umiditatea aerului

Umiditatea aerului este conținutul de apă din aer (atmosferă). Cantitatea de umiditate pe care o poate absorbi aerul depinde de temperatura lui.

Umiditatea aerului în fizică și tehnică

Aerul care nu conține nicio vapori de apă se numește aer uscat, iar aerul cu conținut de vapori de apă aer umed. Pentr calculele fizice și aplicațiile tehnice se folosesc adesea următoarele metode de exprimare a umidității aerului.

Umiditatea absolută

Umiditatea absolută este masa vaporilor de apă din volumul aerului umed. Se notează $\rho _{p}$ și are unitatea kg.m^-3.^[1]

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

unde:

$p_{p}$ - presiunea parțială vaporilor de apă din aer la temperatura dată (Pa)
$r_{p}$ - constantă specifică a gazelor vaporilor de apă (J.K^-1.kg^-1)
$T$ - temperatura (K).

Umiditatea relativă

Umiditatea relativă este raportul dintre cantitatea de umiditate și cantitatea maximă posibilă la aceeași temperatură. Se notează $\varphi$ și se exprimă în procente.^[1]

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

unde:

$m_{p}$ - masa vaporilor de apă din aer la temperatura dată (kg)
$m''_{p}$ - masa maximă a vaporilor de apă în aerul saturat la temperatura dată (kg)
$p_{p}$ - presiunea parțială a vaporilor de apă din aer la temperatura dată (Pa)
$p_{s}$ - presiunea parțială a vaporilor de apă în aerul saturat la temperatura dată (Pa).

Umiditatea relativă poate lua valori între 0 - 1 (0 - 100%).

Umiditatea specifică

Umiditatea specifică este masa vaporilor de apă care revin la o unitate de masă a aerului uscat. Se notează $x$ și are unitatea kg.kg_sv^-1.^[1]

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

unde:

$m_{p}$ - masa vaporilor de apă din aer (kg)
$m_{v}$ - masa aerului uscat (kg)
$p_{p}$ - presiunea parțială a vaporilor de apă din aer la temperatura dată (Pa)
$p$ - presiunea aerului umed (totală) (Pa)

Umiditatea aerului în meteorologie

În meteorologie este definită prin aceste mărimi (primele trei sunt menționate în capitolul anterior):

umiditatea absolută a aerului - cantitatea de vapori de apă în grame în 1 m³ aer
umiditatea relativă (=proporțională) a aerului - umiditatea absolută a aerului împărțită la umiditatea vaporilor de apă saturate (adică cantitatea maximă de vapori de apă) la aceeași temperatură în același volum
umiditatea specifică (=măsurată) a aerului - cantitatea de vapori de apă în grame în 1 kg aer uscat
deficitul punctului de rouă - temperatura aerului minus temperatura punctului de rouă
presiunea vaporilor de apă - presiunea parțială vaporilor de apă în hPa
complementul de saturație - presiunea vaporilor la saturație peste apa la temperatura zilei minus presiunea reală a vaporilor

În atmosferă apa se găsește în toate cele trei stări de agregare. Între suprafața activă și atmosferă are loc o schimbare constantă a umidității, care are loc prin convecția turbulentă și difuzia moleculară difuzie. Conținutul de vapori de apă din aer influențează desfășurarea diferitelor procese în atmosferă, cum ar fi bilanțul radiației, curăția aerului și așa mai departe.

Fluctuațiile caracteristicilor umidității aerului sunt în general legate de schimbările periodice ale temperaturii aerului. Aerul uscat are o umiditate relativă de 0 %, iar aerul saturat cu vapori de apă are o umiditate relativă de 100 %.

Împărțirea aerului după umiditatea lui

Zona percepției plăcute a umidității aerului în funcție de temperatura termometrului uscat

După conținutul de umiditate aerul poate fi împărțit în:^[1]

aer nesaturat - presiunea parțială a vaporilor de apă din aer este mai mică decât presiunea saturată la aceeași temperatură,
aer saturat - presiunea parțială a vaporilor de apă este egală cu presiunea saturată la aceeași temperatură,
aer suprasaturat - aer saturat cu conținut suplimentar de umiditate în altă stare de agregare: sub formă de ceață sau inovație.

Umiditatea și omul

Dacă încălzim aerul rece din iarnă la o temperatură plăcută, chiar cu o cantitate constantă de vapori de apă în aer, umiditatea relativă a acestuia va scădea. Acest lucru se datorează faptului că la temperaturi mai mari, aerul poate absorbi o cantitate mai mare de vapori de apă. Umiditatea cea mai plăcută pentru om este la o valoare a umidității relative de 50-60 %. Prin urmare, în cazul sistemelor de aer condiționat și sistemelor de încălzire în clădiri, este necesar să se rezolve și umidificarea sau uscarea aerului.