Как сосчитать пар или Относительная влажность воздуха
Последнее время друзья-знакомые так часто спрашивали меня о том, что такое точка росы, что я даже решила написать о ней пост. Но поняла, что тогда уж нужно написать и об относительной влажности воздуха - ведь эти понятия неразрывно связаны. Думала обойтись парой абзацев , однако не вышло, и точка росы пока так и осталась в черновом наброске. А относительная влажность, наоборот, - разрослась. :)
Относительная влажность - на первый взгляд, довольно сложное понятие. Вот какое ее определение дается в моем любимом гидрометеорологическом словаре.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ. Процентное соотношение фактической упругости водяного пара в атмосфере (е) к упругости насыщающего водяного пара (Е) при той же температуре.
Можно также определить относительную влажность как отношение фактической абсолютной или удельной влажности к абсолютной или удельной влажности для состояния насыщения при той же температуре.
Конечно, если вы хорошо разбираетесь в физике, ничего сложного для вас здесь нет. Вы счастливый человек, и этот пост вам не нужен - смело пролистывайте. Если же вы, как и я когда-то, не можете понять такой текст с первого раза, читайте дальше.
Воздух, как известно, является смесью различных газов, в том числе и водяного пара. Водяной пар попадает в атмосферу благодаря испарению с поверхности морей и океанов, рек и озер, влажной почвы и растительного покрова. Водяной пар является самой изменчивой частью воздуха, зависящей от очень многих факторов. Он один из важных индикаторов состояния атмосферы, так как чутко реагирует на все изменения, которые в ней происходят.
Относительная влажность измеряется в процентах. Но тут может возникнуть вопрос: в процентах от чего? От какой величины? Многие, не особо задумываясь, ошибочно полагают, что 100% - это весь объем воздуха, а относительная влажность - та часть этого объема, которую занимает водяной пар. Водяной пар - это обычная вода, только в газообразном состоянии. И если считать верным предыдущее рассуждение, то стопроцентная влажность воздуха - это когда вокруг вообще нет ничего, кроме воды. Воздух без воздуха - это нонсенс, не правда ли? J
Чтобы дойти до сути определения относительной влажности, нужно вначале разобраться с упругостью водяного пара (ее еще называют парциальным давлением водяного пара).
Пар, как уже говорилось выше, появляется в атмосфере вследствие испарения с различных поверхностей. Молекулы жидкости находятся в непрерывном движении. Движутся они с разными скоростями и в разных направлениях. Те, что находятся у поверхности жидкости и движутся быстрее остальных, вылетают наружу. Чем выше температура, тем больше «быстрых» молекул. Все больше их вылетает на поверхность, и над ней образуется слой пара. Однако так как молекулы движутся в разных направлениях, часть их возвращается назад в жидкость. Если вылетающих частиц больше, чем возвращающихся обратно, происходит процесс испарения.
Со временем может получиться так, что число «беглецов» и «возвращающихся» сравняется: установится состояние насыщения. Если же количество покидающих жидкость молекул продолжит нарастать, начнется обратный процесс - конденсация.
Водяной пар, который образуется над испаряющей влагу поверхностью, оказывает давление, которое и называется упругостью пара. Она измеряется в тех же величинах, что и атмосферное давление. Предельное значение упругости водяного пара - это то значение, которого она достигает, когда устанавливается состояние насыщения. Когда в жидкость возвращается ровно столько же молекул, сколько вылетело.
Упругость водяного пара (или парциальное давление) напрямую связана с температурой воздуха. Чем выше температура, тем выше становится предельная упругость, а значит, тем больше молекул воды должно попасть в воздух, чтобы достичь состояния равновесия. Предельные значения парциального давления могут быть теоретически рассчитаны для любого значения температуры воздуха. Но оно далеко не всегда является предельным. Фактическая упругость меняется постоянно, так же как и температура воздуха.
Теперь можно вернуться к относительной влажности воздуха. Зная, что такое упругость водяного пара, нетрудно понять определение из гидрометеорологического словаря. Относительная влажность воздуха - это процентное отношение упругости водяного пара, которая наблюдается в данный момент времени к упругости, максимально возможной при той же температуре. При определении относительной влажности за 100% берется упругость насыщающего пара при данной температуре. Например, температура воздуха 21.3°С, а относительная влажность при этом составляет 68%. Это значит, что количество пара, которое сейчас находится в воздухе, составляет 68% от такого его количества, которое сделало бы упругость предельной и при температуре 21.3°С система пришла бы в состояние равновесия.
