Vlhkost vzduchu

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 14. března 2021; kontroly vyžadují 16 úprav .

Vlhkost  je ukazatelem obsahu vody ve fyzických tělech nebo prostředích. K měření vlhkosti se používají různé jednotky, často mimosystémové jednotky .

Obecné informace

Vlhkost závisí na povaze látky a u pevných látek navíc na stupni jemnosti nebo pórovitosti . Obsah chemicky vázané, tzv. konstituční vody, např. hydroxidy, které se uvolňují až při chemickém rozkladu, stejně jako krystalická hydratovaná voda do vlhkosti nepatří.

Jednotky měření a vlastnosti definice pojmu "vlhkost"

Metody stanovení

Stanovení obsahu vlhkosti u mnoha výrobků, materiálů atd. je důležité. Pouze při určité vlhkosti je řada těles (obilí, cement atd.) vhodná pro účel, pro který jsou určena. Životně důležitá činnost živočišných a rostlinných organismů je možná pouze v určitých rozmezích teplot a relativní vlhkosti. Vlhkost může způsobit významnou chybu ve hmotě předmětu. Kilogram cukru nebo obilí s obsahem vlhkosti 5 % a 10 % bude obsahovat různá množství sušiny cukru nebo obilí.

Měření vlhkosti se stanoví vysušením vlhkosti a titrací vlhkosti podle Karl Fischera . Tyto metody jsou primární. Kromě nich bylo vyvinuto mnoho dalších, které jsou kalibrovány podle výsledků měření vlhkosti primárními metodami a podle standardních vzorků vlhkosti.

Vlhkost

Vlhkost vzduchu je veličina, která charakterizuje obsah vodní páry v zemské atmosféře – jedna z nejvýznamnějších charakteristik počasí a klimatu .

Vlhkost v zemské atmosféře se velmi liší. V blízkosti zemského povrchu je tedy obsah vodní páry ve vzduchu v průměru od 0,2 % objemu ve vysokých zeměpisných šířkách do 2,5 % v tropech. Tlak par v polárních šířkách je v zimě menší než 1 mbar (někdy jen setiny mbaru) a v létě je nižší než 5 mbar; v tropech stoupá na 30 mbar a někdy i více. V subtropických pouštích je tlak par snížen na 5-10 mbar.

Absolutní vlhkost vzduchu ( f ) je množství vodní páry skutečně obsažené v 1 m³ vzduchu. Je definován jako poměr hmotnosti vodní páry obsažené ve vzduchu k objemu vlhkého vzduchu.

Běžně používanou jednotkou absolutní vlhkosti je gram na metr krychlový [g/m³] [1] , vzácněji [g/kg] [2] .

Relativní vlhkost ( φ ) je poměr jeho aktuální absolutní vlhkosti k maximální absolutní vlhkosti při dané teplotě. Je také definován jako poměr parciálního tlaku vodní páry v plynu k rovnovážnému tlaku nasycené páry .

Teplota t , °C −30 −20 −10 0 deset dvacet třicet 40 padesáti 60 70 80 90 100
Maximální absolutní vlhkost f max , (g/m³) 0,29 0,81 2.1 4.8 9.4 17.3 30.4 51.1 83,0 130 198 293 423 598

Relativní vlhkost se obvykle vyjadřuje v procentech.

Relativní vlhkost je velmi vysoká v rovníkové zóně (průměrná roční až 85 % i více), dále v polárních šířkách a v zimě uvnitř kontinentů středních šířek. V létě se monzunové oblasti vyznačují vysokou relativní vlhkostí . Nízké hodnoty relativní vlhkosti jsou pozorovány v subtropických a tropických pouštích a v zimě v monzunových oblastech (50 % a méně).

Vlhkost rychle klesá s nadmořskou výškou. Ve výšce 1,5-2 km je tlak par v průměru poloviční než na zemském povrchu. Troposféra tvoří 99 % atmosférické vodní páry. V průměru na každý čtvereční metr zemského povrchu vzduch obsahuje 28,5 kg vodní páry.

