濕度

     濕度，表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕?？諝獾母蓾癯潭冉凶觥皾穸取?。在此意義下，常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、比較濕度、混合比、飽和差以及露點(diǎn)等物理量來(lái)表示；若表示在濕蒸汽中液態(tài)水分的重量占蒸汽總重量的百分比，則稱之為蒸汽的濕度。

綜述

　　空氣的溫度越高，它容納水蒸氣的能力就越高。雖然水蒸氣可以與空氣中的部分成分（比如懸浮的灰塵中的鹽）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，或者被多孔的粒子吸收，但這些過(guò)程或反應(yīng)所占的比例非常小，相反的大多數(shù)水蒸氣可以溶解在空氣中。干空氣一般可以看作一種理想氣體，但隨著其中水汽成分的增高它的理想性越來(lái)越低。這時(shí)只有使用范德華方程才能描寫它的性能。

　　理論上“空氣中的水蒸氣飽和”這個(gè)說(shuō)法是不正確的，因?yàn)榭諝庵械乃魵獾娘柡投扰c空氣的成分本身無(wú)關(guān)，而只與水蒸氣的溫度有關(guān)。在同一溫度下真空中的水蒸氣的飽和度與空氣中的水蒸氣的飽和度實(shí)際上是一樣高的。但出于簡(jiǎn)化一般人們（甚至在科學(xué)界）使用“空氣中溶解的水蒸氣”或“空氣中的水蒸氣飽和”這樣的詞句。在這篇文章中我們也使用這些常用的詞句。

　　假如飽和的空氣的溫度降低到露點(diǎn)以下和空氣中有凝結(jié)核（比如霧劑）的話（在自然界一般總有凝結(jié)核存在），空氣中的水就會(huì)凝結(jié)。云、窗戶玻璃和其它冷的表面上的凝結(jié)水、露和霧、人在冷空氣中哈出的汽等等許多現(xiàn)象就是這樣形成的。偶爾（或在實(shí)驗(yàn)室中人工造成的）水蒸氣可以在露點(diǎn)以下也不凝結(jié)。這個(gè)現(xiàn)象叫做過(guò)飽和。

　　空氣中水蒸氣的溶解量隨溫度不同而變化。一立方米空氣可以在10℃下溶解9.41克水，在30℃下溶解30.38克水。

測(cè)量

　　濕度計(jì)多個(gè)量被用來(lái)表示空氣的濕度。下面列出最常用的：

　　·蒸汽壓

　　·絕對(duì)濕度

　　·相對(duì)濕度

　　·比濕

　　·露點(diǎn)

　　用來(lái)測(cè)量濕度的儀器叫做濕度計(jì)。

絕對(duì)濕度

　　絕對(duì)濕度是一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量，一般其單位是克/立方米。絕對(duì)濕度的最大限度是飽和狀態(tài)下的最高濕度。絕對(duì)濕度只有與溫度一起才有意義，因?yàn)榭諝庵心軌蚝械臐穸鹊牧侩S溫度而變化，在不同的高度中絕對(duì)濕度也不同，因?yàn)殡S著高度的變化空氣的體積變化。但絕對(duì)濕度越靠近最高濕度，它隨高度的變化就越小。

　　下面是計(jì)算絕對(duì)濕度的公式：

　　e m

　　ρw ＝───＝──

　　Rw·T V

　　其中的符號(hào)分別是：

　　e – 蒸汽壓，單位是帕斯卡

　　Rw – 水的氣體常數(shù)=461.52J/(kg K)

　　T – 溫度，單位是開爾文

　　m – 在空氣中溶解的水的質(zhì)量，單位是克

　　V – 空氣的體積，單位是立方米

相對(duì)濕度

　　一臺(tái)濕度計(jì)正在紀(jì)錄相對(duì)濕度相對(duì)濕度是絕對(duì)濕度與最高濕度之間的比，它的值顯示水蒸氣的飽和度有多高。相對(duì)濕度為100%的空氣是飽和的空氣。相對(duì)濕度是50%的空氣含有達(dá)到同溫度的空氣的飽和點(diǎn)的一半的水蒸氣。相對(duì)濕度超過(guò)100%的空氣中的水蒸氣一般凝結(jié)出來(lái)。隨著溫度的增高空氣中可以含的水就越多，也就是說(shuō)，在同樣多的水蒸氣的情況下溫度升高相對(duì)濕度就會(huì)降低。因此在提供相對(duì)濕度的同時(shí)也必須提供溫度的數(shù)據(jù)。通過(guò)相對(duì)濕度和溫度也可以計(jì)算出露點(diǎn)。

