Penentuan kelembaban udara mutlak. Kelembaban absolut dan relatif

Anda akan perlu

• - termometer air raksa;
• - kapal tertutup;
• - tabel ketergantungan uap air jenuh terhadap suhu;
• - psikrometer.

instruksi

Untuk mengukur kelembapan secara langsung, ambil sampel udara ke dalam wadah kedap udara dan mulai mendinginkannya. Ketika embun muncul di dinding bejana (uap mengembun), tuliskan suhu terjadinya embun. Dengan menggunakan tabel khusus, temukan massa jenisnya uap jenuh pada suhu di mana ia mengembun. Ini akan menjadi hal yang mutlak kelembaban udara, sampelnya diambil.

Menentukan kelembaban relatif dengan dua termometer Ambil dua termometer yang identik. Termometer air raksa cair lebih cocok. Bungkus kain kasa di sekitar botol cairan kerja dari salah satunya, lalu basahi dengan banyak air. Setelah menunggu beberapa saat, lakukan pembacaan termometer dalam Celcius. Kemudian cari perbedaan suhu pada termometer basah dan kering; pembacaan termometer akan sama atau lebih rendah dari termometer kering. Dalam tabel psikrometri, temukan kolom pembacaan bola kering dan temukan kecocokan yang paling dekat dengan hasil pengukuran. Kemudian, dengan menggunakan garis, carilah nilai yang sesuai dengan perbedaan yang dihitung dalam pembacaan termometer kering dan basah; sel akan berisi nilai relatif kelembaban udara dalam persentase.

Penentuan kelembapan relatif dengan higrometer rambutKarena bulu kuda berubah panjangnya tergantung kelembapan udara, kencangkan dan pasangkan ke dinamometer sensitif. Berdasarkan kekuatannya, Anda dapat menentukan kerabatnya kelembaban udara. Pengukuran ini akan menjadi yang paling tidak akurat.

Saran yang bermanfaat

Saat menghitung, tekanan uap jenuhnya bisa diganti dengan massa jenisnya, hal ini tidak akan mempengaruhi hasilnya.

Kelembaban menunjukkan seberapa banyak uap air yang terkandung di udara. Indikator ekologi yang penting dari lingkungan adalah kelembaban relatif. Jika nilainya terlalu rendah atau terlalu tinggi, seseorang cepat lelah, persepsi, ingatan, dan kesejahteraannya memburuk.

instruksi

Kelembaban bisa bersifat absolut atau relatif. Kelembaban mutlak f menunjukkan jumlah sebenarnya uap air berdasarkan massa yang ada di suatu udara. Untuk mencari kelembapan absolut udara, bagi massa uap dengan volume total. Satuan pengukuran – ​​per meter kubik, g/m³.

Ada konsep maksimal kelembaban mutlak pada suhu tetap. Faktanya kepadatan tidak dapat meningkat tanpa batas waktu, pada titik tertentu terjadi kesetimbangan termodinamika. Ini adalah keadaan sistem di mana parameter makroskopis, seperti suhu, volume, tekanan, entropi, adalah konstan terhadap waktu. Nilai-nilai ini berfluktuasi di sekitar nilai rata-ratanya jika lingkungan luar.

Jadi, ketika terjadi kesetimbangan termodinamika antara uap dan udara, maka udara dikatakan jenuh dengan uap. Kelembaban udara jenuh dengan uap maksimal. Disebut juga batas saturasi. Itu juga dalam g/m³. Kita dapat menetapkannya sebagai F.

Kelembapan mutlak

Kelembaban udara mutlak adalah massa jenis uap air di udara, dengan kata lain massa uap air yang dapat ditampung dalam satu meter kubik udara. Indikatornya diukur dalam gram per meter kubik.

Udara cukup mampu mencapai keadaan jenuh sempurna, hal ini disebabkan pada suhu konstan hanya mampu menyerap uap dalam jumlah tertentu. Kelembapan absolut ini (ketika udara sudah jenuh sempurna) disebut kapasitas kelembapan.

Kelembaban relatif

Kapasitas kelembaban secara langsung bergantung pada suhu, dan meningkat tajam seiring peningkatannya. Jika kita menghitung rasio kelembaban absolut udara pada suhu tertentu dengan kapasitas kelembabannya pada suhu yang sama, kita mendapatkan indikator yang disebut.

Jika kita menganalisis nilai kelembaban relatif pada skala Bumi, maka nilai tersebut paling tinggi zona khatulistiwa, di garis lintang kutub dan di dalam benua garis lintang tengah di waktu musim dingin, dan terendah di subtropis dan . Seiring bertambahnya ketinggian, kelembapan udara menurun dengan cepat.