Hodnoty měření vlhkosti plynu

K označení obsahu vlhkosti ve vzduchu se používají následující veličiny:

absolutní vlhkost vzduchu hmotnost vodní páry obsažené v jednotkovém objemu vzduchu, tj. hustota vodní páry obsažené ve vzduchu [g / m³]; v atmosféře se pohybuje od 0,1-1,0 g/m³ (v zimě nad kontinenty) do 30 g/m³ nebo více (v rovníkové zóně) [3] [4] ; maximální vlhkost vzduchu (mez nasycení) množství vodní páry, které může být obsaženo ve vzduchu při určité teplotě v termodynamické rovnováze (maximální hodnota vlhkosti vzduchu při dané teplotě), [g/m³]. S nárůstem teploty vzduchu se zvyšuje jeho maximální vlhkost; tlak páry , tlak páry parciální tlak vyvíjený vodní párou obsaženou ve vzduchu (tlak vodní páry jako zlomek atmosférického tlaku). Jednotkou měření je Pa . nedostatek vlhkosti rozdíl mezi maximálním možným a skutečným tlakem vodní páry [Pa] (za daných podmínek: teplota a tlak vzduchu) [5] , tedy mezi elasticitou nasycení a skutečným tlakem páry [6] ; relativní vlhkost poměr tlaku par k tlaku nasycených par, tj. absolutní vlhkost vzduchu k maximu [% relativní vlhkosti]; rosný bod teplota plynu, při které je plyn nasycen vodní párou °C . Relativní vlhkost plynu je 100%. Při dalším přílivu vodní páry nebo při ochlazení vzduchu (plynu) vzniká kondenzát . Přestože tedy rosa neklesá při teplotě -10 nebo -50 °C, padá mráz , mráz , led nebo sníh , existuje rosný bod -10 nebo -50 °C a odpovídá 2,361 a 0,063 g vody na 1 m³ vzduchu nebo jiného plynu pod tlakem jedna atmosféra; specifická vlhkost hmotnost vodní páry v gramech na kilogram zvlhčeného vzduchu [g/kg], tedy poměr hmotností vodní páry a zvlhčeného vzduchu [7] ; teplota mokrého teploměru teplota, při které je plyn nasycen vodní párou při konstantní entalpii vzduchu. Relativní vlhkost plynu je v tomto případě 100 %, obsah vlhkosti se zvyšuje a entalpie je rovna počáteční. směšovací poměr (obsah vodní páry) hmotnost vodní páry v gramech na kilogram suchého vzduchu [g/kg], tj. poměr hmotností vodní páry k suchému vzduchu.

Efekt

Zvířata

Vlhkost je jedním ze základních abiotických faktorů , který definuje jakýkoli biotop (tundra, mokřady, poušť atd.) a určuje, kterým živočichům a rostlinám se v daném prostředí může dařit [8] .

Lidské tělo odvádí teplo pocením a jeho odpařováním. Tepelná konvekce do okolního vzduchu a tepelné záření jsou hlavními způsoby přenosu tepla z těla. V podmínkách vysoké vlhkosti se rychlost odpařování potu z pokožky snižuje. Také, pokud je v době vysoké vlhkosti atmosféra teplá jako kůže, krev proudící na povrch těla nemůže odvádět teplo vedením vzduchu. S tolika krví, která proudí ven z těla, méně krve jde do aktivních svalů, mozku a dalších vnitřních orgánů. Dříve dochází k poklesu fyzické síly a únavě. Může se také objevit reakce a mentální retardace vedoucí k úpalu nebo hypertermii.

Lidé jsou citliví na vlhký vzduch, protože lidské tělo používá jako primární mechanismus pro regulaci teploty chlazení odpařováním. V podmínkách vysoké vlhkosti je rychlost odpařování potu na kůži nižší než za sucha. Protože lidé vnímají rychlost přenosu tepla z těla spíše než teplotu, cítíme se tepleji, když je relativní vlhkost vysoká spíše než nízká.

Někteří lidé mají ve vlhkém prostředí potíže s dýcháním. Některé případy mohou souviset s dýchacími potížemi, jako je astma, zatímco jiné mohou být výsledkem úzkosti. Pacienti často reagují na hyperventilaci způsobující mimo jiné pocity necitlivosti, mdloby a ztrátu koncentrace [9] .

Klimatizace snižuje nepohodlí tím, že snižuje nejen teplotu, ale i vlhkost. Zahřívání studeného venkovního vzduchu může snížit vnitřní relativní vlhkost pod 30 % [10] , což vede k onemocněním, jako je suchá kůže, popraskané rty, suché oči a nadměrná žízeň.

Vyšší vlhkost snižuje infekčnost aerosolizovaného chřipkového viru [11] .

