Wilgotność: znaczenie i typy

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o znaczeniu i typach wilgotności.

Znaczenie wilgotności:

Wilgotność jest ogólnym określeniem, które wskazuje ilość pary wodnej w powietrzu. Istnieje ścisły związek między wilgotnością a temperaturą powietrza. Zdolność powietrza do przechowywania pary wodnej zależy od temperatury. Zdolność zatrzymywania wody w powietrzu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Wyższa temperatura, wyższa jest zdolność zatrzymywania wody w powietrzu.

Wraz ze wzrostem temperatury zdolność zatrzymywania wody rośnie powoli w niskiej temperaturze, a później wzrasta bardzo szybko w wysokiej temperaturze. O każdej porze dnia istnieje różnica pomiędzy ciśnieniem pary nasycenia a faktycznym ciśnieniem pary. Nazywa się to deficytem nasycenia.

Deficyt ten jest bardzo wysoki podczas suchych, letnich dni i bardzo niski podczas deszczowych dni. Ze względu na minimalną temperaturę w godzinach porannych, zdolność zatrzymywania wody jest bardzo niska, dlatego rano wilgotność jest maksymalna. Z drugiej strony, temperatura powietrza jest maksymalna po południu, dlatego po południu pojawia się niska wilgotność.

Gdy opary wody przedostają się do powietrza, powietrze staje się ciepłe, wilgotne i lżejsze. Wiemy, że masa cząsteczkowa oparów wody jest mniejsza w porównaniu z suchym powietrzem. Opary wody przenoszą sensowne ciepło, dlatego wraz ze wzrostem ilości pary wodnej wzrasta również sensowne ciepło powietrza.

W rezultacie powietrze staje się ciepłe, wilgotne i lżejsze. Lżejsze powietrze jest bardziej pływające i uzyskuje zdolność poruszania się w kierunku do góry. Jeśli prądy konwekcyjne są silne, ruch wilgotnego powietrza w górę staje się bardzo szybki.

Rodzaje wilgotności:

(i) Względna wilgotność,

(ii) Specyficzna wilgotność,

(iii) Współczynnik mieszania, i

(iv) bezwzględna wilgotność.

ja. Wilgotność względna:

Miara wilgotności jest ogólnie nazywana wilgotnością względną. Współczynnik mieszania nasycenia służy do określania wilgotności względnej. Definiuje się ją jako ilość oparów wody w gramach dostępnych w kilogramach suchego powietrza. Jedną z najważniejszych miar wilgotności jest punkt rosy.

Temperatura punktu rosy:

Temperatura, do której powietrze musi być schłodzone, aby osiągnąć nasycenie, nazywa się punktem rosy.

Temperatura punktu zamarzania:

Gdy punkt rosy jest poniżej 0 ° C, pary wodnej zmieniają się bezpośrednio ze stanu gazowego na stały, prowadząc do powstawania szronu. Zatem temperatura punktu zamarzania jest temperaturą, w której występuje mróz. W rzeczywistości mróz polega na osadzaniu kryształków lodu na chłodnej powierzchni ziemi lub powierzchni trawy w procesie dyfuzji lub sublimacji. Dzieje się tak, gdy temperatura punktu rosy i temperatura powietrza spadną poniżej zera.

Temperatura mokrej żarówki:

Temperatura mokrego termometru wilgotnego powietrza przy ciśnieniu "p", temperaturze "T" i stosunku mieszania "r" jest temperaturą, w której powietrze osiąga nasycenie, gdy woda jest wprowadzana przez małe ilości w bieżącej temperaturze i odparowywana do powietrza przez adiabatykę. proces przy stałym ciśnieniu aż do osiągnięcia nasycenia.

Kondensacja:

Kiedy powietrze staje się nasycone, zdolność zatrzymywania wody staje się nieistotna. Kiedy temperatura spada, para wodna nasyconego powietrza zamienia się w ciekłą wodę. Temperatura ta jest znana jako punkt rosy. Proces ten nazywa się kondensacją. Tak więc kondensację definiuje się jako proces, w którym pary wody zmieniają się ze stanu gazowego w stan ciekły, gdy punkt rosy pozostaje powyżej 0 ° C.

Sublimacja:

Definiuje się go jako proces, w którym pary wody zmieniają się bezpośrednio ze stanu gazowego na stały, gdy punkt rosy spada poniżej 0 ° C. np. mróz.

Temperatura punktu rosy zależy od ilości pary wodnej w powietrzu. Więc podczas gdy punkt rosy jest podany w zakresie temperatury, jest to w rzeczywistości miara wilgotności.

Możemy skorzystać z wykresu, aby wyjaśnić jedną z najważniejszych miar wilgotności, punktu rosy. Przypuśćmy, że o godzinie 15 w danym dniu temperatura wynosi 32 ° C. Powietrze ma 10, 83 g pary wodnej na kilogram suchego powietrza. Wykres pokazuje, że w temperaturze 5 ° C powietrze jest nasycone, jeśli ma 10, 83 gramów pary wodnej na kilogram.

Jeśli powietrze stanie się kopiarką, para wodna zacznie kondensować się w ciekłej wodzie. Dew powstanie na trawie. Wskazuje, że jeśli powietrze zostanie schłodzone poniżej 5 ° C, będzie nasycone i powstanie rosa. Innymi słowy, 5 ° C to punkt rosy.

Względna wilgotność zależy nie tylko od ilości pary wodnej w powietrzu, ale również od temperatury powietrza. Poniższa tabela wskazuje wilgotność względną w różnych temperaturach.

