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温度和湿度之间的关系

2018年04月12日08时38分
   显示温度对饱和混合比率r w的影响的表格容易获得。饱和时的空气湿度更普遍表达,但是,如蒸气压。因此,有必要了解蒸气压力,特别是水蒸气的气体性质。
其中R是气体常数,T是绝对温度,M w是水的分子量,e是以毫巴(mb)计的水蒸汽压力。
   相对湿度可定义为空气样本的蒸气压与现有温度下的饱和压力之比。此外,蒸汽的能力和温度的影响现在可以用通常的术语来表示饱和蒸气压。
   在液态水池中,一些分子不断地从液体中逸出到上方的空间中,而随着蒸气浓度上升,越来越多的蒸气分子返回到液体中。最后,相同的数字正在逃避和返回; 然后蒸汽饱和,并且它的压力被称为饱和蒸汽压力,ê 瓦特。如果液体和蒸气温度升高,相对更多的分子逃离回流,并且e w升高。对于冰也有饱和压力。水的蒸气压曲线与许多其他物质的曲线具有相同的形式。但是,它的位置是固定的沸点 100°C(212°F),其中水蒸气的饱和蒸汽压力为1,013 mb(1标准大气压),即海平面的大气标准压力。随着沸点的降低可以计算高度。例如,40°C(104°F)时的饱和蒸汽压力为74 mb(0.07标准大气压),而海拔18,000米(59,000英尺)附近的标准大气压力也为74 mb; 因此,水在40℃沸腾的地方。
   相对湿度对温度的日常响应可以很容易地解释。在夏天的早晨,温度可能是15°C(59°F),相对湿度是100%。蒸汽压力为17mb(0.02标准大气压),混合比例约为千分之11(按重量计每千克空气11克水)。在白天,空气可以升温至25°C(77°F),而蒸发可能会增加少量的水。在25°C时,饱和压力完全达到32 mb(0.03标准大气压)。但是,如果空气中添加的水很少,其蒸气压仍将约为17 mb。因此,蒸汽含量没有变化,空气的相对湿度从100降到仅53%,说明了为什么相对湿度不能识别气团。
   露点温度可以用蒸汽压力为17mb的空气样品来说明。如果将15°C的物体放入空气中,露水会在物体上形成。因此,15℃是空气的露点温度,即空气样品中存在的蒸气恰好导致饱和的温度或其饱和蒸气压等于空气样品中的当前蒸气压的温度。在冻结之下,这个指数被称为霜点。蒸气压和露点之间存在一一对应的关系。露点具有容易解释的优点,因为它是一片草叶或一片玻璃将从空气中露出来的湿度。理想情况下,这也是雾或温度云 形成。
   露点的明确含义提示了一种测量湿度的方法。一个露点湿度计是在1751年发明的。对于这种仪器,冷水被添加到容器中的水中直到容器上形成露水,并且容器的温度和露点提供了直接的湿度指数。冷凝湿度计的最大用途是测量高层大气中的湿度,其中小于千分之一毫巴的蒸气压力使其他方法不切实际。
   另一个湿度指数, 饱和度不足,也可以通过考虑蒸气压为17 mb的空气来理解。在25°C时,空气在​​相同温度下的蒸汽压比饱和蒸汽低(31 - 17),或14 mb。即饱和亏损为14 mb(0.01标准大气)。