Cara mengetahui kelembaban relatif

Untuk menentukan kelembaban relatif udara, alat khusus digunakan - psikrometer. Pada dasarnya ini adalah sistem dua termometer. Penutup kain kasa diletakkan di salah satunya, yang ujungnya dicelupkan ke dalam air. Termometer kedua beroperasi seperti biasa dan menunjukkan suhu udara saat ini. Yang pertama, termometer dengan penutup, menunjukkan lebih banyak suhu rendah(lagipula, ketika uap air menguap dari penutup, panas akan dikonsumsi).

Nilai suhu yang ditunjukkan oleh termometer bola basah disebut batas pendinginan, dan perbedaan antara pembacaan bola kering dan bola basah disebut perbedaan psikrometri. Dalam hal ini, kelembapan relatif udara berbanding terbalik dengan perbedaan psikometri: semakin rendah kelembapan, semakin banyak kelembapan yang dapat diserap udara.

Untuk mendapatkan indikator numerik kelembapan relatif, Anda perlu membagi nilai kelembapan absolut dengan kelembapan maksimum yang mungkin. Biasanya hasilnya dinyatakan dalam persentase.

Indikator kelembaban udara sangat penting, karena jika kelembaban terlalu rendah atau tinggi, kesejahteraan seseorang akan memburuk, kinerja menurun, persepsi dan memori memburuk. Selain itu, makanan, bahan bangunan, dan banyak komponen elektronik harus disimpan dalam batas kelembapan udara yang ditentukan secara ketat.

Seringkali dari layar TV atau dari speaker radio kita mendengar tentang tekanan dan kelembapan udara. Tetapi hanya sedikit orang yang tahu apa yang bergantung pada indikator mereka dan bagaimana nilai-nilai tertentu mempengaruhi tubuh manusia.

Untuk menentukan saturasi udara dengan uap air, digunakan instrumen khusus: psikrometer dan hidrometer. Psikrometer Agustus adalah batangan dengan dua termometer: basah dan kering.

Yang pertama dibungkus dengan kain yang dibasahi air, yang mendinginkan tubuhnya saat menguap. Berdasarkan pembacaan termometer ini, kelembaban relatif udara ditentukan dari tabel. Ada banyak hidrometer yang berbeda; pengoperasiannya dapat didasarkan pada berat, film, listrik atau rambut, serta sejumlah prinsip pengoperasian lainnya. DI DALAM tahun terakhir Sensor pengukuran terintegrasi telah mendapatkan popularitas. Hidrostat digunakan untuk memeriksa keakuratan.

Tentang apa artikel ini?

Definisi

Selain kelembaban udara relatif, ada juga nilai kelembaban absolut. Jumlah uap air per satuan volume udara disebut kelembaban absolut. Karena massa diambil sebagai satuan pengukuran besaran, dan nilai uap dalam satu meter kubik udara kecil, maka kelembapan absolut biasanya diukur dalam g/m³. Indikator ini bervariasi dari bagian satuan pengukuran hingga lebih dari 30 g/m³, bergantung pada waktu dalam setahun dan letak geografis permukaan di mana kelembaban diukur.

Kelembaban mutlak merupakan indikator utama yang mencirikan keadaan udara, dan sangat penting Untuk menentukan sifat-sifatnya, perlu membandingkan kelembaban dengan suhu lingkungan, karena parameter-parameter ini saling berhubungan. Misalnya, ketika suhu turun, uap air mencapai keadaan jenuh, setelah itu proses kondensasi dimulai. Suhu dimana hal ini terjadi disebut titik embun.

Instrumen untuk menentukan kelembaban absolut

Penentuan nilai kelembaban mutlak didasarkan pada perhitungannya berdasarkan pembacaan termometer. Secara khusus, menurut pembacaan psikrometer Augustus, yang terdiri dari dua termometer air raksa - satu kering dan satu lagi basah (gambar A pada gambar). Penguapan air dari permukaan yang bersentuhan secara tidak langsung dengan ujung termometer menyebabkan penurunan pembacaannya. Perbedaan antara pembacaan kedua termometer menjadi dasar rumus Agustus, yang menentukan kelembapan absolut. Aliran udara dan radiasi termal dapat mempengaruhi kesalahan dalam pengukuran tersebut.

Psikrometer aspirasi yang dikemukakan oleh Assmann lebih akurat (gambar B). Ini dirancang dengan tabung pelindung yang membatasi efek radiasi termal dan kipas aspirasi yang menciptakan aliran udara yang stabil. Kelembaban absolut ditentukan oleh rumus yang mencerminkan ketergantungannya pada pembacaan termometer dan tekanan barometrik selama periode waktu tertentu.

