Абсолютная влажность воздуха
Абсолютная влажность воздуха | |
---|---|
Размерность | L−3M |
Единицы измерения | |
СИ | кг/м³ |
СГС | г/см³ |
Примечания | |
скалярная величина |
Абсолютная влажность воздуха (лат. absolutus — полный) — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха[1]. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Обычно обозначается буквой .
Согласно РМГ 75-2014 термины абсолютная влажность и парциальная плотность влаги отнесены к не рекомендуемым к применению синонимам термина массовая концентрация влаги[2].
Определение
[править | править код]Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей формуле:
где — масса воды в объёме влажного воздуха. Таким образом, абсолютная влажность воздуха равна плотности водяного пара.
Обычно используемая единица абсолютной влажности: г/м³.
Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определённое количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. В спокойном состоянии воздух может достичь и перенасыщения (параметр влажности становится выше 100%), но поскольку атмосфера редко когда равновесна, лишняя влага или осаждается (роса, изморозь, иней) или, реже, конвектирует в более высокие слои атмосферы, а в прогнозах погоды перенасыщение не отображается.
Водяной пар как идеальный газ
[править | править код]С помощью уравнения Клапейрона — Менделеева получают соотношение, связывающее плотность и парциальное давление водяного пара[3]:
- ,
где — молярная масса воды (18,01528 г/моль); — парциальное давление паров воды в воздухе; — универсальная газовая постоянная (R = 8,3144598(48) Дж⁄(моль∙К)); — температура воздуха, К.
Переход к относительной влажности
[править | править код]Согласно следствию закона Бойля — Мариотта, при изотермическом процессе давление газа изменяется прямо пропорционально его плотности. Отсюда формулу для расчёта относительной влажности воздуха можно представить в следующем виде:
откуда следует, что
где
- — относительная влажность воздуха;
- , — парциальное давление паров воды в исследуемом воздухе и в насыщенном паре (при одинаковой температуре);
- , — плотность водяного пара в исследуемом и насыщенном воздухе соответственно. Значение последнего можно найти из психрометрических таблиц Всемирной метеорологической организации[4]:
Температура | Плотность насыщенного водяного пара , г/м³ |
---|---|
0,0 | 4,9 |
5,0 | 6,8 |
10,0 | 9,4 |
15,0 | 12,8 |
20,0 | 17,3 |
25,0 | 23,0 |
30,0 | 30,4 |
35,0 | 39,6 |
40,0 | 51,2 |
45,0 | 65,4 |
50,0 | 82,8 |
55,0 | 104,0 |
60,0 | 129,5 |
65,0 | 160,1 |
70,0 | 196,4 |
75,0 | 239,3 |
80,0 | 289,7 |
85,0 | 348,7 |
90,0 | 417,3 |
95,0 | 496,8 |
100,0 | 588,5 |
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Влажность воздуха Архивная копия от 22 ноября 2012 на Wayback Machine — Статья в Физической энциклопедии
- ↑ РМГ 75-2014. Измерения влажности веществ. Термины и определения, 2015, с. 3.
- ↑ Кирьянов А. П., Коршунов С. М., Термодинамика и молекулярная физика, 1977, с. 117.
- ↑ PWMU. CIMO-WMO Guide to meteorological instruments and methods of observation. WMO-No. 8 (2014 edition, Updated in 2017) (англ.). www.wmo.int. Дата обращения: 4 мая 2018. Архивировано 4 мая 2018 года.
Литература
[править | править код]- Кирьянов А. П., Коршунов С. М. Термодинамика и молекулярная физика. Пособие для учащихся. — М.: Просвещение, 1977. — 160 с.
- Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 75-2014. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения влажности веществ. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2015. — iv + 16 с.
Ссылки
[править | править код]- Абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха. Онлайн-калькулятор.