§ 28. Вологість повітря та її вимірювання
ВОЛОГІСТЬ ПОВІТРЯ. Із поверхні водойм, вологого ґрунту, листків рослин, легенів і шкіри тварин та людини в атмосферу Землі випаровується величезна кількість водяної пари (10 14 т/рік) і майже стільки ж води випадає у вигляді опадів. Тому атмосферне повітря, що є сумішшю різних газів (азоту Ν2 — 78%, кисню О2 — 21%, інертних газів, водяної пари), завжди містить і водяну пару. Хоча вміст водяної пари в атмосфері значно менший порівняно з іншими складовими, проте її значення для життєдіяльності всього живого на земній поверхні величезне.
Процеси випаровування впливають також на організм людини, що складається на 80-90% з води. За одну добу (залежно від роду занять) із поверхні шкіри і легенів людини випаровується майже 2 кг води. Це вказує на велике значення вологості навколишнього повітря для здоров’я й самопочуття людини. Тривале перебування в теплому й вологому повітрі порушує теплообмін в організмі. Людина стає в’ялою, її працездатність знижується. Важливе значення має вологість для життєдіяльності тваринного і рослинного світу, процесів сушіння виробів тощо. Контроль і підтримання необхідної вологості важливі також для зберігання книг, творів мистецтва, музичних інструментів, харчових продуктів, овочів, фруктів тощо. З метою підтримання необхідної вологості користуються приладами, які зволожують або осушують повітря.
Для характеристики вмісту водяної пари в повітрі використовують такі величини: абсолютна та відносна вологість.
Оскільки за абсолютною вологістю не можна зробити висновок про те, наскільки водяна пара наближена до насичення, на практиці використовують ще одну величину — відносну вологість повітря. Відносну вологість позначають малою грецькою літерою φ (читається «фі») та вимірюють у відсотках: [φ] = %.
Відносна вологість повітря — фізична величина, яка показує, на скільки водяна пара, що міститься в повітрі, наближається до насичення і дорівнює відношенню абсолютної вологості (або парціального тиску водяної пари р) до густини (або тиску ро) насиченої водяної пари при тій же температурі, виражається у відсотках.
Тиск та густина насиченої водяної пари залежать від температури. Їх значення можна знайти в табл. 28.1.
Густина та тиск насиченої водяної пари при різних температурах
Абсолютна і відносна вологість повітря
Як відомо, в повітрі завжди присутні пари води. Їх наявність в повітрі – це, головним чином, слідство процесу випаровування з поверхневих вод Землі.
Чим більше на якійсь місцевості водойм і рослин (які також випаровують вологу) і чим тепліше повітря, тим вище вологість повітря.
Кількість грам води, що міститься в 1 м3 повітря – це абсолютна вологість повітря.
Чим вища температура повітря, тим більше вологи він може поглинути. Так, наприклад, тепле повітря, нагріте біля поверхні землі, піднімаючись в більш високі і охолоджені шари повітря, остигає. При цьому він вже не може утримати всі пари вологи, які в ньому є. Тому вода конденсується і утворюються хмари.
Така ж причина і утворення туману. Просто тут волога конденсується при охолодженні в нижніх шарах повітря.
Однак це не означає, що якщо повітря тепле, то вологи в ньому більше, ніж у холодному. У посушливих місцевостях йому просто нізвідки поглинути воду.
Насиченим повітря вважається, якщо він поглинув максимальну кількість води, яке може містити при даній температури. Зрозуміло, що насичений повітря при 0 ° C буде містити менше парів води, ніж насичений повітря при 30 ° C.
Ставлення абсолютної вологості повітря до максимальної кількості води, яке може містити повітря при даній температурі, називається відносною вологістю повітря.
Відносна вологість повітря зазвичай вимірюється у відсотках. Так вологість в 50% говорить про те, що повітря насичене водяними парами на 50% від максимально можливого насичення при даній температурі.
Для живих організмів вологість повітря має важливе значення. При маленькій відносній вологості прискорюються процеси випаровування, що може негативно позначатися на рослинах і тваринах. При високій вологості, навпаки, випаровування утруднене, і, якщо спекотно, це може призводити до перегріву (так як за рахунок випаровування відбувається охолодження живих організмів).
Для вимірювання відносної вологості повітря використовують гігрометри.