Wilgotność względna (RH) jest zawsze wyrażana w procentach. Załóżmy, że masa powietrza o masie 1 kg zawiera 9 gram pary wodnej przy danej temperaturze i stałym ciśnieniu. Ale 1 kg masy powietrza może pomieścić 12 gramów pary wodnej w tej samej temperaturze i ciśnieniu.

. ^. . RH = 9/12 x 100 = 75%

Wilgotność względną można również zdefiniować jako stosunek rzeczywistej prężności par do wymaganej dla nasycenia w tej samej temperaturze.

Względna wilgotność jest zazwyczaj wyższa w okresie zimowym nad lądem, z wyjątkiem okresu monsunowego. W okresie letnim wilgotność względna jest wyższa w oceanach.

ii. Specyficzna wilgotność:

Jest to stosunek masy par wody rzeczywiście obecnych w powietrzu do jednostkowej masy powietrza, w tym pary wodnej (suche powietrze + wilgoć). Wyraża się go w gramach pary wodnej na kg wilgotnej masy powietrza. Ilość pary wodnej, jaką powietrze może pomieścić, zależy od temperatury. Specyficzna wilgotność w 20 ° C wynosi 15 g na kg. W temperaturze 30 ° C wynosi 26 g na kg, aw temperaturze -10 ° C 2 g na kg.

Załóżmy, że 1 kg powietrza zawiera 12 gramów oparów wody, wtedy specyficzna wilgotność powietrza wynosi 12 g na kg.

Specyficzna wilgotność jest stałą własnością powietrza, dlatego często używana jest w meteorologii. Wartość wilgotności właściwej zmienia się tylko wtedy, gdy ilość oparów wody ulega zmianie. Nie wpływają na to jednak zmiany ciśnienia i temperatury powietrza. Jest wprost proporcjonalna do prężności pary powietrza i odwrotnie proporcjonalna do ciśnienia atmosferycznego.

Wilgotność właściwa jest maksymalna na równiku i minimalna na biegunach. W określonym regionie wilgotność właściwa jest wyższa latem niż zimą, ale jest większa niż w oceanach niż na lądzie. Wilgotność właściwa suchego powietrza w regionach arktycznych w zimie może wynosić zaledwie 0, 2 g na kg.

Znaczenie wilgotności:

Istnieje ścisły związek między wilgotnością i temperaturą. Niska wilgotność i wysoka temperatura przyspieszają zapotrzebowanie wody na rośliny uprawne. W tych warunkach wzrasta parowanie. Jeśli wystarczająca ilość wody nie jest dostępna dla normalnego wzrostu roślin uprawnych, woda jest uzupełniana przez zapewnienie dodatkowego nawadniania.

Ale w warunkach deszczu, rośliny uprawne cierpią z powodu stresu wodnego wywołanego przez niską wilgotność i warunki wysokiej temperatury. Jeśli stres wilgoci dzieje się w fazie reprodukcyjnej, plon ziarna deszczowego spada drastycznie.

Podobnie wilgotność i temperatura odgrywają ważną rolę w rozprzestrzenianiu się owadów, szkodników i chorób. Wysoka wilgotność i wysokie temperatury powodują, że powietrze jest wilgotne, co jest najkorzystniejsze dla występowania chorób roślin.

Wysoka wilgotność może wystąpić podczas pory deszczowej z powodu ogromnej ilości oparów wody, a także w sezonie zimowym, gdy temperatura jest niska w porównaniu do pory monsunowej. Dlatego intensywność owadów, szkodników i chorób jest większa w sezonie monsunowym w porównaniu do sezonu zimowego.

iii. Proporcje mieszania:

Definiuje się go jako stosunek masy par wody na jednostkę masy suchego powietrza. Określa się go również jako stosunek gęstości par wody do gęstości suchego powietrza. Różni się od 1 g na kg w strefie arktycznej do 40 g na kg w wilgotnej strefie równikowej.

iv. Wilgotność bezwzględna:

Definiuje się go jako masę oparów wody w danej objętości powietrza. Wyraża się go w gramach pary wodnej na metr sześcienny powietrza (gm ^-3 ). Wilgotność bezwzględna jest rzadko używana, ponieważ zmienia się wraz z rozszerzaniem i kurczeniem się powietrza. Zmienia się ona w zależności od temperatury, chociaż ilość oparów wody pozostaje stała.

Co wskazuje punkt rosy?

Kiedy para wodna zamienia się w ciecz lub bezpośrednio w lód, uwalnia utajone ciepło do powietrza i nieznacznie ogrzewa powietrze. W nocy powietrze ochładza się i nasyca. Temperatura, w której powietrze ma być schłodzone, aby osiągnąć nasycenie, nazywa się punktem rosy.

Dlatego, gdy powietrze chłodzi się do punktu rosy, rozpoczyna się kondensacja, która uwalnia utajone ciepło skraplania. To ukryte ciepło spowalnia spadek temperatury. W rezultacie powietrze prawdopodobnie nie stanie się zimniejsze niż jego początkowy punkt rosy o każdej porze w nocy.

W sezonie zimowym, gdy temperatura powietrza i punktu rosy są bliżej siebie późnym popołudniem, gdy powietrze staje się chłodniejsze, może nastąpić mgła w ciągu nocy. Stwierdzono, że jeśli różnica między temperaturą powietrza a punktem rosy jest niższa niż 5 ° C, prawdopodobnie wystąpi mgła.