　　以下是計(jì)算相對(duì)濕度的公式：

　　ρw e s

　　φ ＝───·100%＝─·100%＝─·100%

　　ρw,max E S

　　其中的符號(hào)分別是：

　　ρw – 絕對(duì)濕度，單位是克/立方米

　　ρw,max – 最高濕度，單位是克/立方米

　　e – 蒸汽壓，單位是帕斯卡

　　E – 飽和蒸汽壓，單位是帕斯卡

　　s – 比濕，單位是克/千克

　　S – 最高比濕，單位是克/千克

比濕

　　比濕是融化在空氣中的水的質(zhì)量與濕空氣的質(zhì)量之間的比。假如沒有凝結(jié)或蒸發(fā)的現(xiàn)象發(fā)生的話一個(gè)封閉的空氣在不同的高度下的比濕是相同的。在飽和狀態(tài)下的最高比濕的符號(hào)是S。

　　計(jì)算比濕s的公式見參考資料

　　相似地最高比濕見參考資料

　　其中使用的符號(hào)分別為：

　　mx – 質(zhì)量，單位為克

　　ρx – 密度，單位為克/立方米

　　Vtotal – 濕空氣的總體積，單位為立方米

　　Rw – 水的氣體常數(shù)，單位為焦耳/（千克·開爾文）

　　RL – 干空氣的氣體常數(shù)，單位為焦耳/（千克·開爾文）

　　T – 溫度，開爾文

　　MWater – 水的摩爾質(zhì)量=18.01528克/摩爾

　　– 干空氣的摩爾質(zhì)量=28.9634克/摩爾

　　e – 蒸汽壓，單位是帕斯卡

　　p – 氣壓，單位為帕斯卡

　　E – 飽和蒸汽壓，單位為帕斯卡

濕度的測(cè)量方法及儀器介紹

　　干濕球測(cè)量法

　　露點(diǎn)濕度測(cè)量法

　　利用物質(zhì)幾何尺寸變化測(cè)量法

　　庫(kù)倫濕度計(jì)

　　光學(xué)形濕度計(jì)

　　氣象色譜法

　　化學(xué)物質(zhì)電特性法

　　離子晶體冷凝濕度計(jì)

【意義和用途】

　　空氣濕度在許多方面有重要的用途，在大氣學(xué)、氣象學(xué)和氣候?qū)W中它主要是理論中的一個(gè)重要值，而在實(shí)際應(yīng)用上的作用比較小。

氣象學(xué)和水文學(xué)

　　下雨的時(shí)候，空氣濕度是非常大的在氣象學(xué)和水文學(xué)中濕度是決定蒸發(fā)和蒸騰的重要數(shù)據(jù)。它對(duì)不同的氣候區(qū)的產(chǎn)生起決定性的作用。大氣中的水蒸氣在水循環(huán)過(guò)程中也是必不可少的。通過(guò)水蒸氣水可以很快地在地球表面運(yùn)動(dòng)。水在大氣中形成降水、云和其它現(xiàn)象，它們決定了地球的氣象和氣候。

　　而在天氣預(yù)報(bào)中，更常用到相對(duì)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(duì)濕度會(huì)讓人類（和其他動(dòng)物）感到更熱，因?yàn)檫@妨礙了汗水的揮發(fā)。人類可以從而制定出酷熱指數(shù)。

醫(yī)學(xué)

