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相對濕度——如何定義和計算?

更新時間:2024-04-28   點擊次數:741次

  掌握濕度參數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邊長一米的正方形,并以此開始我們的旅程?,F在,想象一下一個質量為10,300 kg的空氣柱穿過大氣層進入太空。這一氣團會產生力量相當于101,325牛頓/平方米的靜壓。

  這定義了壓強單位帕斯卡[Pa]:牛頓/平方米。這種方式計算出的是總的氣體壓強。我們呼吸的空氣是混合氣體,主要成分為氮氣(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)過程和我們日常生活其他方面的重要因素。

  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。水蒸氣壓不會超過這一限值,要證明此事實,簡單的方式就是看看天空中的云。達到飽和水蒸氣壓并且環(huán)境無法再將水維持在氣態(tài)時,便會形成云,這意味著其中一些氣態(tài)水凝結成了小水滴,這些小水滴可能最終會以雨水的形式落下。

  相對濕度(RH)這一概念是指在相同的溫度條件下,水蒸氣的實際含量相對于水蒸氣達到飽和時的含量的百分比。當出現降雨時,云中的相對濕度顯然為100%RH,此時雨滴形成。盡管在過去幾年中,可用的儀器儀表和技術得到了顯著發(fā)展,但天氣有時仍然會超出我們的預料。我們人類試圖控制環(huán)境,這使得我們在技術側面和工業(yè)領域取得了長足發(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。

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  潮濕的棉襯衫、用于生產鋰電池的導電鹽和HUMICAP®薄膜聚合物傳感器之間存在哪些共同點?答案是,它們都是吸濕材料,可吸收周圍環(huán)境中的水分子,直至達到平衡狀態(tài)。在這里,相對濕度發(fā)揮著重要作用,因為材料的平衡含水率與相對濕度水平密切相關。幸運的是,我可以相信我的手機電池是在受控環(huán)境下生產的,電池受到保護,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,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干衣機,就可以提高干燥速度。為什么襯衫在高溫下干得更快?干衣機內的濕度更低嗎?簡而言之,溫度升高后,空氣相對來說會更干燥。這意味著干衣機內的相對濕度降低了,棉襯衫會傾向于與周圍環(huán)境達到平衡狀態(tài),最終會變得更加干燥。


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