При температуре 20

Определение

Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей формуле:

f = m V = ρ s t e a m , {\displaystyle f={\frac {m}{V}}=\rho _{steam},}

где V {\displaystyle V} — объём влажного воздуха, а m {\displaystyle m} — масса водяного пара, содержащегося в этом объёме.

Обычно используемая единица абсолютной влажности: = 1 {\displaystyle =1} г/м³.

Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определённое количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения.

Рассматривая водяной пар как идеальный газ, с помощью уравнения Клапейрона — Менделеева получают соотношение, связывающее плотность и парциальное давление водяного пара:

ρ s t e a m = M ⋅ p ( H 2 O ) R ⋅ T {\displaystyle \rho _{steam}={\frac {M\cdot {p}_{(H_{2}O)}}{R\cdot T}}} ,

где M {\displaystyle M} — молярная масса воды (18,01528 г/моль); p ( H 2 O ) {\displaystyle {p}_{(H_{2}O)}} — парциальное давление паров воды в воздухе; R {\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная (R = 8,3144598(48) Дж⁄(моль∙К)); T {\displaystyle T} — температура воздуха, К.

Переход к относительной влажности

Согласно следствию закона Бойля — Мариотта, при изотермическом процессе давление газа изменяется прямо пропорционально его плотности. Отсюда формулу расчёта относительной влажности воздуха можно теперь выразить иначе:

R H = p ( H 2 O ) p ( H 2 O ) ∗ × 100 % = ρ ( H 2 O ) ρ ( H 2 O ) ∗ × 100 % , {\displaystyle RH={\frac {{p}_{(H_{2}O)}}{p_{(H_{2}O)}^{*}}}\times 100\%={\frac {{\rho }_{(H_{2}O)}}{\rho _{(H_{2}O)}^{*}}}\times 100\%,}

откуда следует, что

ρ ( H 2 O ) = R H × ρ ( H 2 O ) ∗ 100 % , {\displaystyle {\rho }_{(H_{2}O)}={\frac {RH\times {\rho }_{(H_{2}O)}^{*}}{100\%}},}

где

R H {\displaystyle RH} — относительная влажность воздуха (обычно обозначается греческой буквой φ); p ( H 2 O ) {\displaystyle {p}_{(H_{2}O)}} — парциальное давление паров воды в воздухе; p ( H 2 O ) ∗ {\displaystyle {p}_{(H_{2}O)}^{*}} — равновесное давление насыщенного пара. ρ ( H 2 O ) {\displaystyle {\rho }_{(H_{2}O)}} — это и есть абсолютная влажность воздуха f {\displaystyle f} , а ρ ( H 2 O ) ∗ {\displaystyle {\rho }_{(H_{2}O)}^{*}} — плотность насыщенного водяного пара при данной температуре, значение которой можно найти из психрометрических таблиц Всемирной метеорологической организации:

Зависимость плотности насыщенного пара от температуры воздуха

Температура t , ∘ C {\displaystyle t,{}^{\circ }C} Плотность насыщенного водяного пара ρ ( H 2 O ) ∗ {\displaystyle {\rho }_{(H_{2}O)}^{*}} , г/м³ Температура t , ∘ C {\displaystyle t,{}^{\circ }C} Плотность насыщенного водяного пара ρ ( H 2 O ) ∗ {\displaystyle {\rho }_{(H_{2}O)}^{*}} , г/м³
0,0 4,9 55,0 104,0
5,0 6,8 60,0 129,5
10,0 9,4 65,0 160,1
15,0 12,8 70,0 196,4
20,0 17,3 75,0 239,3
25,0 23,0 80,0 289,7
30,0 30,4 85,0 348,7
35,0 39,6 90,0 417,3
40,0 51,2 95,0 496,8
45,0 65,4 100,0 588,5
50,0 82,8 и т.д. >588,5

Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоёмкости. Величина влагоёмкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры.

> См. также

  • Влажность
  • Насыщенный пар
  • Относительная влажность
  • Психрометр

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *