湿度的计算

空气相对湿度RH%的计算

空气相对湿度RH%,计算

内容摘要：相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高，它的单位是%

相对湿度

相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高，它的单位是%。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%

的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过相对湿度和温度也可以计算出露点。

以下是计算相对湿度的公式：

其中的符号分别是：

ρw–绝对湿度，单位是克/立方米

ρw,max–最高湿度，单位是克/立方米

e –蒸汽压，单位是帕斯卡

E –饱和蒸汽压，单位是帕斯卡

s –比湿，单位是克/千克

S –最高比湿，单位是克/千克

综述

空气的温度越高，它容纳水蒸气的能力就越高。虽然水蒸气可以与空气中的部分成分（比如悬浮的灰尘中的盐）进行化学反应，或者被多孔的粒子吸收，但这些过程或反应所占的比例非常小，相反的大多数水蒸气可以溶解在空气中。乾空气一般可以看作一种理想气体，但随着其中水汽成分的增高它的理想性越来越低。这时只有使用范德瓦耳斯方程才能描写它的性能。

理论上“空气中的水蒸气饱和”这个说法是不正确的，因为空气中的水蒸气的饱和度与空气的成分本身无关，而只与水蒸气的温度有关。在同一温度下真空中的水蒸气的饱和度与空气中的水蒸气的饱和度实际上是一样高的。但出于简化一般人们（甚至在科学界）使用“空气中溶解的水蒸气”或“空气中的水蒸气饱和”这样的词句。在这篇文章中我们也使用这些常用的词句。

假如饱和的空气的温度降低到露点以下和空气中有凝结核（比如雾剂）的话（在自然界一般总有凝结核存在），空气中的水就会凝结。云、窗户玻璃和其它冷的表面上的凝结水、露和雾、人在冷空气中哈出的汽等等许多现象就是这样形成的。偶尔（或在实验室中人工造成的）水蒸气可以在露点以下也不凝结。这个现象叫做过饱和。

空气中水蒸气的溶解量随温度不同而变化。一立方米空气可以在10摄氏度下溶解9.41克水，在30摄氏度下溶解30.38克水。

[编辑]测量

湿度计

要表達空氣濕度的高低，有多種可以利用的度量值，包括蒸汽压、绝对湿度、相对湿度、比湿、露点等。湿度计可以用来测量湿度。

[编辑]绝对湿度

「绝对湿度」指一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化，在不同的高度中绝对湿度也不同，因为随着高度的变化空气的体积变化。但绝对湿度越靠近最高湿度，它随高度的变化就越小。

下面是计算绝对湿度的公式：

其中的符号分别是：

e–蒸汽压，单位是帕斯卡（Pa）

R w–水的气体常数=461.52J/(kg K)

T–温度，单位是开尔文（K）

m–在空气中溶解的水的质量，单位是克（g）

V–空气的体积，单位是立方米（m3）

[编辑]相对湿度（RH）

一台溼度計正在紀錄相對濕度

「相对湿度」（RH）是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高，空气中可以含的水就越多。也就是说，在同样多的水蒸气的情况下，温度降低，相对湿度就会升高；温度升高，相对湿度就会下降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过最高湿度和温度也可以计算出露点。

以下是计算相对湿度的公式：

其中的符号分别是：

ρw–绝对湿度，单位是克/立方米

ρw,max–最高湿度，单位是克/立方米

e–蒸汽压，单位是帕斯卡

E–饱和蒸汽压，单位是帕斯卡

s–比湿，单位是克/千克

S–最高比湿，单位是克/千克

[编辑]比湿

比湿是融化在空气中的水的质量与湿空气的质量之间的比。假如没有凝结或蒸发的现象发生的话一个封闭的空气在不同的高度下的比湿是相同的。在饱和状态下的最高比湿的符号是S。

以下是计算比湿s的公式：

其中使用的符号为：

和

和

相似地最高比湿为：

其中使用的符号分别为：

m x–质量，单位为克

ρx–密度，单位为克/立方米

V total–湿空气的总体积，单位为立方米

R w–水的气体常数，单位为焦耳/（千克·开尔文）

R L–干空气的气体常数，单位为焦耳/（千克·开尔文）

T–温度，开尔文

M Water–水的摩尔质量=18.01528克/摩尔

–干空气的摩尔质量=28.9634克/摩尔

e–蒸汽压，单位是帕斯卡

p–气压，单位为帕斯卡

E–饱和蒸汽压，单位为帕斯卡

[编辑]意义和用途

空气湿度在许多方面有重要的用途，在大气学、气象学和气候学中它主要是理论中的一个重要值，而在实际应用上的作用比较小。

[编辑]气象学和水文学

下雨的时候，空气湿度是非常高的

在气象学和水文学中湿度是决定蒸发和蒸腾的重要数据。它对不同的气候区的产生起决定性的作用。大气中的水蒸气在水循环过程中也是必不可少的。通过水蒸气水可以很快地在地球表面运动。水在大气中形成降水、云和其它现象，它们决定了地球的气象和气候。

而在天气预报中，更常用到相對濕度。它反映了降雨、有霧的可能性。在炎熱的天氣之下，高的相對濕度會讓人類（和其他動物）感到更熱，因為這妨礙了汗水的揮發。人類可以從而制定出熱濕指數。

[编辑]医学