Elektronika

Běžná elektronická zařízení pro všeobecné použití jsou navržena tak, aby fungovala pouze v určitém rozsahu změn vlhkosti (například od 5 % do 95 % relativní vlhkosti). Vysoká vlhkost může zvýšit vodivost některých hygroskopických izolačních materiálů , což může vést k poruše nebo poškození. Příliš nízká vlhkost může způsobit křehnutí materiálů. Kondenzace představuje zvláštní nebezpečí pro elektronická zařízení bez ohledu na deklarovaný rozsah dovolené provozní vlhkosti. Vliv kondenzace je pozorován např. v podobě zamlžování brýlí, když člověk v brýlích vstoupí z chladné místnosti do teplé [12] . Když je elektronické zařízení přemístěno z chladného místa (např. garáž, auto, kůlna) do teplého, vlhkého místa (domov, kancelář), může se na deskách plošných spojů a dalších součástech tvořit kondenzace, což může způsobit poruchu zařízení při otočení. zapněte, než kondenzace zaschne. Vysokonapěťová zařízení mohou způsobit zkrat, který může způsobit vážné poškození.

Před zapnutím elektronického zařízení přeneseného z chladu do vytápěné místnosti je třeba jej několik hodin udržovat v teple.

V takových situacích a při nutnosti rychlého zapnutí elektronických zařízení urychluje ohřev a vysychání kondenzátu proudění teplého vzduchu přes zařízení a zejména jeho vnitřní část např. ventilátorem.

Extrémně nízké úrovně vlhkosti umožňují hromadění statické elektřiny, která může způsobit samovolné vypnutí počítačů a selhání programů, pokud dojde k jiskření. Kromě poruch mohou elektrostatické výboje způsobit průraz hradla v polovodičových zařízeních, což vede k jejich nevratnému selhání, zejména u externí zásuvné paměti ( flash paměti ). Proto se v digitálních datových centrech často sleduje úroveň relativní vlhkosti vzduchu.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Wyer, Samuel S. Základní fyzikální zákony a definice // Pojednání o producentech plynu a producentech plynu  . - McGraw-Hill Education , 1906. - S.  23 .
  2. ↑ Perry, RH and Green, DW, (2007) Perry's Chemical Engineers' Handbook (8. vydání), oddíl 12, Psychrometrie, odpařovací chlazení a sušení pevných látek McGraw-Hill , ISBN 978-0-07-151135-3
  3. ↑ Klima-vlhkostní indexy . Encyklopedie Britannica . Získáno 15. února 2018. Archivováno z originálu 16. listopadu 2020.
  4. ↑ Tabulka klimatu/vlhkosti . Dopravní informační služba Německého svazu pojišťoven . Získáno 15. února 2018. Archivováno z originálu 12. listopadu 2020.
  5. ↑ Deficit vlhkosti // Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
  6. ↑ Počasí a klima - Psychrometrická tabulka . Získáno 14. května 2019. Archivováno z originálu 11. srpna 2020.
  7. ↑ Seidel, Dian Co je to atmosférická vlhkost a jak se měří? (nefunkční odkaz ) . Národní úřad pro oceán a atmosféru . Národní úřad pro oceán a atmosféru. Získáno 3. března 2017. Archivováno z originálu 18. října 2017. 
  8. ↑ C.Michael Hogan. 2010. Abiotický faktor . Encyklopedie Země. ed. Emily Monosson a C. Cleveland. Národní rada pro vědu a životní prostředí Archivováno 8. června 2013. . Washington DC.
  9. ↑ Teplo a vlhkost – asociace plic . www.lung.ca. _ Získáno 14. března 2018. Archivováno z originálu 24. října 2020.
  10. ↑ Optimální úrovně vlhkosti pro domácnost . AirBetter.org (3. srpna 2014). Získáno 17. listopadu 2019. Archivováno z originálu 10. ledna 2020.
  11. ↑ Noti, John D.; Blachere, Francoise M.; McMillen, Cynthia M.; Lindsley, William G.; Kashon, Michael L.; Slaughter, Denzil R.; Beezhold, Donald H. Vysoká vlhkost vede ke ztrátě infekčního chřipkového viru ze simulovaného kašle  // PLOS ONE  : journal  . - 2013. - Sv. 8 , č. 2 . — P.e57485 . - doi : 10.1371/journal.pone.0057485 . - . — PMID 23460865 .
  12. ↑ Zamlžovací brýle . Získáno 17. listopadu 2019. Archivováno z originálu dne 26. února 2015.

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích