Влажность воздуха и материалов¶

Влажность — это содержание воды в веществе, материале или газе, выраженное в относительных или абсолютных величинах. Термин применяется в метеорологии, физике, химии, строительстве, сельском хозяйстве и промышленности. Различают влажность воздуха (атмосферную), влажность материалов и почвы, а также влажность газов и жидкостей.

¶Основные понятия и определения

В метеорологии под влажностью понимают количество водяного пара в атмосферном воздухе. Абсолютная влажность — масса водяного пара в единице объёма воздуха, измеряется в граммах на кубический метр (г/м³). Относительная влажность — отношение фактического давления водяного пара к давлению насыщенного пара при той же температуре, выражается в процентах (%). Именно относительная влажность используется в повседневной жизни и прогнозах погоды.

Точка росы — температура, при которой охлаждаемый воздух становится насыщенным водяным паром и начинается конденсация. Это важный показатель, характеризующий реальное содержание влаги в воздухе независимо от температуры.

Для материалов и твёрдых тел влажность определяют как массу содержащейся влаги, делённую на массу сухого вещества или на общую массу образца. Различают:

• Объёмную влажность — отношение объёма воды к объёму материала;
• Массовую влажность — отношение массы воды к массе сухого материала;
• Объёмно-массовую влажность — отношение массы воды к объёму материала.

¶Факторы, влияющие на влажность

Влажность воздуха определяется рядом факторов:

• Источники влаги — испарение с поверхности водоёмов, транспирация растений, испарение с почвы;
• Температура воздуха — тёплый воздух способен удерживать больше водяного пара, поэтому при повышении температуры относительная влажность при неизменном количестве пара снижается;
• Атмосферное давление и циркуляция воздуха — ветровые потоки переносят влажные и сухие массы;
• Рельеф местности — в горах и низинах влажность различается;
• Сезонность и климатическая зона.

В среднем в тропических широтах относительная влажность высокая круглый год, в пустынях — крайне низкая, в умеренном климате наблюдается выраженная сезонная изменчивость.

¶Измерение влажности

Для определения влажности воздуха применяются различные приборы:

• Гигрометры — механические (волосной, биметаллический), электронные (ёмкостные, резистивные), оптические;
• Психрометр — прибор из двух термометров (сухого и смоченного), разница их показаний позволяет вычислить относительную влажность по психрометрическим таблицам;
• Гигростат — устройство для поддержания заданной влажности в замкнутом объёме.

Влажность материалов измеряют сушкой образцов в сушильных шкафах при контролируемой температуре до постоянной массы, а также электронными влагомерами.

¶Влажность и здоровье человека

Оптимальной для самочувствия человека считается относительная влажность в диапазоне 40–60 %. При более низкой влажности пересыхают слизистые оболочки дыхательных путей, повышается восприимчивость к респираторным инфекциям, возникает раздражение кожи и глаз. При повышенной влажности нарушается теплоотдача организма, ухудшается самочувствие в жару, активизируются плесневые грибки и клещи.

В холодное время года в отапливаемых помещениях влажность часто опускается ниже 20 %, что связано с нагревом воздуха без добавления влаги.

¶Влажность в строительстве и промышленности

В строительстве влажность строительных материалов — важный параметр. Дерево, бетон, штукатурка и другие материалы должны иметь допустимую влажность перед применением, иначе возможны деформации, трещины, отслоения. От влажности стен зависит теплопроводность конструкций: увлажнённый материал проводит тепло хуже.

В промышленности контролируют влажность при производстве бумаги, текстиля, пищевых продуктов, фармацевтике, электронике. В складских помещениях поддержание заданного режима влажности предотвращает коррозию, порчу продукции и электростатические разряды.

¶Влажность почвы

Влажность почвы — содержание воды в почвенном массиве, один из ключевых факторов для сельского хозяйства. Различают физическую (общую), капиллярную и гравитационную влагу, а также влажность, доступную растениям (полевую влагоёмкость). Недостаток влаги приводит к засухе, избыток — к подтоплению и вымыванию питательных веществ.

¶Влажность в быту

В повседневной жизни влажность имеет практическое значение:

• При сушке белья, продуктов, древесины;
• В аквариумах и террариумах для содержания животных;
• В музеях и архивах для сохранности экспонатов и документов;
• В погребах и подвалах для хранения овощей;
• В банях и саунах, где влажность напрямую влияет на тепловые ощущения.

¶Влажность в метеорологии

В прогнозах погоды влажность указывается наряду с температурой, давлением и ветром. Высокая влажность в сочетании с высокой температурой создаёт эффект «душного» воздуха, при котором температура тела воспринимается выше фактической. Ночью при высокой влажности возможно выпадение росы, а при отрицательных температурах — инея.

Источники:

• Большая советская энциклопедия
• Физическая энциклопедия
• ГОСТ 21718-84 «Материалы и изделия строительные. Методы определения влажности»
• Метеорология и климатология, учебные пособия