Обозначение влажности: что такое влажность?

Влажность —

Измерение содержания влаги в физических объектах или средах – это параметр, который часто выражается в различных единицах измерения, в том числе и внесистемных. Уровень влажности зависит от природы вещества, а в случае твердых материалов также от степени измельченности или пористости.

• Общие сведения
• Единицы измерения и особенности определения понятия «влажность»
• Методы определения
• Влажность воздуха
• Величины измерения влажности газа
• Примечания
• Литература
• См. также

Общие сведения

Единицы измерения и особенности определения понятия «влажность»

• Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества (массовая влажность) или её объёма (объёмная влажность).

• Влажность можно характеризовать также влагосодержанием, или абсолютной влажностью — количеством воды, отнесённым к единице массы сухой части материала. Такое определение влажности широко используется для оценки качества древесины.

Эту величину не всегда можно точно измерить, так как в ряде случаев невозможно удалить всю неконденсированную воду и взвесить предмет до и после этой операции.

• Относительная влажность характеризует содержание влаги по сравнению с максимальным количеством влаги, которое может содержаться в веществе в состоянии термодинамического равновесия. Обычно относительную влажность измеряют в процентах от максимума.

Методы определения

Титратор Карла Фишера

Установление степени влажности многих продуктов, материалов и т. п. имеет важное значение. Только при определённой влажности многие тела (зерно, цемент и др.) являются пригодными для той цели, для которой они предназначены. Жизнедеятельность животных и растительных организмов возможна только в определённых диапазонах влажности и относительной влажности воздуха. Влажность может вносить существенную погрешность в вес предмета. Килограмм сахара или зерна с влажностью 5 % и 10 % будет содержать разное количество сухого сахара или зерна.

Измерение влажности определяется высушиванием влаги и титрованием влаги по Карлу Фишеру. Эти способы являются первичными. Помимо них разработано множество других, которые калибруются по результатам измерений влажности первичными способами и по стандартным образцам влажности.

Влажность воздуха

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99 % водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Величины измерения влажности газа

Для обозначения содержащейся в воздухе влаги используются следующие величины:

абсолютная влажность воздуха 

масса водяного пара, содержащаяся в единице объёма воздуха, то есть плотность содержащегося в воздухе водяного пара, [г/м³]; в атмосфере колеблется от 0,1-1,0 г/м³ (зимой над материками) до 30 г/м³ и более (в экваториальной зоне);

максимальная влажность воздуха (граница насыщения) 

количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при определённой температуре в термодинамическом равновесии (максимальное значение влажности воздуха при заданной температуре), [г/м³ ]. При повышении температуры воздуха его максимальная влажность увеличивается;

упругость пара, давление пара 

парциальное давление, которое оказывает водяной пар, содержащийся в воздухе (давление водяного пара как часть атмосферного давления). Единица измерения — Па.

дефицит влажности 

разность между максимально возможным и фактическим давлением водяного пара [Па] (при данных условиях: температуре и давлении воздуха)[1], то есть между упругостью насыщения и фактической упругостью пара[2];

относительная влажность воздуха 

отношение давления пара к давлению насыщенного пара, то есть абсолютной влажности воздуха к максимальной [% относительной влажности];

точка росы 

температура газа, при которой газ насыщается водяным паром °C. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха (газа) появляется конденсат. Таким образом, хотя роса и не выпадает при температуре −10 или −50 °C, выпадает изморозь, иней, лёд или снег, точка росы в −10 или −50 °C существует и соответствует 2,361 и 0,063 г воды на 1м³ воздуха или другого газа под давлением одна атмосфера;

удельная влажность 

масса водяного пара в граммах на килограмм увлажнённого воздуха [г/кг], то есть отношение масс водяного пара и увлажнённого воздуха;

температура мокрого термометра 

температура, при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %, влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной.

соотношение компонентов смеси (содержание водяного пара) 

масса водяного пара в граммах на килограмм сухого воздуха [г/кг], то есть соотношение масс водяного пара и сухого воздуха.

Примечания

1. ↑ Дефицит влажности — статья из Большой советской энциклопедии
2. ↑ Погода и климат — Психрометрическая таблица

Литература

• Усольцев В. А. Измерение влажности воздуха. — Л.: Гидрометеоиздат, 1959.
• Берлинер М. А. Измерения влажности. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Энергия, 1973.

См. также

• Влажность пара

Как измерить влажность воздуха?

Влажность воздуха может измеряться при помощи гигрометра — устройства, которое позволяет измерять влажность воздуха в процентах относительной влажности. Вот несколько способов измерения влажности воздуха:

1. Гигрометр: Гигрометр представляет собой устройство, которое можно купить в магазине. Оно обычно имеет два термометра и шкалу для отображения влажности. Один термометр измеряет температуру воздуха, а другой измеряет температуру конденсации. Разница между этими двумя температурами определяет относительную влажность.

2. Психрометр: Психрометр — это устройство, которое используется для измерения влажности воздуха на основе охлаждения воздуха при помощи воды. Он состоит из двух термометров — один измеряет температуру сухого воздуха, а другой измеряет температуру влажного воздуха. Отношение между двумя температурами позволяет определить влажность воздуха.

3. Точка росы: Точка росы — это температура, при которой воздух начинает конденсироваться и образовывать росу. Если знать температуру воздуха и точку росы, то можно определить относительную влажность воздуха при помощи специальных таблиц или формул.

4. Электронные датчики: Существуют также электронные устройства для измерения влажности воздуха, которые обычно используются в системах автоматического контроля и регулирования влажности. Они основаны на электрических свойствах воздуха и могут давать более точные показания, чем другие методы.

В любом случае, для получения точных результатов измерения влажности воздуха, рекомендуется проводить измерения в относительно стабильных условиях и использовать проверенные и калиброванные приборы.

Видео. Влажность воздуха