§ 20. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха

Водная оболочка нашей планеты постоянно находится в движении, формируя единый природный механизм обмена веществом. С поверхности морей, рек и почвенных слоёв жидкость постепенно переходит в газообразное состояние, поднимаясь вверх в виде невидимых частиц. В верхних слоях атмосферы эти частицы собираются вместе, образуя плотные скопления, которые затем опускаются обратно на землю в виде осадков. Этот непрерывный процесс обеспечивает жизнь всех организмов, поскольку именно содержание газообразной воды в воздушной среде определяет климатические условия и доступность ресурсов для растений и животных. Дождевая влага просачивается в грунт, питает корни деревьев и вновь возвращается в водоёмы, замыкая круговорот.

Для количественной оценки этого параметра учёные ввели специальную физическую величину, которая показывает, сколько именно водяных молекул находится в заданном объёме среды. Абсолютная влажность ρ — это плотность водяного пара в воздухе:

ρ = m/V,

где ρ — абсолютная влажность (кг/м³), m — масса водяного пара (кг), V — объём воздуха, в котором он содержится (м³). Значит, ρ показывает, какая масса пара приходится на 1 м³ воздуха. Этот показатель позволяет точно сравнивать содержание влаги в разных регионах или в разные сезоны года. Значения этой плотности изменяются в широких пределах, что напрямую влияет на погодные явления и самочувствие человека.

При каждом конкретном значении температуры существует предельное количество пара, которое среда может удержать без перехода в жидкость. Эта предельная плотность называется плотностью насыщенного пара и обозначается как ρ₀. Если нагреть воздух, его способность удерживать влагу возрастает, поэтому значение ρ₀ увеличивается. Специальные справочные данные показывают, что при повышении температуры от нуля до пятидесяти градусов предельная плотность возрастает более чем в семнадцать раз, что объясняет быстрое высыхание белья в жаркие дни. Значения предельной плотности приводятся в справочных таблицах и на графике (рис. 1: синяя кривая ρ₀(t) поднимается всё круче — от −10 до 30 °C она уходит примерно с 2 до 30 единиц по вертикальной оси), где видно, что при нагреве воздуха способность удерживать влагу растёт.

Скорость испарения жидкости и обратного процесса конденсации напрямую зависит от того, насколько текущее состояние среды удалено от предельного насыщения. Представьте закрытую комнату, куда вылили большое количество воды, и воздух там полностью насытился паром.