　　在醫(yī)學(xué)上空氣的濕度與呼吸之間的關(guān)系非常緊密。在一定的濕度下氧氣比較容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液。一般人在45-55%的相對(duì)濕度下感覺最舒適。過(guò)熱而不通風(fēng)的房間里的相對(duì)濕度一般比較低，這可能對(duì)皮膚不良和對(duì)粘膜有刺激作用。濕度過(guò)高影響人調(diào)節(jié)體溫的排汗功能，人會(huì)感到悶熱。總的來(lái)說(shuō)人在高溫但低濕度的情況下（比如沙漠）比在溫度不太高但濕度很高的情況下（比如雨林）的感覺要好。在通過(guò)呼吸進(jìn)行麻醉時(shí)麻醉氣體的濕度是非常關(guān)鍵的。醫(yī)學(xué)上使用的麻醉氣體一般是在無(wú)水的情況下存放的，假如在使用時(shí)不添加濕度的話會(huì)在人的肺中導(dǎo)致蒸發(fā)和失水。

生物學(xué)

　　在生物學(xué)中，尤其是在生態(tài)學(xué)中空氣濕度是一個(gè)非常關(guān)鍵的量。它決定一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的組成。在植物的葉面上氣孔的開關(guān)和植物的呼吸。有些動(dòng)物比如蝸牛只有在它們的皮膚有一定濕度的情況下才能吸收氧氣。

儲(chǔ)藏和生產(chǎn)

　　在存放水果的倉(cāng)庫(kù)里濕度決定水果的成熟。在存放金屬的倉(cāng)庫(kù)里濕度過(guò)高可能導(dǎo)致腐蝕。其它許多貨物比如化學(xué)藥劑、煙、酒、香腸、木、藝術(shù)品、集成電路等等也必須在一定的濕度或在濕度為零的條件下存放。因此在許多倉(cāng)庫(kù)、博物館、圖書館、計(jì)算機(jī)中心和一定的工廠（比如微電子工業(yè)）中都有空調(diào)裝置來(lái)控制室內(nèi)的濕度。

農(nóng)業(yè)和林業(yè)

　　霧氣彌漫的森林濕度過(guò)低可以在農(nóng)業(yè)上導(dǎo)致土壤和植物失水和減產(chǎn)。

　　在林業(yè)和林木工業(yè)中濕度也是一個(gè)非常關(guān)鍵的量。在鋸木廠人們往往向堆積在那里的木頭澆水。木頭本身有它自己的濕度，在空氣中它的濕度逐漸與空氣的周圍濕度靠近。這個(gè)木頭內(nèi)的濕度的變化會(huì)導(dǎo)致木頭的體積的變化，這對(duì)林木工業(yè)來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的。

　　一般木頭在存放時(shí)要讓空氣可以直接與它的各個(gè)方向接觸，這樣來(lái)避免木頭變形或發(fā)霉。在鋪地板時(shí)最好先讓地板的木頭在房屋內(nèi)擱置一兩天，來(lái)讓它與房屋內(nèi)的濕度一樣，否則的話地板的木頭可能會(huì)在鋪設(shè)后伸張或收縮。

建筑

　　在建筑物理中露點(diǎn)是一個(gè)非常重要的量。假如一座建筑內(nèi)的溫度不一樣的話，那么從高溫部分流入低溫部分的潮濕的空氣中的水就可能凝結(jié)。在這些地方可能會(huì)發(fā)霉，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到這樣的現(xiàn)象。 此外相對(duì)濕度是衡量建筑室內(nèi)熱環(huán)境的一個(gè)重要指標(biāo)，建筑物理把在人體的主觀熱感覺處于中性時(shí)，風(fēng)速不大于0.15m/s，相對(duì)濕度為50%定為最舒適的熱環(huán)境，這也是室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)的一個(gè)基準(zhǔn)。

加濕和除濕

加濕

　　離心式加濕原理

　　離心加濕器工作原理：

　　離心式加濕器是利用高速電機(jī)帶動(dòng)復(fù)合葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生真空，貯水箱內(nèi)的水在大氣壓力作用下通過(guò)吸水器壓至復(fù)合霧化葉輪，經(jīng)化成直徑為5um的細(xì)霧，經(jīng)過(guò)下進(jìn)風(fēng)道的微風(fēng)，送至出霧口，在出霧口與上進(jìn)風(fēng)道的高速風(fēng)流相匯合 形成高速氣霧噴到空氣中，氣霧與空氣中的余熱相接觸，完全汽化，達(dá)到加濕目的。

