W formule definiującej wilgotność względną występuje w mianowniku ułamka wartość E, która jest funkcją temperatury powietrza. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza wartość E rośnie.
Oznacza to, że zmiany temperatury powietrza, przy niezmienionej zawartości pary wodnej w powietrzu (e, prężności aktualnej) muszą pociągać za sobą zmiany wilgotności względnej (f).
W przypadku niezmienionej zawartości pary wodnej (e) wzrost temperatury powoduje spadek (zmniejszenie się) wilgotności względnej.
Temperatura, do której należy schłodzić powietrze, aby przy danej prężności aktualnej wilgotność względna osiągnęła 100% i rozpoczęły się w nim procesy kondensacji nosi nazwę temperatury punktu rosy i oznaczana jest zazwyczaj jako td [°C].
Przeczytaj także: Przewodnik po filtrach powietrza Polo 6N
Temperatura punktu rosy powietrza, w którym nie zachodzą procesy kondensacji, zależy jedynie od wartości prężności aktualnej. Tak długo, jak temperatura powietrza nie spadnie poniżej temperatury punktu rosy, temperatura punktu rosy tego powietrza pozostaje stała.
Rodzaje Wilgotności Powietrza
Wilgotność powietrza to po prostu ilość pary wodnej znajdującej się w danej objętości powietrza, ale opisuje się ją kilkoma różnymi wielkościami fizycznymi. W codziennych komunikatach najczęściej pojawia się wilgotność względna, bo dobrze oddaje odczucia człowieka i ryzyko zjawisk takich jak mgła czy opady.
- Wilgotność bezwzględna: Masa pary wodnej w jednostce objętości powietrza, podawana w gramach na metr sześcienny (g/m³).
- Wilgotność względna: Stosunek masy pary wodnej w powietrzu do masy pary wodnej, którą powietrze może maksymalnie pomieścić w danej temperaturze, wyrażony w procentach (%).
- Wilgotność właściwa: Masa pary wodnej przypadająca na 1 kg powietrza, wyrażona w gramach (g).
- Temperatura punktu rosy: Temperatura, do której powietrze musi zostać schłodzone, aby para wodna zaczęła się skraplać.
Pomiary Wilgotności Powietrza
Wilgotności powietrza nie da się wiarygodnie ocenić wyłącznie na podstawie wrażeń zmysłowych, dlatego korzysta się z różnych typów przyrządów pomiarowych. W codziennym użytkowaniu liczy się nie tylko wybór odpowiedniego przyrządu, ale także sposób prowadzenia pomiaru.
Przyrządy do Pomiaru Wilgotności Powietrza
- Higrometr włosowy: Nieskomplikowany, tani przyrząd, służący do pomiaru wilgotności względnej. Elementem mierzącym jest odtłuszczony włos ludzki.
- Psychrometr: Budowa tego typu urządzenia opiera się na dwóch termometrach (tzw. „suchym” i „mokrym”). Odczyt zależy od stopnia wilgotności panującej w otoczeniu.
- Higrometry elektrolityczne: Są obecnie najczęściej wykorzystywaną grupą urządzeń do pomiaru wilgotności. Są dokładne i proste w użyciu.
- Higrometry kondensacyjne: Wilgotność powietrza w higrometrach kondensacyjnych obliczana jest na podstawie temperatury, przy której para wodna skrapla się na elementach urządzenia.
Zastosowanie Pomiarów Wilgotności
Od stopnia wilgotności panującej w naszym otoczeniu zależy bardzo wiele czynników. Zależy od niego nie tylko prawidłowy wzrost roślin, ale także nasze samopoczucie. Nieodpowiednia wilgotność może doprowadzić do wymiernych strat w magazynach produktów żywnościowych, archiwach, laboratoriach, muzeach itp. Higrometr może być przydatnym urządzeniem kontrolującym wilgotność powietrza w domu lub mieszkaniu. Dzięki odpowiedniej wilgotności w pomieszczeniu możemy zadbać o nasze zdrowie.
Pomiary wilgotności powietrza mają duże znaczenie tak dla wykonania obserwacji meteorologicznych na statku (depesza SHIP), jak i w codziennej praktyce eksploatacyjnej statku (przewóz ładunków, wentylacja wnętrza statku, ...). Dość skomplikowana natura miar wilgotności powietrza powoduje, że i pomiary wilgotności, choć technicznie łatwe, wydają się być skomplikowane.
Przykłady mierników mikrofalowych
Oprócz metody mikrofalowej w omawianych pomiarach stosuje się wiele innych technik. W wyznaczaniu zawartości wilgoci drewna powszechnie są wykorzystywane np. mierniki rezystancyjne. W miernikach tego typu często jest stosowana kompensacja temperaturowa, stąd dodatkowo w badany materiał zagłębia się sondę do pomiaru temperatury. Konkurencyjną techniką jest metoda grawimetryczna, tzw. suszarkowa. W metodzie tej badaną próbkę po zważeniu poddaje się procesowi ogrzewania. W wyniku tej operacji woda zawarta w materiale odparowuje, a różnica wagi próbki przed i po osuszaniu pozwala określić zawartość wilgoci.
| Nazwa miernika | Producent | Zakres pomiaru wilgotności | Czas pomiaru | Dokładność |
|---|---|---|---|---|
| LB456 | Introl | Nieznany | Nieznany | Nieznana |
| RX-95 | Resonance Technology | Nieznany | Nieznany | Nieznana |
| LMA300P | Sartorius | 0 do 85% | poniżej 1s | rzędu 0,05% |
tags: #w #jakiej #jednostce #mierzy #się #wilgotność
