Относительная влажность и абсолютная влажность: особенности измерения и определения
Влажность воздуха является важной характеристикой окружающей среды. Но не все до конца понимают, что подразумевается под значениями показателей, подаваемых в сводках погоды. Относительная влажность и абсолютная влажность – это связанные понятия. Разобраться в сути одного без понимания другого не представляется возможным.
Воздух и влага
Воздух содержит смесь веществ, находящихся в газообразном состоянии. В первую очередь это азот и кислород. Их в общем составе (100 %) содержится приблизительно 75 % и 23 % по массе соответственно. Около 1,3 % аргона, менее 0,05 % – это углекислый газ. Остаток (недостающая массовая доля около 0,005% суммарно) приходится на долю ксенона, водорода, криптона, гелия, метана и неона.
Также в воздухе постоянно содержится какое-то количество влаги. В атмосферу она попадает после испарения молекул воды из мирового океана, с увлажненной почвы. В замкнутом пространстве содержание ее может отличаться от внешней среды и зависит от наличия дополнительных источников поступления и потребления.
Для более точного определения физических характеристик и количественных показателей применяется два понятия: относительная влажность и абсолютная влажность. В быту избыточный водяной пар образуется при сушке белья, в процессе приготовления пищи. Люди и животные выделяют его с дыханием, растения в результате газообмена. В производстве изменение соотношения водяного пара может быть связано с конденсацией при перепаде температур.
Насколько важны знания точного количества водяного пара в атмосфере? По этим параметрам рассчитываются прогнозы погоды, возможности выпадения осадков и их объем, пути перемещения фронтов. На базе этого определяются риски возникновения циклонов и особенно ураганов, могущих представлять серьезную опасность для региона.
В чем разница двух понятий? Общее то, что и относительная влажность, и абсолютная влажность показывают содержание в воздухе водяного пара. Но первый показатель определяется расчетным путем. Второй же может быть измерен физическими методами с результатом в г/м3.
Однако с изменением температуры окружающей среды эти показатели меняются. Известно, что в воздухе максимально может содержаться определенное количество водяного пара – абсолютная влажность. Но для режимов +1°C и +10°C эти значения будут разными.
Зависимость количественного содержания водяного пара в воздухе от температуры отображается в показателе относительной влажности. Она рассчитывается по формуле. Результат выражается в процентном соотношении (объективный показатель от максимально возможного значения).
Влияние условий среды
Как изменится абсолютная и относительная влажность воздуха с повышением температуры, к примеру, с +15°C до +25°C? С ее увеличением давление водяного пара вырастает. А значит, в единице объема (1 м куб.) молекул воды поместится больше. Следовательно, вырастает и абсолютная влажность. Относительная при этом снизится. Это объясняется тем, что фактическое содержание водяного пара осталось на том же уровне, а максимально возможное значение увеличилось.
По формуле (разделив одно на другое и умножив результат на 100 %) в итоге получится уменьшение показателя.
Как изменится абсолютная и относительная влажность при понижении температуры? Что происходит при уменьшении с +15°C до +5°C? Абсолютная влажность при этом снизится. Соответственно в 1 м куб. воздушной смеси водяного пара максимально может поместиться меньшее количество. Расчет по формуле покажет увеличение итогового показателя – процент относительной влажности увеличится.
Значение для человека
При наличии избыточного количества паров воды чувствуется духота, при недостатке – ощущается сухость кожных покровов и жажда. Очевидно, что влажность сырого воздуха выше. При избытке лишняя вода не удерживается в газообразном состоянии и переходит в жидкую или твердую среду. В атмосфере она устремляется вниз, это проявляется осадками (туман, изморозь). В помещении на предметах интерьера образуется слой конденсата, на поверхности травы по утрам роса.
Повышение температуры легче переносить в сухом помещении.
Однако тот же режим, но при относительной влажности выше 90 % вызывает быстрое перегревание тела. Организм борется с этим явлением одинаково – происходит выделение тепла с потом. Но на сухом воздухе он быстро испаряется (высыхает) с поверхности тела. Во влажной среде этого практически не происходит. Наиболее подходящий (комфортный) для человека режим – это 40-60 %.
Измерение относительной и абсолютной влажности
Для чего это необходимо? В сыпучих материалах в сырую погоду содержание сухого вещества в единице объема уменьшается. Эта разница не столь существенна, но при больших объемах может «вылиться» в реально определяемое количество.
Продукция (зерно, мука, цемент) имеет допустимый порог влажности, при которой она может храниться без потери качества или технологических свойств. Поэтому контроль показателей и поддержание их на оптимальном уровне обязательны для хранилищ. Снижением влажности в воздухе добиваются уменьшения ее и в продукции.
Приборы
На практике фактическая влажность измеряется гигрометрами.
Раньше существовало два подхода. Один основан на изменении растяжимости волоса (человеческий или животного). Другой – на разности показаний термометров в сухой и влажной среде (психрометрический).
В волосном гигрометре стрелка механизма связана с натянутым на рамке волосом. Он в зависимости от влажности окружающего воздуха меняет физические свойства. Стрелка отклоняется от эталонного значения. Ее перемещения отслеживаются по нанесенной шкале.
Относительная влажность и абсолютная влажность воздуха, как известно, зависят от температуры окружающей среды. Эта особенность используется в психрометре. При определении снимаются показания двух рядом расположенных термометров. Колба одного (сухого) находится в обычных условиях. У другого (мокрого) она окутана фитилем, который связан с резервуаром с водой.
В таких условиях термометр измеряет среду с учетом испаряющейся влаги. А этот показатель зависит от количества водяного пара в воздухе. Определяется разность показаний. Значение относительной влажности определяется по специальным таблицам.
В последнее время большее применение имеют датчики, использующие изменения электрических характеристик определенных материалов. Для подтверждения результатов и сверки приборов существуют эталонные установки.
Что такое относительная влажность простыми словами
Статьи › Находится › В сосуде находится воздух температура которого 30 и относительная влажность 60 чему будет равна
Относительная влажность воздуха — отношение количества водяного пара находящегося в воздухе к максимально возможному количеству пара при данной температуре. Из определения, как минимум становится понятным, что воздух может содержать только ограниченное количество воды и это количество зависит от температуры.
- Что такое абсолютная влажность простыми словами
- Что такое относительная влажность воздуха пример
- Что показывает относительную влажность воздуха
- Что значит абсолютная и относительная влажность
- Что такое относительная влажность воздуха 6 класс
- Что такое относительная влажность и отчего она зависит
- Зачем нужна относительная влажность
- Что влияет на относительную влажность
- Для чего нужно знать относительную влажность воздуха
- Что значит относительная влажность 100%
- Как определяют относительную влажность
- Как измерить относительную влажность воздуха
- Что такое относительная влажность и в каких единицах она измеряется
- Какая должна быть относительная влажность
- Как изменяется относительная влажность
- Для чего нужна абсолютная влажность
- Что характеризует абсолютная влажность относительная влажность
- Отчего зависит абсолютная и относительная влажности
- Как определить относительную влажность пример
- Что называют относительной влажностью воздуха и для чего ее вводят
- В чем выражается абсолютная влажность
- Чем определяется абсолютная влажность
- Что показывает абсолютную влажность воздуха
- Как найти абсолютную влажность воздуха 6 класс
Что такое абсолютная влажность простыми словами
Абсолютная влажность показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 м3 при данных условиях.
Если это определение кажется вам знакомым, то неудивительно: отношение массы к объему носит название плотность, так что под абсолютной влажностью мы подразумеваем плотность водяного пара.
Что такое относительная влажность воздуха пример
Относительная влажность воздуха ϕ — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ 0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах: ϕ = ρ ρ 0 ⋅ 100 %.
Что показывает относительную влажность воздуха
Относительная влажность воздуха показывает, сколько еще влаги необходимо для полного насыщения воздуха водяным паром. Поэтому она выражается в %.
Что значит абсолютная и относительная влажность
Абсолютная влажность воздуха — это масса водяного пара, содержащаяся в одном кубическом метре воздуха. Единица измерения абсолютной влажности — г/м3. Относительная влажность воздуха определяется как отношение текущего и максимального значения абсолютной влажности при определенной температуре воздуха.
Что такое относительная влажность воздуха 6 класс
Относительная влажность воздуха — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Что такое относительная влажность и отчего она зависит
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.
Зачем нужна относительная влажность
Уровень влажности в помещении непосредственно влияет на здоровье и настроение жильцов. Низкий показатель провоцирует быстрое старение, снижает иммунитет и высушивает слизистые оболочки. Относительная влажность представляет собой массового объема воды, выражаемую в процентах при определенной температурной норме.
Что влияет на относительную влажность
Относительная влажность зависит от температуры: чем больше нагревается воздух, тем ниже относительная влажность.
Например, зимой наружный воздух при температуре 0°С в туманный день (100% относительная влажность воздуха), нагретый в помещении до 22°С, выдает относительную влажность 23%.
Для чего нужно знать относительную влажность воздуха
Абсолютная влажность показывает, сколько влаги содержит в себе воздух и зависит она от погодных условий и температуры. А относительная позволяет высчитать процентное соотношения количества пара к максимально возможному. Этот показатель очень влияет на здоровье человечества, поэтому его нужно контролировать.
