Что обозначает влажность воздуха
Что значит «влажность воздуха» и превратится ли воздух в воду при 100-процентной влажности
Иногда в прогнозах погоды обещают 100-процентную влажность воздуха. Что же делать? Бежать из города?
Влажность – это показатель того, насколько «влажный» воздух в данном месте в конкретное время. Или точнее – это количество водяного пара, присутствующего в воздухе.
Термин «влажность» обобщает в себе три вида влажности: абсолютной, относительной и удельной. Чаще всего в прогнозах погоды используют «абсолютную влажность» или «относительную влажность».
Абсолютная влажность воздуха – величина, показывающая массу водяного пара на кубический метр воздуха. Абсолютную влажность можно рассчитать, разделив массу водяного пара, содержащуюся в объеме воздуха на этот объем.
Относительная влажность – количество водяного пара, присутствующего в воздухе, по отношению к тому, сколько воздух может удержать. Относительная влажность выражается в процентах и, к примеру, 82 процента значат, что при данной температуре в воздухе находится 82 процента пара от общего количества, которое он способен удержать.
Если относительная влажность указывает насколько воздух насыщен влагой, то 100 процентов не значит, что он полностью превратится в воду. Это означает, что любой дополнительный пар не способен попасть в воздух. Если губка будет полностью пропитана водой – это не значит, что она перестанет быть губкой и превратится в воду.
Туман – самый простой и внятный способ представить, как выглядит 100-процентная относительная влажность.
Ранее мы рассказывали о том, правда ли, что обогреватели и батареи понижают влажность воздуха в квартирах. Подробнее об этом можно прочитать здесь.
Относительная влажность воздуха, количество теплоты
Теория к заданию 10 из ЕГЭ по физике
Насыщенные и ненасыщенные пары
Насыщенный пар
При испарении одновременно с переходом молекул из жидкости в пар происходит и обратный процесс. Беспорядочно двигаясь над поверхностью жидкости, часть молекул, покинувших ее, снова возвращается в жидкость.
Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.
Это означает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.
При динамическом равновесии масса жидкости в закрытом сосуде не изменяется, хотя жидкость продолжает испаряться. Точно так же не изменяется и масса насыщенного пара над этой жидкостью, хотя пар продолжает конденсироваться.
Давление насыщенного пара. При сжатии насыщенного пара, температура которого поддерживается постоянной, равновесие сначала начнет нарушаться: плотность пара возрастет, и вследствие этого из газа в жидкость будет переходить больше молекул, чем из жидкости в газ; продолжаться это будет до тех пор, пока концентрация пара в новом объеме не станет прежней, соответствующей концентрации насыщенного пара при данной температуре (и равновесие восстановится). Объясняется это тем, что число молекул, покидающих жидкость за единицу времени, зависит только от температуры.
Итак, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.
При сжатии насыщенного пара большая его часть переходит в жидкое состояние. Жидкость занимает меньший объем, чем пар той же массы. В результате объем пара при неизменной его плотности уменьшается.
Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.
Ненасыщенный пар
Если в пространстве, содержащем пары какой-либо жидкости, может происходить дальнейшее испарение этой жидкости, то пар, находящийся в этом пространстве, является ненасыщенным.
Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью, называется ненасыщенным.
Ненасыщенный пар можно простым сжатием превратить в жидкость. Как только это превращение началось, пар, находящийся в равновесии с жидкостью, становится насыщенным.
Влажность воздуха
Влажность воздуха — это содержание в воздухе водяного пара.
Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.
В зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.
Количественная оценка влажности
Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, понятиями абсолютной и относительной влажности.
Относительную влажность выражают в процентах:
Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.
Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.