Nilai Pengukuran Kelembaban Absolut

Pemantauan nilai kelembaban absolut diperlukan dalam meteorologi, karena pembacaan ini memainkan peran besar dalam memprediksi kemungkinan curah hujan. Psikrometer juga digunakan di pertambangan. Kebutuhan untuk pemantauan kelembaban absolut secara konstan di banyak sistem otomasi merupakan prasyarat untuk pengembangan meteran yang lebih modern. Ini adalah sensor elektronik yang melakukan pengukuran yang diperlukan, menganalisis pembacaan dan menampilkan nilai kelembaban absolut yang sudah dihitung.

Tekanan uap jenuh air meningkat pesat seiring dengan meningkatnya suhu. Oleh karena itu, dengan pendinginan udara secara isobarik (yaitu, pada tekanan konstan) dengan konsentrasi uap konstan, suatu momen (titik embun) terjadi ketika uap menjadi jenuh. Dalam hal ini, uap “ekstra” mengembun dalam bentuk kabut, embun, atau kristal es. Proses saturasi dan kondensasi uap air memainkan peran besar dalam fisika atmosfer: proses pembentukan dan pembentukan awan front atmosfer sangat ditentukan oleh proses saturasi dan kondensasi; panas yang dilepaskan selama kondensasi uap air di atmosfer menyediakan mekanisme energi untuk munculnya dan berkembangnya siklon tropis (badai).

Kelembaban relatif adalah satu-satunya indikator higrometri udara yang memungkinkan pengukuran instrumen langsung.

Estimasi Kelembaban Relatif

Kelembaban relatif suatu campuran air-udara dapat diperkirakan jika suhunya diketahui ( T) dan suhu titik embun ( Td), Oleh rumus berikut:

Di mana hal- tekanan uap jenuh untuk suhu yang sesuai, yang dapat dihitung menggunakan rumus Arden Buck:

Perkiraan perhitungan

Kelembaban relatif dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Artinya, setiap perbedaan derajat Celcius antara suhu udara dan suhu titik embun, maka kelembapan relatif berkurang sebesar 5%.

Selain itu, kelembaban relatif dapat diperkirakan dengan menggunakan grafik psikrometri.

Uap air jenuh

Dengan tidak adanya pusat kondensasi, ketika suhu menurun, keadaan lewat jenuh dapat terbentuk, yaitu kelembaban relatif menjadi lebih dari 100%. Ion atau partikel aerosol dapat bertindak sebagai pusat kondensasi; pada kondensasi uap jenuh menjadi ion yang terbentuk selama lewatnya partikel bermuatan dalam uap itulah prinsip operasi ruang Wilson dan ruang difusi didasarkan: tetesan air mengembun pada ion-ion yang terbentuk membentuk jejak (track) partikel bermuatan yang terlihat.

Contoh lain dari kondensasi uap air lewat jenuh adalah jejak pesawat terbang, yang terjadi ketika uap air lewat jenuh mengembun menjadi partikel jelaga dari knalpot mesin.

Sarana dan metode pengendalian

Untuk mengetahui kelembaban udara digunakan alat yang disebut psikrometer dan higrometer. Psikrometer Agustus terdiri dari dua termometer - kering dan basah. Termometer basah menunjukkan suhu yang lebih rendah dibandingkan termometer kering karena wadahnya dibungkus dengan kain yang dibasahi air, yang mendinginkannya saat menguap. Intensitas penguapan tergantung pada kelembaban relatif udara. Berdasarkan pembacaan termometer kering dan basah, kelembaban relatif udara diketahui dengan menggunakan tabel psikrometri. DI DALAM Akhir-akhir ini Sensor kelembaban terintegrasi (biasanya dengan keluaran tegangan) telah banyak digunakan, berdasarkan pada sifat beberapa polimer untuk mengubah karakteristik listriknya (seperti konstanta dielektrik medium) di bawah pengaruh uap air yang terkandung di udara.

Kelembaban udara yang nyaman bagi manusia ditentukan oleh dokumen seperti GOST dan SNIP. Mereka mengatur bahwa di musim dingin kelembaban optimal bagi seseorang di dalam ruangan adalah 30-45%, di musim panas – 30-60%. Data di SNIP sedikit berbeda: 40-60% untuk setiap saat sepanjang tahun, tingkat maksimumnya adalah 65%, tetapi untuk daerah yang sangat lembab - 75%.

Untuk menentukan dan mengkonfirmasi karakteristik metrologi instrumen untuk mengukur kelembaban, instalasi referensi khusus (model) digunakan - ruang iklim (higrostat) atau generator dinamis kelembaban gas.

