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相對濕度——如何定義和計(jì)算?

更新時(shí)間:2024-04-28   點(diǎn)擊次數(shù):463次

  掌握濕度參數(shù)的第一步是要理解水蒸氣分壓。我們將在海邊的沙灘上畫一個(gè)邊長一米的正方形,并以此開始我們的旅程。現(xiàn)在,想象一下一個(gè)質(zhì)量為10,300 kg的空氣柱穿過大氣層進(jìn)入太空。這一氣團(tuán)會(huì)產(chǎn)生力量相當(dāng)于101,325牛頓/平方米的靜壓。

  這定義了壓強(qiáng)單位帕斯卡[Pa]:牛頓/平方米。這種方式計(jì)算出的是總的氣體壓強(qiáng)。我們呼吸的空氣是混合氣體,主要成分為氮?dú)?N2)、氧氣(O2)、水蒸氣(H2O)、氬氣(Ar)和二氧化碳(CO2)等。這些成分可以通過道爾頓分壓定律表示:

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  這些成分中,濃度變化最大的是水蒸氣,它是影響天氣和氣候、眾多工業(yè)過程和我們?nèi)粘I钇渌矫娴闹匾蛩亍?/p>

  地球上自然界中水以三種不同的形式存在:冰、水和氣體。氣態(tài)水的最大值是受溫度影響的:溫度越高,水蒸氣的分壓越高,這意味著空氣中溶解水的含量也越高。特定溫度下的最大水蒸氣壓被稱為飽和水蒸氣壓。水蒸氣壓不會(huì)超過這一限值,要證明此事實(shí),簡單的方式就是看看天空中的云。達(dá)到飽和水蒸氣壓并且環(huán)境無法再將水維持在氣態(tài)時(shí),便會(huì)形成云,這意味著其中一些氣態(tài)水凝結(jié)成了小水滴,這些小水滴可能最終會(huì)以雨水的形式落下。

  相對濕度(RH)這一概念是指在相同的溫度條件下,水蒸氣的實(shí)際含量相對于水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)的含量的百分比。當(dāng)出現(xiàn)降雨時(shí),云中的相對濕度顯然為100%RH,此時(shí)雨滴形成。盡管在過去幾年中,可用的儀器儀表和技術(shù)得到了顯著發(fā)展,但天氣有時(shí)仍然會(huì)超出我們的預(yù)料。我們?nèi)祟愒噲D控制環(huán)境,這使得我們在技術(shù)側(cè)面和工業(yè)領(lǐng)域取得了長足發(fā)展。我們可以按需創(chuàng)造出受控的環(huán)境,無論是用于干燥衣物還是用于通過高度敏感的原材料開發(fā)高技術(shù)。

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  潮濕的棉襯衫、用于生產(chǎn)鋰電池的導(dǎo)電鹽和HUMICAP®薄膜聚合物傳感器之間存在哪些共同點(diǎn)?答案是,它們都是吸濕材料,可吸收周圍環(huán)境中的水分子,直至達(dá)到平衡狀態(tài)。在這里,相對濕度發(fā)揮著重要作用,因?yàn)椴牧系钠胶夂逝c相對濕度水平密切相關(guān)。幸運(yùn)的是,我可以相信我的手機(jī)電池是在受控環(huán)境下生產(chǎn)的,電池受到保護(hù),可以耐受偶發(fā)的液體潑灑。在雨中變得潮濕的棉襯衫又是怎么一回事呢?下雨時(shí),襯衫無法干透,即使做好防雨措施也是如此。但如果我將襯衫放進(jìn)干衣機(jī),就可以提高干燥速度。為什么襯衫在高溫下干得更快?干衣機(jī)內(nèi)的濕度更低嗎?簡而言之,溫度升高后,空氣相對來說會(huì)更干燥。這意味著干衣機(jī)內(nèi)的相對濕度降低了,棉襯衫會(huì)傾向于與周圍環(huán)境達(dá)到平衡狀態(tài),最終會(huì)變得更加干燥。


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