Точка росы
Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета
Измерение влажности
Здесь и далее мы будем говорить о влажности воздуха и газов. В отличие от температуры, с определением и физическим пониманием влажности проблем нет. Это количество воды, содержащееся в единице объёма воздуха. Но мы столкнулись в своей работе с тем, что люди, занимающиеся профессионально измерениями не чувствуют этот физический параметр и соответственно не могут провести элементарные расчёты и объяснить многие явления связанные с влажностью. Связано это во многом с тем, что в отличие от температуры мы не ощущаем влажность так явно (См. статью: Что такое температура? Как правильно измерять температуру? Что выбрать: термосопротивление или термопару? Советы по применению.). Представьте, что вы вышли зимним утром из дома. Какая температура на улице, вы сможете сказать с точностью 3…5⁰С, а вот вопрос, какая сейчас относительная влажность, поставит вас в тупик. В то же время влажность воздуха является очень важным параметром, непосредственно влияющим на самочувствие и работоспособность человека. Очень важно знать и поддерживать определённую влажность во многих отраслях промышленности и сельском хозяйстве.
Что такое влажность воздуха
Из определения вытекает, что над поверхностью воды относительная влажность воздуха равна 100 %. И обратно, при 100%-ой влажности воздуха наблюдается конденсация влаги. Давление насыщенного водяного пара растёт при увеличении температуры. Если в изолированном помещении со 100%-ой влажностью повысить температуру, то относительная влажность резко снизится.
Ниже приведены выражения для расчёта давления насыщенного водяного пара над поверхностью воды Psw и льда Psi в зависимости от температуры:
Значения давления насыщенного пара над поверхностью воды (Рsw) и льда (Рsi)
Т,°C
psw, Па
psi, Па
Т,°C
psw, Па
psi, Па
Т,°C
Влажность в квартире: как измерить и нормализовать
Комфортная температура в доме куда чаще попадает в поле зрения хозяев, чем уровень влажности, а зря. Простуды, обострение аллергии, головные боли — эти и другие симптомы могут свидетельствовать именно о недостатке или переизбытке влаги в квартире.
Нормы влажности
Нормы влажности в жилом помещении по ГОСТ — 30–45% зимой и 30–60% летом. Существенным превышением считаются показатели больше 60% зимой и больше 65% летом.
Самый комфортный уровень влажности в квартире — от 40% до 60%. Цифра может варьироваться в зависимости от сезона, погоды и формата помещения:
От чего зависит влажность в квартире
На уровень влажности в помещении влияют многие факторы:
Как измерить влажность
Определить уровень влажности можно как самостоятельно, так и с помощью специальных приборов.
Народные способы:
Специальные приборы
Народные способы дают лишь общие представления об уровне влажности — узнать точные цифры поможет гигрометр. Эти приборы бывают нескольких видов:
Любое устройство необходимо размещать подальше от отопительных и нагревающих приборов и от сквозняков. Так показания будут точнее.
Чем опасна высокая влажность
Излишне влажный воздух в квартире нежелателен, как и слишком сухой, и может привести к неприятным последствиям:
Как понизить влажность в квартире
Есть несколько способов понизить влажность в квартире:
Чем опасна низкая влажность
Низкая влажность в квартире способствует ухудшению самочувствия и развитию различных заболеваний:
Как повысить влажность в квартире
Повысить влажность в квартире можно разными способами:
Абсолютная и относительная влажность воздуха — как их рассчитать и как влажность влияет на погоду и самочувствие
Влажность воздуха (ВВ) — показатель, который определяет количество воды в воздухе.
Влажность воздуха
Абсолютно сухого воздуха в природе практически не встречается. В воздухе всегда присутствует некая толика воды, которая, как правило, находится в газообразном состоянии.
Водяной пар попадает в воздух через испарение воды с различных поверхностей. Большая часть влаги в атмосферу испаряется с поверхности океанов, морей … и растений.
Влажность воздуха — это величина определяющая количество воды в воздухе. Влажность воздуха может быть выражена как в абсолютных величинах — Абсолютная влажность воздуха или Absolute humidity (AH), так и в относительных — Относительная влажность воздуха или Relative humidity (RH).
Состав сухого воздуха
Вначале разберёмся с составом сухого воздуха, т. е. с воздухом который не содержит влаги вообще.
Сухой воздух, в большей своей части, содержит азот (N2) 72% и кислород (O2) 21%. Остальная часть содержит разнообразные газы в относительно небольших объёмах.
Абсолютная влажность воздуха или Absolute humidity (AH) — что это …
Влажный воздух получается в результате попадания в сухой воздух влаги в виде водяного пара.
Так например, для температуре 30 °C абсолютная ВВ может колебаться от 0 до 30 грамм на метр кубический.
Формула абсолютной влажности — как рассчитывается AH воздуха
Как вы уже могли догадаться абсолютная ВВ рассчитывается по такой формуле:
AH = M / V
Где, AH — абсолютная влажность, M – масса водяного пара, V – объём воздуха.
Единицы измерения абсолютной влажности: СИ — кг/м³ ; СГС — г/см³.
Где, СИ — международная система измерений, а СГС — абсолютная физическая система единиц (сантиметр-грамм-секунда), которая активно использовалась до утверждения СИ.
Количество воды в объёме воздуха имеет свои предельные значения. При достижении предельных значений происходит насыщение и водяной пар переходит в жидкое состояние воды — водяной пар конденсируется в малые капельки воды. Этот процесс в природе мы можем наблюдать, например, в виде тумана или росы на поверхности каких либо тел.
Момент конденсации, после достижения предельных значений, называется точкой росы. Предельные значения массы воды в воздухе зависит от температуры окружающей среды. Чем ниже температура воздуха, тем меньше воды он может содержать до момента насыщения или точки росы.
Относительная влажность воздуха или Relative humidity (RH) — что это …
Как было сказано выше, количество воды, которое воздух способен поглощать и удерживать зависит от температуры воздуха. Т. е. каждой конкретной температуре воздуха соответствует определённое максимальное количество водяного пара которое может в нём присутствовать. Эта величина называется — плотность насыщенного пара, воздух соответственно называется насыщенным.
Относительная влажность воздуха — это величина, которая определяется как отношение абсолютной влажности к её максимально возможному значению при той же температуре — предельное значение абсолютной влажности (точка росы). Чем ниже относительная влажность, тем воздух более сухой.
Формула относительной влажности воздуха — как рассчитывается RH воздуха
Относительная влажность воздуха рассчитывается по такой формуле, и измеряется в процентах:
RH = AH / maxAH x100%
Где, RH — относительная влажность воздуха, AH — абсолютная влажность воздуха, maxAH – предельная абсолютная ВВ для определённой температуры (точка росы).
Точка росы
Ещё раз остановимся на таком важном значении как точка росы.
Точка росы — это определённое соотношение температуры и влажности воздуха, когда вода переходит из газообразного состояния в жидкое — или, иначе говоря, водяной пар конденсируется. При этом выделяется тепло, которое замедляет понижение температуры, если таковое происходит.
Это значение весьма важно для многих аспектов жизни человека и в том числе в метеорологии. Напомним, что метеорология — это наука изучающая погоду. Метеорологам её важно знать, в том числе, для прогнозирования осадков. Метеорологи, зная прогнозируемую температуру воздуха для определённого региона и другие необходимые метеорологические параметры, могут прогнозировать вероятность осадков. При этом необходимо понимать — 100% относительная влажность ещё не означает, что обязательно будут осадки.
Влажность и метеорология — несколько простых примеров
Приведем несколько простых примеров, которые покажут как ВВ может помочь нам ориентироваться в окружающем мире.
Влажность воздуха и погода в народных приметах
Влажность воздуха и самочувствие человека
Отметим, что ВВ является весьма важным фактором для самочувствия и комфортности окружающей среды для человека.
Например, существует такой термин — ИНДЕКС ТЕПЛА, который говорит о том, что одна и та же температура может ощущаться человеком по разному в зависимости от параметров окружающей среды. То есть, при одной и той же температуре, человеку может быть, по ощущениям, или холоднее или теплее, в зависимости от других метеорологических параметров. Чем выше ВВ тем выше по ощущению температура окружающей среды, чем ниже влажность тем ниже.
Заключение
Исходя из выше сказанного, можем сказать, что каждый человек должен понимать суть абсолютной и относительной влажности. Это поможет принимать более правильные решения при прогнозировании погоды, создавать комфортный микроклимат у себя дома и заботиться о своём здоровье.