Величини, які характеризують вологість повітря

1. Пружність водяної пари е, що знаходиться в повітрі, виражається як тиск повітря в міліметрах або мілібарах і показує парціальний тиск водяної пари, що знаходиться в повітрі. Пружність насичуючої пари Е показує ту граничну величину пружності, яку могла б мати водяна пара при даній температурі.

2. Абсолютна вологість а – це кількість водяної пари, що знаходиться в 1 м³ повітря (г/м³).

Між абсолютною вологістю та пружністю водяної пари існує певне співвідношення.

Вага 1 м³ (щільність) сухого повітря при 0° і при нормальному тиску дорівнює 1293 г. При температурі t і пружності е вага 1 м³ сухого повітря буде дорівнювати

г/м³ , (10.4)

де α = 0,004 – коефіцієнт об’ємного розширення повітря.

При тих самих умовах вага 1 м³ водяної пари, щільність якої по відношенню до повітря дорівнює 0,622, буде виражатися

г/м³ (10.5)

Якщо е і виразити в міліметрах, то при цьому

і

(10.6)

Якщо ж е і виразити в мілібарах, то при цьому

і

г/м³ (10.7)

Коефіцієнт близький до одиниці, тому чисельні значення абсолютної вологості та пружності водяної пари виражені в міліметрах і близькі, а при температурі t = 16,5° рівні між собою. Внаслідок цього в метеорологічній практиці пружність водяної пари часто називають абсолютною вологістю.

3. Відносна вологість r представляє собою відношення пружності водяної пари, що знаходиться в повітрі, до пружності насичуючої пари при даній температурі, виражене у відсотках:

% (10.8)

Відносна вологість виражає ступінь насичення повітря водяною парою. Очевидно, що при насиченні е = Е і r = 100%.

4. Недостача насичення або дефіцит вологості d складає різницю між пружністю насичуючої пари Е при даній температурі та пружністю е водяної пари, що знаходиться в повітрі:

(10.9)

5. Питомою вологістю s називається кількість водяної пари, що знаходиться в одному грамі або кілограмі вологого повітря. Питома вологість може бути також виражена відношенням маси водяної пари (в 1 см³ повітря) до маси всього вологого повітря у заданому об’ємі.

Якщо позначимо тиск повітря через р, а пружність водяної пари, що знаходиться в повітрі, через е, то тиск сухого повітря буде складати р – е.

Вага 1 м³ сухого повітря буде дорівнювати ,

а вага водяної пари в об’ємі 1 м³ при пружності е та температурі t дорівнює

(І)

Загальна вага 1 м³ вологого повітря при пружності водяної пари е, температурі t і тиску р буде дорівнювати сумі мас водяної пари та сухого повітря

(ІІ)

Щоб отримати кількість водяної пари, вираженої в грамах, в 1 г вологого повітря, потрібно масу водяної пари в 1 м³ поділити на масу 1 м³ вологого повітря, виражену в грамах, тобто вираз (І) поділити на (ІІ).

У результаті отримаємо, що питома вологість

г/г . (10.10)

Оскільки пружність водяної пари е мала в порівнянні з величиною атмосферного тиску р, то з достатньою точністю можна прийняти, що

г/г . (10.11)

Якщо виражати питому вологість у грамах на 1 кг повітря, то

г/кг (10.11а)

6. Точкою роси τ називають ту температуру, при якій водяна пара, що знаходиться в повітрі, досягає насичення.

Точку роси визначають із таблиці пружності насичуючої пари, якщо відома величина е.

Оскільки при температурі точки роси водяної пари, що знаходиться в повітрі, стає насиченою, тобто е = Е, то при цьому t = τ. Знайдемо в таблиці величину Е = е і відповідну їй температуру, яка і буде точкою роси.

Наприклад, е = 8,7 мб. Із таблиці знаходимо τ = 5,0°.

7. Гігрометричним багатством f або відношенням суміші називається відношення маси водяної пари до маси сухого повітря в тому ж об’ємі.

Величину f отримаємо, поділивши масу водяної пари на масу сухого повітря в 1 м³ при тиску р і температурі t:

г/г (10.12)