Vlhkosť vzduchu

Kvapky rosy ako dôsledok zníženia teploty nasýteného vzduchu počas noci

vlhkomer

Vlhkosť vzduchu je obsah vody vo vzduchu (atmosfére). Množstvo vlhkosti ktorú môže vzduch pohltiť závisí od jeho teploty.

Vlhkosť vzduchu vo fyzike a technike

Vzduch ktorý neobsahuje žiadnu vodnú paru sa nazýva suchý vzduch, vzduch s obsahom vodnej pary vlhký vzduch. Pre fyzikálne výpočty a technické aplikácie sa často používajú nasledovné spôsoby vyjadrenia vlhkosti vzduchu.

Absolútna vlhkosť

Absolútna vlhkosť je hmotnosť vodných pár v objeme vlhkého vzduchu. Označuje sa $\rho _{p}$ a má jednotku kg.m^-3.

$\rho _{p}={\frac {p_{p}}{r_{p}.T}}$

kde:

• $p_{p}$ - parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote (Pa)
• $r_{p}$ - špecifická plynová konštanta vodnej pary (J.K^-1.kg^-1)
• $T$ - teplota (K).

Relatívna vlhkosť

Relatívna vlhkosť je pomer množstva vlhkosti k maximálnemu možnému množstvu pri rovnakej teplote. Označuje sa $\varphi$ a udáva sa v percentách.

$\varphi ={\frac {m_{p}}{m''_{p}}}{\dot {=}}{\frac {p_{p}}{p_{s}}}$

kde:

• $m_{p}$ - hmotnosť vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote (kg)
• $m''_{p}$ - maximálna hmotnosť vodnej pary v nasýtenom vzduchu pri danej teplote (kg)
• $p_{p}$ - parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote (Pa)
• $p_{s}$ - parciálny tlak vodnej pary v nasýtenom vzduchu pri danej teplote (Pa).

Relatívna vlhkosť môže nadobúdať hodnoty v rozmedzí 0 - 1 (0 - 100%).

Špecifická vlhkosť

Špecifická vlhkosť je hmotnosť vodných pár pripadajúcich na jednotku hmotnosti suchého vzduchu. Označuje sa $x$ a má jednotku kg.kg_sv^-1.

$x={\frac {m_{p}}{m_{v}}}=0,622.{\frac {p_{p}}{p-p_{p}}}$

kde:

• $m_{p}$ - hmotnosť vodnej pary vo vzduchu (kg)
• $m_{v}$ - hmotnosť suchého vzduchu (kg)
• $p_{p}$ - parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote (Pa)
• $p$ - tlak vlhkého vzduchu (celkový) (Pa)

Vlhkosť vzduchu v meteorológii

V meteorológii je definovaná týmito veličinami (prvé tri sú uvedené v predošlej kapitole):

• absolútna vlhkosť vzduchu - množstvo vodnej pary v gramoch v 1 m³ vzduchu
• relatívna (=pomerná) vlhkosť vzduchu - absolútna vlhkosť vzduchu vydelená vlhkosťou nasýtených vodných pár (teda maximálnym množstvom vodných pár) pri rovnakej teplote v rovnakom objeme
• špecifická (=merná) vlhkosť vzduchu - množstvo vodných pár v gramoch v 1 kg suchého vzduchu
• deficit rosného bodu - teplota vzduchu mínus teplota rosného bodu
• tlak vodných pár - parciálny tlak vodných pár v hPa
• sýtostný doplnok - tlak pár pri nasýtení nad vodou za dennej teploty mínus skutočný tlak pár

V atmosfére sa voda nachádza vo všetkých troch skupenstvách. Medzi aktívnym povrchom a atmosférou prebieha neustála výmena vlahy, ktorá sa uskutočňuje prostredníctvom turbulentného prúdenia a molekulárnou difúziou. Obsah vodnej pary vo vzduchu má vplyv na priebeh rôznych procesov v atmosfére, napr. na bilanciu žiarenia, čistotu ovzdušia a podobne.

Výkyvy charakteristík vlhkosti vzduchu vo všeobecnosti súvisia s periodickými zmenami teploty vzduchu. Suchý vzduch má relatívnu vlhkosť 0 %, vzduch nasýtený vodnou parou má relatívnu vlhkosť 100 %.

Rozdelenie vzduchu podľa jeho vlhkosti

Oblasť príjemného vnímania vlhkosti vzduchu v závislosti od teploty suchého teplomera

Podľa obsahu vlhkosti možno vzduch rozdeliť na:

1. nenasýtený vzduch - parciálny tlak vodných pár vo vzduchu je menší ako tlak sýtych pár pri rovnakej teplote,
2. nasýtený vzduch - parciálny tlak vodných pár je rovnaký ako tlak sýtych pár pri rovnakej teplote,
3. presýtený vzduch - nasýtený vzduch s obsahom ďalšej vlhkosti v inom skupenstve: vo forme hmly alebo inovate.

Vlhkosť a človek

Ak zohrejeme v zime chladný vzduch na príjemnú teplotu, aj pri konštantnom množstve vodných pár vo vzduchu, klesne jeho relatívna vlhkosť. Je to zapríčinené tým že pri vyššej teplote dokáže vzduch pohltiť väčšie množstvo vodných pár. Najpríjemnejšia vlhkosť vzduchu pre človeka je pri hodnote relatívnej vlhkosti 50-60 %. Preto je pri klimatizačných a vykurovacích zariadeniach v budovách potrebné riešiť aj zvlhčovanie alebo vysušovanie vzduchu.

Referencie

Fyzikálny portál Portál vied o Zemi