WILGOTNOŚĆ POWIETRZA

Wilgotność bezwzględna powietrza- masa pary wodnej zawartej w 1 m powietrza. Jej wymiarem jest
.

Bezwzględna wilgotność atmosferyczna waha się od ok. 0.002
zimą do ok. 0.02
latem.

W praktyce nie ma większego znaczenia ilość pary w 1 m³, lecz stopień nasycenia powietrza parą wodną zależy jeszcze od temperatury, dlatego wprowadza się pojęcie wilgotności względnej

Wilgotność względną powietrza - stosunek masy pary wodnej m₁ zawartej w pewnej objętości powietrza do tej masy pary wodnej m₂, która by tę objętość w danej temperaturze nasyciła.

Masa pary m w danej objętości zależy od gęstości ρ (
), a gęstość jest wprost proporcjonalna do ciśnienia p, możemy więc zapisać:
gdzie a- współczynnik proporcjonalności oraz
p₁- prężność pary wodnej zawartej w powietrzu w pewnej temperaturze, p₂- prężność pary wodnej nasyconej w tej temperaturze.

Wilgotność względną wyrażamy zwykle w %

Np. wilgotność w = 50% oznacza wg. wzoru, że
, czyli powietrze zawiera połowę tej masy pary wodnej, która byłaby potrzebna do nasycenia; W = 100% oznacza nasycenia.

Wilgotność względna powietrza ma podstawowe znaczenie w spichlerzach zbożowych, magazynach żywnościowych, a także bibliotekach, muzeach itp. Do jej pomiarów stosuje się higrometry (włosowy, Aluarda, Daniela) oraz psychometry.

POMIAR WILGOTNOŚCI POWIETRZA ZA POMOCĄ PSYCHOMETRU

Psychometr

Na wspólnej podstawie są zawieszone dwa jednakowe termometry. Zbiorniczek z rtęcią jednego z nich, owinięty muślinem, jest stale zwilżany wodą z naczynka n, w którym zanurzony jest jeden koniec muślinu.

Woda parując zużywa ciepło. Pobiera je z najbliższego otoczenia , a więc z termometru, który tym samym oziębia się i to tym bardziej, im szybsze jest parowanie, czyli im suchsze jest powietrze. Termonetr jednocześnie uzupełnia swe ciepło z otoczenia. Przy pewnej różnicy temperatur między termometrem mokrym
a suchym
, czyli otoczeniem, dopływ ciepła dokładnie pokrywa straty i wówczas różnica temperatur obu termometrów się ustala.

Biorąc pod uwagę różnicę temperatur obu termometrów, możemy z tablic psychometrycznych odczytać wilgotność powietrza lub ją obliczyć, korzystając ze wzoru:
gdzie: p₂ - prężność pary wodnej nasyconej w temp. termometru suchego, p₁ -prężność pary wodnej znajdującej się w powietrzu

Prężność pary wodnej p₁ znajdującej się w powietrzu obliczamy ze wzoru:
gdzie: p - prężność pary wodnej nasyconej w temp. termometru mokrego t₂, k - stały współczynnik, t₁ - temp. termometru suchego, t₂ - temp. termometru mokrego, b - ciśnienie atmosferyczne

W przybliżeniu można przyjąć, że szybkość parowania V (tzn. masa m wody przechodzącej w stan pary w ciągu 1 s.) jest proporcjonalna do różnicy między ciśnieniem p pary nasyconej tej cieczy w danej temperaturze a ciśnieniem pary p₁ panującym w danej chwili nad cieczą oraz do powierzchni parującej S i odwrotnie proporcjonalna do ciśnienia barometrycznego.

Ilość ciepła pobranego na parowanie Q₁ jest z kolei proporcjonalna do szybkości parowania.

Mamy zatem: Q₁ V,
gdzie: B - współczynnik proporcjonalności.

Dopływ ciepła do termometru wilgotnego jest wprost proporcjonalny do różnicy temperatury otoczenia t₁ (czyli termometru suchego) i temp. termometru wilgotnego ( t₂) oraz do ogrzewanej powierzchni:
gdzie: C - współczynnik proporcjonalności

Z chwilą ustalenia się temperatury t₂ dopływ ciepło równa się odpływowi Q₁ = Q₂ stąd:
gdzie: k - stały współczynnik charakterystyczny dla danego układu (przyrządu)

Powietrze w pokoju jest prawie nieruchome, psychometr wskazywał by więc wilgotność tylko swego najbliższego otoczenia nasyconego parą z mokrego muślinu. Aby tego uniknąć, przedmuchuje się powietrze za pomocą wiatraczka.

---