Абсолютная влажность воздуха

Воздушная атмосфера Земли — это сложная смесь газов, основными из которых является азот (78 %) и кислород (21 %). Среди прочих газов в состав атмосферы входит также водяной пар, который оказывает большое влияние на формирование погоды и на самочувствие людей. Степень насыщенности воздуха водяным паром называется влажностью. Поговорим на эту тему, приведём формулу абсолютной влажности воздуха.

Оценка влажности, исходя из массы воды, содержащейся в единичном объёме воздуха, не зависит от температуры и называется абсолютной влажностью. Фактически это плотность водяных паров.

Величина абсолютной влажности

Для расчёта величины абсолютной влажности можно воспользоваться уравнением Менделеева-Клапейрона:

$$pV = {m\over M} RT$$

где:

• $p$ — парциальное давление водяного пара в воздухе;
• $V$ — объём воздуха;
• $m$ — масса водяного пара в объёме $V$;
• $M$ — молярная масса воды (0,018 кг);
• $T$ — абсолютная температура воздуха;
• $R$ — универсальная газовая постоянная.

Абсолютная влажность, как уже говорилось, — это плотность водяных паров. Она равна отношению массы водяного пара к объёму воздуха:

$$rho={m\over V}$$

Выразим объём из первого уравнения:

$$V = {mRT\over pM} $$

Подставив последнее выражение в предыдущее, окончательно получаем:

$$rho={mpM\over mTR}={M\over R}{p\over T}$$

Измерение абсолютной влажности

Прямое измерение абсолютной влажности — достаточно сложная задача, поскольку выделение всей воды, содержащейся в воздухе, требует специальных условий и оборудования. Поэтому абсолютную влажность измеряют косвенно, используя способность водяного пара к насыщению.

Если воздух охлаждать, то при некоторой температуре (точке росы) пар в воздухе станет насыщенным, и начнётся конденсация. Из специальной таблицы можно получить соответствующее давление насыщенного пара. Подставив в последнюю формулу это значение (а также текущую абсолютную температуру окружающего воздуха $T$), можно получить значение абсолютной влажности воздуха.

Для определения точки росы используется специальный прибор — конденсационный гигрометр.