　　極式加濕原理

　　電極式蒸汽加濕器的工作原理：

　　當(dāng)自來(lái)水進(jìn)入加濕桶后，水位逐漸上升。在加濕器電極上通電，當(dāng)水位漫過(guò)電極后，電極之間通過(guò)水的導(dǎo)電性而構(gòu)成電流回路，并把水加熱至沸騰，輸出潔凈蒸汽。隨道蒸氣輸出，水位逐漸降低。這時(shí)進(jìn)水閥通電打開，再次進(jìn)水，直到 合適的水位，并繼續(xù)產(chǎn)生蒸汽。

　　當(dāng)加濕桶中的礦物質(zhì)濃度越來(lái)越高時(shí)，排水閥自動(dòng)打開，排去廢水，加濕器再次補(bǔ)充新水，并繼續(xù)加濕工作過(guò)程。

　　使用導(dǎo)電率過(guò)高或過(guò)低的自來(lái)水可能會(huì)導(dǎo)致加濕桶損耗過(guò)快或加濕量不足

　　超聲波加濕器原理

　　超聲波加濕器是采用超聲波高頻振蕩的原理，將水霧化為1—5微米的超微粒子，通過(guò)風(fēng)動(dòng)裝置，將水霧擴(kuò)散到空氣中，從而達(dá)到均勻加濕空氣的目的。其特點(diǎn)是，加濕強(qiáng)度大，加濕均勻，加濕效率高；節(jié)能、省電；超長(zhǎng)使用壽命；濕度自動(dòng)平衡，無(wú)水自動(dòng)保護(hù)；兼具醫(yī)療霧化、冷敷浴面、清洗首飾等功能；缺點(diǎn)是對(duì)水質(zhì)有一定的要求。

　　加濕器主要是靠 霧化片來(lái)工作你指的是離心式加濕霧化片上接上電源就可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的加濕器了,這樣是不成立的,因?yàn)樗幸粋€(gè)真空的大氣壓作用,你沒法做到，所以電壓也無(wú)從說(shuō)起了

除濕

　　除濕機(jī)工作原理

　　轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的核心結(jié)構(gòu)為一不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的蜂窩狀干燥轉(zhuǎn)輪，它是除濕機(jī)吸收水分的最關(guān)鍵的部件，是由含有少許金屬鈦的特殊玻璃纖維載體和活性硅膠復(fù)合而成，其蜂窩狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅能夠極大限度的附著吸濕劑，增加濕空氣與吸濕劑相互接觸的表面積，提高除濕機(jī)的工作效率，而且具有很高的強(qiáng)度，能夠很好的適用于各種復(fù)雜的工作環(huán)境。

　　轉(zhuǎn)輪的兩側(cè)，由高度密封性能的硅橡膠制成的隔板將整個(gè)表面分成兩個(gè)扇區(qū)： 270度的處理扇區(qū)；90度的再生還原扇區(qū)。

　　當(dāng)需要除濕的潮濕空氣(稱處理空氣)進(jìn)入處理區(qū)域， 濕空氣中的水蒸氣被轉(zhuǎn)輪中的活性硅膠所吸附， 從而得到干燥，干燥后的空氣則通過(guò)送風(fēng)機(jī)送出。 隨著吸收水分的增加， 處理扇區(qū)漸漸趨于飽和狀態(tài)。為了維持其穩(wěn)定的除濕性能，就需要對(duì)轉(zhuǎn)輪中的吸濕劑進(jìn)行再生還原，這時(shí)， 趨于飽和的轉(zhuǎn)輪在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下， 慢慢轉(zhuǎn)入再生區(qū)域， 開始再生再生過(guò)程。