Этот пост - продолжение рубрики «метеоликбез». Буду благодарна за отзывы и предложения. Слишком сложно или слишком просто? Интересно или скучно? Напишите, пожалуйста, в комментариях, что вы думаете об этом посте.
Относительная влажность - на первый взгляд, довольно сложное понятие. Вот какое ее определение дается в моем любимом гидрометеорологическом словаре.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ. Процентное соотношение фактической упругости водяного пара в атмосфере (е) к упругости насыщающего водяного пара (Е) при той же температуре.
Можно также определить относительную влажность как отношение фактической абсолютной или удельной влажности к абсолютной или удельной влажности для состояния насыщения при той же температуре.
Конечно, если вы хорошо разбираетесь в физике, ничего сложного для вас здесь нет. Вы счастливый человек, и этот пост вам не нужен - смело пролистывайте. Если же вы, как и я когда-то, не можете понять такой текст с первого раза, читайте дальше.
Воздух, как известно, является смесью различных газов, в том числе и водяного пара. Водяной пар попадает в атмосферу благодаря испарению с поверхности морей и океанов, рек и озер, влажной почвы и растительного покрова. Водяной пар является самой изменчивой частью воздуха, зависящей от очень многих факторов. Он один из важных индикаторов состояния атмосферы, так как чутко реагирует на все изменения, которые в ней происходят.
Относительная влажность измеряется в процентах. Но тут может возникнуть вопрос: в процентах от чего? От какой величины? Многие, не особо задумываясь, ошибочно полагают, что 100% - это весь объем воздуха, а относительная влажность - та часть этого объема, которую занимает водяной пар. Водяной пар - это обычная вода, только в газообразном состоянии. И если считать верным предыдущее рассуждение, то стопроцентная влажность воздуха - это когда вокруг вообще нет ничего, кроме воды. Воздух без воздуха - это нонсенс, не правда ли? J
Чтобы дойти до сути определения относительной влажности, нужно вначале разобраться с упругостью водяного пара (ее еще называют парциальным давлением водяного пара).
Пар, как уже говорилось выше, появляется в атмосфере вследствие испарения с различных поверхностей. Молекулы жидкости находятся в непрерывном движении. Движутся они с разными скоростями и в разных направлениях. Те, что находятся у поверхности жидкости и движутся быстрее остальных, вылетают наружу. Чем выше температура, тем больше «быстрых» молекул. Все больше их вылетает на поверхность, и над ней образуется слой пара. Однако так как молекулы движутся в разных направлениях, часть их возвращается назад в жидкость. Если вылетающих частиц больше, чем возвращающихся обратно, происходит процесс испарения.
Со временем может получиться так, что число «беглецов» и «возвращающихся» сравняется: установится состояние насыщения. Если же количество покидающих жидкость молекул продолжит нарастать, начнется обратный процесс - конденсация.
Водяной пар, который образуется над испаряющей влагу поверхностью, оказывает давление, которое и называется упругостью пара. Она измеряется в тех же величинах, что и атмосферное давление. Предельное значение упругости водяного пара - это то значение, которого она достигает, когда устанавливается состояние насыщения. Когда в жидкость возвращается ровно столько же молекул, сколько вылетело.
Упругость водяного пара (или парциальное давление) напрямую связана с температурой воздуха. Чем выше температура, тем выше становится предельная упругость, а значит, тем больше молекул воды должно попасть в воздух, чтобы достичь состояния равновесия. Предельные значения парциального давления могут быть теоретически рассчитаны для любого значения температуры воздуха. Но оно далеко не всегда является предельным. Фактическая упругость меняется постоянно, так же как и температура воздуха.
Теперь можно вернуться к относительной влажности воздуха. Зная, что такое упругость водяного пара, нетрудно понять определение из гидрометеорологического словаря. Относительная влажность воздуха - это процентное отношение упругости водяного пара, которая наблюдается в данный момент времени к упругости, максимально возможной при той же температуре. При определении относительной влажности за 100% берется упругость насыщающего пара при данной температуре. Например, температура воздуха 21.3°С, а относительная влажность при этом составляет 68%. Это значит, что количество пара, которое сейчас находится в воздухе, составляет 68% от такого его количества, которое сделало бы упругость предельной и при температуре 21.3°С система пришла бы в состояние равновесия.
Этот пост - продолжение рубрики «метеоликбез». Буду благодарна за отзывы и предложения. Слишком сложно или слишком просто? Интересно или скучно? Напишите, пожалуйста, в комментариях, что вы думаете об этом посте.