Відносна вологість і абсолютна вологість: особливості вимірювання та визначення

Вологість повітря є важливою характеристикою навколишнього середовища. Але не всі до кінця розуміють, що мається на увазі під значеннями показників, поданих у зведеннях погоди. Відносна вологість і абсолютна вологість – це пов'язані поняття. Розібратися в суті одного без розуміння іншого не представляється можливим.

Повітря і волога

Повітря містить суміш речовин, що знаходяться в газоподібному стані. В першу чергу це азот і кисень. Їх у загальному складі (100 %) міститься приблизно 75 % і 23 % за масою відповідно. Близько 13 % аргону, менше 005 % – це вуглекислий газ. Залишок (відсутня масова частка близько 0005% сумарно) припадає на частку ксенона, водню, криптону, гелію, метану і неону.


Також у повітрі постійно міститься якась кількість вологи. В атмосферу вона потрапляє після випаровування молекул води світового океану, з зволоженого грунту. У замкнутому просторі її зміст може відрізнятися від зовнішнього середовища і залежить від наявності додаткових джерел надходження і споживання. Для більш точного визначення фізичних характеристик і кількісних показників застосовується два поняття: відносна вологість і абсолютна вологість. У побуті надмірна водяна пара утворюється при сушінні білизни, в процесі приготування їжі. Люди і тварини виділяють його з диханням, рослини в результаті газообміну. У виробництві зміна співвідношення водяної пари може бути пов'язано з конденсацією при перепаді температур.

Абсолютна і відносна вологість повітря: особливості вживання терміна

Наскільки важливі знання точної кількості водяної пари в атмосфері? За цими параметрами розраховуються прогнози погоди, можливості випадання опадів і їх обсяг, шляхи переміщення фронтів. На базі цього визначаються ризики виникнення циклонів і особливо ураганів, можуть представляти серйозну небезпеку для регіону.


У чому різниця двох понять? Спільне те, що і відносна вологість і абсолютна вологість показують вміст у повітрі водяної пари. Але перший показник визначається розрахунковим шляхом. Другий же може бути виміряний фізичними методами з результатом в г/м 3 . Однак зі зміною температури навколишнього середовища ці показники змінюються. Відомо, що в повітрі максимально може міститися певна кількість водяної пари – абсолютна вологість. Але для режимів +1°C +10°C ці значення будуть різними. Залежність кількісного вмісту водяної пари в повітрі від температури відображається в показнику відносної вологості. Вона розраховується за формулою. Результат виражається в процентному співвідношенні (об'єктивний показник від максимально можливого значення).

Вплив умов середовища

Як зміниться абсолютна і відносна вологість повітря з підвищенням температури, наприклад, з +15°C до +25°C? З її збільшенням тиск водяної пари зростає. А значить, в одиниці об'єму (1 м куб.) молекул води поміститься більше. Отже, зростає і абсолютна вологість. Відносна при цьому знизиться. Це пояснюється тим, що фактичний вміст водяної пари залишилося на тому ж рівні, а максимально можливе значення збільшилося. За формулою (розділивши одне на інше і помноживши результат на 100 %) в результаті вийде зменшення показника.
Як зміниться абсолютна і відносна вологість при зниженні температури? Що відбувається при зменшенні з +15°C до +5°C? Абсолютна вологість при цьому знизиться. Відповідно в 1 м куб. повітряної суміші водяної пари максимально може поміститися меншу кількість. Розрахунок за формулою покаже збільшення підсумкового показника – відсоток відносної вологості збільшиться.

Значення для людини

При наявності надлишкової кількості парів води відчувається задуха, при нестачі – відчувається сухість шкірних покривів і спрага. Очевидно, що вологість сирого повітря вище. При надлишку зайва вода не утримується в газоподібному стані і переходить у рідку або тверду середу. В атмосфері вона спрямовується вниз, це проявляється опадами (туман, паморозь). У приміщенні на предметах інтер'єру утворюється шар конденсату на поверхні трави вранці роса. Підвищення температури легше переносити в сухому приміщенні. Проте той же режим, але при відносній вологості вище 90 % викликає швидке перегрівання тіла. Організм бореться з цим явищем однаково – відбувається виділення тепла з потом. Але на сухому повітрі він швидко випаровується (висихає) з поверхні тіла. У вологому середовищі практично не відбувається. Найбільш підходящий (комфортний) для людини режим – це 40-60 %.

Вимірювання відносної і абсолютної вологості

Для чого це необхідно? В сипучих матеріалах в сиру погоду вміст сухої речовини в одиниці об'єму зменшується. Ця різниця не настільки істотна, але при великих обсягах може «вилитися» в реально визначається кількість. Продукція (зерно, борошно, цемент) має допустимий поріг вологості, при якій вона може зберігатися без втрати якості або технологічних властивостей. Тому контроль показників і підтримання їх на оптимальному рівні обов'язкові для сховищ. Зниженням вологості в повітрі домагаються зменшення її і продукції.

Прилади

На практиці фактична вологість вимірюється гігрометрами. Раніше існувало два підходи. Один заснований на зміні розтяжності волоса (людський або тварини). Інший – на різниці показань термометрів в сухому і вологому середовищі (психрометрический). У волосном гигрометре стрілка механізму пов'язана з натягнутим на рамці волосом. Він в залежності від вологості навколишнього повітря змінює фізичні властивості. Стрілка відхиляється від еталонного значення. Її переміщення відстежуються з нанесеною шкалою. Відносна вологість і абсолютна вологість повітря, як відомо, залежать від температури навколишнього середовища. Ця особливість використовується у психрометре. При визначенні знімаються показання двох поруч розташованих термометрів. Колба одного (сухого) знаходиться в звичайних умовах. У іншого (мокрого) вона оповита ґнотом, який пов'язаний з резервуаром з водою. В таких умовах термометр вимірює середовище з урахуванням випаровується вологи. А цей показник залежить від кількості водяної пари в повітрі. Визначається різниця показань. Значення відносної вологості визначається за спеціальними таблицями. Останнім часом більше застосування мають датчики, які використовують зміни електричних характеристик певних матеріалів. Для підтвердження результатів і звірки приладів існують еталонні установки.