Arti

Kelembaban relatif merupakan indikator lingkungan yang penting. Jika kelembapan terlalu rendah atau terlalu tinggi, seseorang menjadi cepat lelah, persepsi dan ingatan menurun. Selaput lendir manusia mengering, permukaan yang bergerak retak, membentuk retakan mikro yang langsung ditembus oleh virus, bakteri, dan mikroba. Kelembaban relatif rendah (hingga 5-7%) di apartemen dan kantor telah diamati di daerah dengan suhu luar ruangan negatif rendah yang berkepanjangan. Biasanya, durasi hingga 1-2 minggu pada suhu di bawah −20 ° C menyebabkan ruangan menjadi kering. Faktor penurunan yang signifikan dalam menjaga kelembapan relatif adalah pertukaran udara pada suhu negatif yang rendah. Semakin besar pertukaran udara di dalam ruangan, semakin cepat kelembaban relatif rendah (5-7%) tercipta di ruangan tersebut.

Ventilasi ruangan pada cuaca dingin untuk meningkatkan kelembapan kesalahan ceroboh- ini yang paling banyak metode yang efektif mencapai hal sebaliknya. Alasan kesalahpahaman yang meluas adalah persepsi angka kelembaban relatif, yang diketahui semua orang dari prakiraan cuaca. Ini adalah persentase dari angka tertentu, tetapi angka ini berbeda untuk ruangan dan jalan! Anda dapat mengetahui angka ini dari tabel yang menghubungkan suhu dan kelembaban absolut. Misalnya, kelembapan udara jalanan 100% pada suhu −15 °C berarti 1,6 g air per meter kubik, tetapi udara yang sama (dan gram yang sama) pada +20 °C berarti kelembapan hanya 8%.

Produk makanan, Bahan bangunan dan bahkan banyak komponen elektronik dapat disimpan dalam kisaran kelembapan relatif yang ditentukan secara ketat. Banyak proses teknologi hanya terjadi dengan kontrol ketat terhadap kandungan uap air di udara tempat produksi.

Kelembapan di dalam ruangan bisa diubah.

Humidifier digunakan untuk meningkatkan kelembapan.

Fungsi penurun kelembapan (pengurangan kelembapan) udara diterapkan di sebagian besar AC dan dalam bentuk perangkat terpisah - penurun kelembapan udara.

Dalam florikultura

Kelembaban relatif udara di rumah kaca dan tempat tinggal yang digunakan untuk budidaya tanaman dapat berfluktuasi, yang ditentukan oleh waktu dalam setahun, suhu udara, derajat dan frekuensi penyiraman dan penyemprotan tanaman, keberadaan pelembab udara, akuarium atau wadah lainnya. dengan permukaan air terbuka, sistem ventilasi dan pemanas. Kaktus dan banyak tanaman sukulen lebih mudah mentolerir udara kering dibandingkan banyak tanaman tropis dan subtropis.
Biasanya untuk tanaman yang tanah kelahirannya basah hutan hujan, kelembaban relatif optimal adalah 80-95% (di musim dingin dapat dikurangi menjadi 65-75%). Untuk tanaman subtropis hangat - 75-80%, subtropis dingin - 50-75% (Retribusi, cyclamen, cineraria, dll.)
Saat memelihara tanaman di daerah pemukiman, banyak spesies menderita karena udara kering. Pertama-tama, ini mempengaruhi

Kapan yang sedang kita bicarakan tentang kesehatan kita, maka pengetahuan tentang kelembaban relatif udara dan rumus penentuannya diutamakan. Namun, tidak perlu mengetahui rumus pastinya, tetapi setidaknya akan lebih baik garis besar umum bayangkan apa itu, mengapa mengukur kelembapan di dalam rumah, dan dengan cara apa hal itu bisa dilakukan.

Berapa kelembapan optimalnya?

Kelembaban di ruangan tempat seseorang bekerja, menghabiskan waktu senggang atau tidur sangatlah penting. Organ pernapasan kita dirancang sedemikian rupa sehingga udara yang terlalu kering atau jenuh dengan uap air berbahaya bagi organ tersebut. Oleh karena itu ada standar negara, yang mengatur bagaimana seharusnya kelembaban udara di dalam ruangan.

Zona kelembaban optimal

Secara umum, ada banyak cara untuk mengontrol kelembapan udara dan mengembalikannya ke keadaan normal. Ini akan menghasilkan hasil maksimal kondisi yang menguntungkan untuk belajar, tidur, olah raga, akan meningkatkan kinerja dan meningkatkan kesejahteraan.