Relativní vlhkost a teplota: vztah, graf, vzorec, graf

Tento článek pojednává o vztahu mezi relativní vlhkostí a teplotou. Vlhkost lze definovat jako přítomnost kapiček vody ve vzduchu, což z něj činí směs vzduchu a vody.

Vlhký vzduch je přirozeně vlhký. V tomto článku se budeme zabývat vlivem teploty na relativní vlhkost. Jednoduše řečeno, relativní vlhkost a teplota jsou navzájem nepřímo úměrné. Důvod je popsán v dalších částech tohoto článku.

Co je relativní vlhkost?

Relativní vlhkost je poměr množství vody přítomné ve směsi vzduch-voda k maximu vody, která může být přítomna ve směsi vzduch-voda. Představuje relativní množství páry, které lze přidat až do nasycení.

Jednoduše řečeno můžeme říci, že je to míra toho, kolik množství vody je přítomno ve směsi vzduch-voda v poměru k maximu k množství vody, které lze do směsi přidat. Podívejme se na vzorec relativní vlhkosti v další části, aby bylo vše jasnější.

Vzorec relativní vlhkosti

Definici relativní vlhkosti jsme probrali ve výše uvedené části. Aby byl význam jasnější, podívejme se na vzorec relativní vlhkosti.

Vzorec relativní vlhkosti je uveden v části níže -

φ = P_v/P_s

kde,

phi je reálná vlhkost

Pv je parciální tlak páry

Ps je saturační tlak

Co je to specifická vlhkost?

Specifická vlhkost se liší od relativní vlhkosti. Je definován jako poměr množství vody přítomné ve směsi vzduch-voda k celkové hmotnosti směsi vzduch-voda.

Vzorec pro výpočet specifické vlhkosti je uveden v části níže -

ω = m_v/m_a

Kde,

omega je měrná vlhkost

mv je hmotnost páry

ma je hmotnost směsi vzduch a vodní pára

Vztah relativní vlhkosti a teploty

Všichni víme, že voda se odpařuje za přítomnosti tepla nebo vyšších teplot. Tento jev lze použít k definování vztah mezi teplotou a relativní vlhkostí.

Když říkáme, že obě jsou navzájem nepřímo úměrné, znamená to, že jedna hodnota roste a druhá klesá. V tomto případě, když se teplota zvýší, hodnota relativní vlhkosti se sníží. A naopak. Důvodem je, že teplý vzduch má větší schopnost zadržovat vlhkost, a proto se jmenovatel zvyšuje. Pokud je vzduch suchý, klesá i hodnota relativní vlhkosti. Když teplota klesne, vzduch se zvlhčí a tím se zvýší i hodnota relativní vlhkosti.

Graf relativní vlhkosti a teploty

Graf, který znázorňuje relativní vlhkost a teplotu, se nazývá Mollierův diagram nebo Mollierův diagram. Je zde zastoupeno i mnoho dalších veličin.

V grafu můžeme vidět, že křivka relativní vlhkosti má negativní sklon, když jdeme zprava doleva. Zprava doleva znamená, že hodnota teploty klesá. Když jdeme zleva doprava, tehdy zvyšujeme teplotu, zvyšuje se i hodnota relativní vlhkosti.

Vzorec relativní vlhkosti a teploty

K odvození a vzorec mezi teplotou a relativní vlhkostí, používáme mnoho pojmů z termodynamiky, především zákon ideálního plynu, termodynamický zákon, Psychrometrii a zachování hmoty.

Pomocí výše uvedených konceptů získáme následující vzorec (Vzorec se používá k výpočtu teploty rosného bodu směsi)-

Tdp = 4030 (Tdb+235)/4030 – (Tdb+235)lnRH - 235

kde,

Tdp je teplota rosného bodu

Tdb je teplota suchého teploměru

RH je relativní vlhkost

Graf relativní vlhkosti a teploty

O Mollierově grafu jsme již diskutovali výše. Mollierův diagram znázorňuje vztah mezi různými psychrometrickými vlastnostmi a teplotou suchého teploměru.

Teplota suchého teploměru je znázorněna na ose x nebo vodorovné ose. Hodnota teploty suchého teploměru se zvýší, když se pohybujeme zleva doprava. Hodnota relativní vlhkosti klesá, když se pohybujeme zleva doprava nebo když se teplota suchého teploměru zvyšuje. Důvodem je to, že se při zvýšení teploty odpařují kapičky vody. Zvýšená teplota má za následek sušší vzduch.

Obrázek kreditů: Markus Schweiss, HS-Wasserdampf angl, CC BY-SA 3.0

Faktory ovlivňující relativní vlhkost?

Relativní vlhkost je ovlivněna především teplotou a geografickou polohou. O vlivu teploty na relativní vlhkost jsme již hovořili. 

Vzduch je mokrý, když je teplota nižší, a když je teplota vyšší, vzduch se stává suchým, protože se zvyšuje kapacita vzduchu zadržovat vlhkost. Geografická poloha také ovlivňuje relativní vlhkost. Například v blízkosti pobřežních oblastí jsou úrovně vlhkosti velmi vysoké kvůli odpařování. A místa daleko od vodních ploch mají nižší vlhkost.

Co je to psychrometrie?

Psychrometrie je studium vlastností různých vlastností směsi vzduchu a vodní páry. Tyto vlastnosti mohou zahrnovat specifickou vlhkost, teplotu rosného bodu, teplotu vlhkého teploměru, relativní vlhkost atd.

Toto odvětví termodynamiky má důležité aplikace v průmyslu chlazení a klimatizace. Je velmi důležité udržovat vlhkost na určitých místech. Nadměrná vlhkost může vést k vážným škodám a poruchám. Podobně nedostatek vlhkosti může také poškodit systém.

Jaká je teplota vlhkého teploměru?

 Samotný název napovídá, že teplota vlhkého teploměru souvisí s vlhkostí žárovky. Je to teplota, kterou teploměr ukazuje, když je jeho žárovka přikryta mokrým hadříkem.  

Vlivem vlhkého hadříku se teplota mírně snižuje v důsledku absorpce tepla molekulami vody na hadříku. Tyto molekuly vody jsou zodpovědné za zvýšení úrovně relativní vlhkosti v systému. Měli bychom si uvědomit, že teplota vlhkého teploměru je vždy nižší nebo rovna teplotě suchého teploměru. Teplota suchého teploměru a vlhkého teploměru jsou při nasycení stejné.

Co je Mollierův diagram?

Mollierův diagram je grafickým znázorněním různých psychrometrických vlastností měnících se s teplotou suchého teploměru.

Teplota suchého teploměru je znázorněna na vodorovné ose. Další vlastnosti jsou široce vykresleny v grafu. Jako měrná vlhkost je vynesena jako vodorovné čáry a relativní čáry vlhkosti jsou vyneseny šikmo tak, že se čáry naklánějí doleva.