Что значит относительная влажность 100%
Когда влажность воздуха 100% — это означает, что в воздухе находится максимально возможное количество водяного пара и больше воздух принять не может. Другими словами испарение воды в данных условиях невозможно.
Как определяют относительную влажность
Относительная влажность воздуха F — это отношение абсолютной влажности R к максимальной возможной абсолютной влажности Rн при данной температуре: F = (R / Rн) * 100%.
Как измерить относительную влажность воздуха
Измеритель влажности воздуха, он же прибор для измерения влажности воздуха в помещении, называется гигрометр. Его промышленный «собрат», с чьей помощью также измеряется относительная влажность воздуха — психрометр. Гигрометр, в простонародье «измеритель влажности», бывает механический и электронный.
Что такое относительная влажность и в каких единицах она измеряется
Относительная влажность — степень насыщения газа парами воды; величина, характеризующая отношение фактической к максимально возможной влажности, соответствующей насыщению газа при данной температуре; обычно выражается в процентах (0≤φ≤100%).
Какая должна быть относительная влажность
В квартирах считается нормальным уровень влажности от 30% до 60%. Золотая середина — 45%. И слишком сухой, и слишком влажный воздух — вредны для людей, для мебели, некоторых отделочных материалов и декора.
Как изменяется относительная влажность
Относительная влажность воздуха зависит от его температуры.
В процессе изменения температуры воздуха (при его нагреве или охлаждении) относительная влажность воздуха также изменяется. Данный процесс обусловлен изменением парциального давления водяных паров, содержащихся в воздухе.
Для чего нужна абсолютная влажность
Абсолютная влажность воздуха — это показатель, который определяет сколько пара находится в воздухе объемом 1м³. Есть такая закономерность: чем выше температура, тем выше абсолютная влажность.
Что характеризует абсолютная влажность относительная влажность
Величина влагоемкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры. Отношение величины абсолютной влажности воздуха при данной температуре к величине его влагоемкости при той же температуре называется относительной влажностью воздуха.
Отчего зависит абсолютная и относительная влажности
Распределение влажности воздуха на земной поверхности зависит от рода поверхности, температуры воздуха, рельефа, характера растительного покрова и т.
д. В общем, распределение абсолютной влажности (количество водяного пара в атмосфере) соответствует распределению температуры воздуха.
Как определить относительную влажность пример
Для того чтобы рассчитать относительную влажность воздуха, нужно фактическое количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, разделить на максимально возможную влажность при этой же температуре, пока не началась конденсация влаги.
Что называют относительной влажностью воздуха и для чего ее вводят
Относительной влажностью воздуха называется физическая величина, характеризующая отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах. Температура, при которой пар становится насыщенным. Психрометры и гигрометры.
В чем выражается абсолютная влажность
Г/м³.
Абсолютная влажность (fabs) рассчитывается как отношение массы воды, содержащейся в воздухе, к объему данного воздуха.
Абсолютная влажность обычно выражается в г/м³.
Чем определяется абсолютная влажность
Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей формуле: — масса водяного пара, содержащегося в этом объёме. г/м³. Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха.
Что показывает абсолютную влажность воздуха
Абсолютная влажность воздуха — величина, показывающая массу водяного пара в одном метре кубическом воздуха. Рассчитывается путем высчитывания отношения между массой водяного пара на объем влажного воздуха. Абсолютная влажность воздуха зависит от температуры воздуха и движением влаги с океанов.
Как найти абсолютную влажность воздуха 6 класс
Чтобы определить абсолютную влажность, необходимо найти плотность насыщенного водяного пара при температуре +10 ºС, которую имеет воздух. Из таблицы 1 (http://bit.ly/2pvcPIj) видно, что эта величина составляет 9,4 г/м³. После этого с помощью формулы рассчитаем абсолютную влажность ρ=60∙9,4/100=5,64 г/м³.
Как абсолютная и относительная влажность влияют на ваш дом
Влажность имеет большое значение, когда речь идет о здоровой среде в помещении. Сезонные изменения влажности могут быть причиной высокого или низкого уровня влажности в помещении.
При высокой влажности в помещении у вас могут возникнуть проблемы со здоровьем, связанные с респираторными инфекциями, астмой и аллергией, а в доме могут возникнуть проблемы с ростом плесени, которые могут даже привести к повреждению конструкции. Когда влажность в помещении низкая, вы можете столкнуться с другим набором проблем со здоровьем, связанных с повышенным воздействием бактерий и вирусов. Структура дома не сильно страдает от низкого уровня влажности, но деревянные полы и другие натуральные материалы могут сжиматься и трескаться при высыхании. Очевидно, что ни одна из ситуаций не является идеальной.
Какая связь между уровнями влажности внутри и снаружи помещений?
Частично взаимосвязь связана с переносом воздуха между помещением и снаружи.
Это важно понимать, поскольку водяной пар (влага) связан с температурой. Существует два способа измерения влажности: абсолютный и относительный.
Абсолютная влажность (измеряется в граммах влаги на кубический метр воздуха или г/м3) показывает, сколько влаги содержится в воздухе, независимо от температуры. Однако при разных температурах существует максимальное количество водяного пара, которое может удерживать воздух. Чем ниже температура, тем меньшее количество водяного пара может удерживать воздух. Например, воздух при 86°F (30°C) может содержать около 30 г/м3 водяного пара, а при 32°F (0°C) воздух может удерживать примерно 5 г/м3. Относительная влажность (RH) измеряется в процентах. Он указывает фактическое количество водяного пара в воздухе по сравнению с общим количеством (абсолютной влажностью) водяного пара, которое может удерживаться при текущей температуре.
Когда на улице холодно, теплый влажный воздух в вашем доме соприкасается с холодной поверхностью ваших окон. Когда температура воздуха, соприкасающегося со стеклом, резко падает, количество влаги, которое воздух может удерживать, также падает. Это приводит к образованию конденсата на стекле. Тот же самый принцип действует на зеркало в вашей ванной, когда вы принимаете горячий душ, а также на структуру вашего дома.
Должен быть элемент конструктивного узла для прекращения или замедления потока теплого влажного воздуха из отапливаемого помещения через стены наружу зимой или в охлаждаемое помещение летом (тепло всегда течет на более холодную сторону ).
Пароизоляция необходима в новом строительстве, потому что она помогает остановить движение водяного пара через структуру дома и помогает уменьшить «интерстициальную» конденсацию.
Вентиляция всего дома — ЛУЧШЕЕ решение
Какими бы прекрасными они ни были, пароизоляционные материалы не помогают справиться с влажностью внутри помещения. Мытье, купание, приготовление пищи, дыхание… все эти действия добавляют влаги в помещение. Для здоровья и комфорта относительная влажность (RH) должна составлять от 40 до 60 процентов. В энергоэффективном доме уровень влажности в помещении можно контролировать с помощью сбалансированной механической вентиляции всего дома.
Независимо от того, выбираете ли вы систему вентиляции с рекуперацией тепла (HRV) или систему вентиляции с рекуперацией энергии (ERV), установка приточно-вытяжной системы вентиляции от Zehnder America станет лучшим решением для контроля уровня влажности в вашем доме. Сбалансированные системы вентиляции восстанавливают энергию застоявшегося воздуха, удаляемого из влажных помещений в доме. Восстановленная энергия передается в поступающий поток свежего воздуха перед подачей в жилые помещения.
В результате получается сбалансированное, комфортное жилое пространство.
Хотите больше информации? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше об использовании систем Zehnder в вашем доме!
Коэффициент смешивания и абсолютная влажность
Физика сохранения: Коэффициент смешивания и абсолютная влажность- давление паров
- MR и AH
- Индекс
Единиц, используемых для описания водяного пара в воздухе, много, и это сбивает с толку. Эта глава посвящена Соотношение смешивания (MR) и Абсолютная влажность (АХ).
Соотношение смешивания (также называемое удельной влажностью ) — странная фраза, но она ближе всего подходит к нашему интуитивному пониманию концентрации — количества одного компонента в смеси. Соотношение смешивания водяного пара с воздухом — это вес водяного пара, смешанный с данным весом сухого воздуха. Единица кг/кг. Это вертикальная ось психрометрической диаграммы.
Есть два распространенных применения соотношения смешивания. В метеорологии соотношение смешивания полезно для отслеживания свойств огромных воздушных масс, когда они поднимаются или опускаются в атмосфере. Соотношение смешивания дискретного шарика влажного воздуха не меняется при изменении атмосферного давления и температуры по мере его движения в атмосфере. В более приземленной науке о кондиционировании воздуха коэффициент смешивания полезен при расчетах с участием воздуха в качестве переносчика водяного пара через воздуховоды для контроля влажности в помещении. Воздух также является переносчиком тепла для регулирования температуры в помещении. Расчеты энергии, используемой в кондиционировании воздуха, должны сочетать тепловые свойства воздуха и водяного пара.
В судебно-медицинских исследованиях микроклимата в исторических сооружениях коэффициент смешивания используется для изучения эффектов инфильтрации, потому что его значение является гораздо более чувствительным способом различения воздушных потоков, чем относительная влажность, которая является обычным измерением окружающей среды при консервации музеев.
Для определения соотношения смешивания необходимо знать общее давление воздуха. На практике соотношение смешивания рассчитывается на основе измерения относительной влажности и температуры при типичном давлении воздуха 101 кПа на уровне моря.
Воздух, попадая в помещение, довольно быстро теряет свою индивидуальность, так как перемешивается и нагревается. В авторской передней комнате расположено окно с горизонтальными створками, которое обеспечивает хороший приток воздуха к дровяной печи, а также обеспечивает прохладу в помещении, когда печь не топится. Холодным зимним утром большинство оконных стекол запотевают, потому что это самая холодная поверхность в комнате, поэтому на них конденсируется пар от мебели и вечно влажных стен старинного дома. Тем не менее, наружный воздух с одинаково высокой относительной влажностью в этот дождливый день хорошо очищает колонну стекол под стрелкой, а наружный воздух течет параллельно стеклу через вертикальный зазор между двумя половинами окна.
Поэтому использование соотношения смешивания лучше всего ограничить воздушными массами настолько большими, что обмен водяного пара с окружающей средой происходит очень медленно. В помещении такая изоляция достигается только в каналах кондиционирования воздуха. В свободном пространстве помещения соотношение смешивания быстро теряет свою индивидуальность. Итак, далее я объясню близкий родственник отношения смешивания, который численно очень похож, но дает более прямое представление о концентрации пара в пространстве.
Абсолютная влажность воздуха – это концентрация водяного пара, выраженная в виде веса воды в единице объема пространства. В изолированном пространстве это меняется с давлением. потому что пространство сжимается под давлением, сближая молекулы воды. Однако в большинстве ситуаций, связанных с консервацией, за исключением перевозки по воздуху и замены картин, общее атмосферное давление остается почти постоянным. Абсолютная влажность пакета воздуха также незначительно меняется по мере того, как он расширяется с температурой — пропорционально температуре в градусах Кельвина, что означает примерно одну часть из 300 на градус изменения температуры.
Анализ последствий воздухообмена
Анализ влияния инфильтрации воздуха на относительную влажность в помещении начинается с измерения скорости воздухообмена. Это обычно рассчитывается по падению концентрации газовых примесей на выходе из помещения при комнатной температуре. Скорость выражается в объемах помещения в час.
(Альтернативный метод заключается в создании небольшого давления в помещении с помощью вентилятора, установленного во временной, плотно прилегающей двери. Сначала измеряют воздух, проходящий через вентилятор при заданной разнице давлений, а затем определяют эквивалентную скорость воздухообмена.)
Если наружный воздух холоднее, входящий воздух изначально будет иметь меньший объем, чем выходящий, потому что он будет расширяться, чтобы соответствовать выходящему объему по мере нагревания. В процессе обогрева соотношение смешивания не меняется, поэтому его можно напрямую сравнить с соотношением смешивания воздуха в помещении в качестве первого шага к расчету изменения относительной влажности в помещении в результате процесса смешивания.
Если через час в помещение поступает 0,1 объема наружного воздуха, соотношение смешивания составляет одну десятую соотношения наружного воздуха плюс девять десятых соотношения внутреннего. Чтобы выяснить, имеет ли это значение для содержания в помещении, смешанный коэффициент смешивания необходимо преобразовать в относительную влажность.
Помня, что воздух не влияет на относительную влажность, сначала преобразуют соотношение смешивания в абсолютная влажность во внутреннем пространстве, которая затем преобразуется в давление пара и, наконец, в относительную влажность.
Вот пример расчета: при 20 °C плотность сухого воздуха составляет 1,2041 кг/м 3 . Если соотношение смешивания составляет 0,007 (кг/кг), концентрация (абсолютная влажность) водяного пара составляет 0,007 x 1,2041 = 0,0084 кг/м 3 . Давление пара находится из газового закона P = nRT. n – это масса водяного пара, выраженная в молях, которая равна 0,0084, деленная на 0,018 кг, что является молярной массой воды. Это = 0,47 моль. R – газовая постоянная: 8,31 Дж/моль/м 3 . Этот загадочный фактор как раз и призван примирить единицы реальных участников. Учитывая, что T выражается в градусах Кельвина, парциальное давление водяного пара составляет 0,47 x 8,31 x 293 = 1144 Па. Давление насыщенного пара, взятое из таблиц или формулы, равно 2326 Па, поэтому относительная влажность равна 1133/2326 = 49.