　　再生空氣(一般取自室外或機(jī)房)經(jīng)過(guò)加熱后達(dá)到100~140度， 然后反向吹入再生區(qū)域， 在高溫狀態(tài)下，轉(zhuǎn)輪中已吸收的水份被脫附，再生空氣由于在脫附過(guò)程中損失了大量顯熱，自身溫度降低，變成了飽含水分的濕空氣， 被風(fēng)機(jī)引導(dǎo)排至室外，從而完成了水分的轉(zhuǎn)移。而轉(zhuǎn)輪在再生脫水后，重新恢復(fù)了強(qiáng)大的吸濕能力，在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)入工作區(qū)域進(jìn)行除濕。

　　上述的除濕和再生過(guò)程是同時(shí)發(fā)生的，空氣不斷被干燥，轉(zhuǎn)輪不斷被再生，周而復(fù)始，從而保證了除濕機(jī)持續(xù)恒定的工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速8~12轉(zhuǎn)/小時(shí)，所需動(dòng)力極小， 除濕機(jī)出口空氣參數(shù)條件，僅取決于進(jìn)口空氣的參數(shù)和再生能量的控制。

空氣濕度對(duì)身體健康的影響

　　在任何氣溫條件下潮濕的空氣對(duì)人體都是不利的。

　　研究表明，溫度過(guò)大時(shí)，人體中一種叫松果腺體分泌出的松果激素量也較大，使得體內(nèi)甲狀腺素及腎上腺素的濃度就相對(duì)降低，細(xì)胞就會(huì)“偷懶”，人就會(huì)無(wú)精打采，萎靡不振。長(zhǎng)時(shí)間在濕度較大的地方工作、生活，還容易患濕痹癥；濕度過(guò)小時(shí)，蒸發(fā)加快，干燥的空氣容易奪走人體的水分，使皮膚干燥、鼻腔粘膜受到刺激，所以在秋冬季干冷空氣侵入時(shí)，極易誘發(fā)呼吸系統(tǒng)病癥。此外，空氣濕度過(guò)大或過(guò)小時(shí)，都有利于一些細(xì)菌和病毒的繁殖和傳播?？茖W(xué)測(cè)定，當(dāng)空氣濕度高于 65%或低于38%時(shí)，病菌繁殖滋生最快，當(dāng)相對(duì)濕度在45%－55%時(shí)，病菌死亡較快。

　　相對(duì)濕度通常與氣溫、氣壓共同作用于人體?，F(xiàn)代醫(yī)療氣象研究表明，對(duì)人體比較適宜的相對(duì)濕度為：夏季室溫25℃時(shí)，相對(duì)濕度控制在 40%－50%比較舒適；冬季室溫18℃時(shí)，相對(duì)濕度控制在60%－70%。夏季三伏時(shí)節(jié)，由于高溫、低壓、高濕度的作用，人體汗液不易排出，出汗后不易被蒸發(fā)掉，因而會(huì)使人煩躁、疲倦、食欲不振；冬季濕度有時(shí)太小，空氣過(guò)于干燥，易引起上呼吸道粘膜感染，患上感冒。據(jù)科學(xué)試驗(yàn)，在氣溫日際變化大于3℃、氣壓日際變化大于10百帕，相對(duì)濕度日際變化大于10%時(shí)，關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率會(huì)顯著增加。

　　人體致死的高溫指標(biāo)與空氣濕度也有很大關(guān)系。當(dāng)氣溫和濕度高達(dá)某一極限時(shí)，人體的熱量散發(fā)不出去，體溫就要升高，以致超過(guò)人體的耐熱極限，人即會(huì)死亡。因此，我國(guó)規(guī)定災(zāi)害性天氣標(biāo)準(zhǔn)為，長(zhǎng)江以南最高氣溫高于38℃，或者最高氣溫達(dá)35℃，同時(shí)相對(duì)濕度高于61%；長(zhǎng)江以北地區(qū)最高氣溫達(dá) 35℃，或者最高氣溫達(dá)30℃，同時(shí)相對(duì)濕度高于64%。

　　夏季，濕度增大，水汽趨于飽和時(shí)，會(huì)抑制人體散熱功能的發(fā)揮，使人感到十分悶熱和煩躁。冬天，濕度增大時(shí)，則會(huì)使熱傳導(dǎo)加快約20倍，使人覺得更加陰冷、抑郁。關(guān)節(jié)炎患者由于患病部位關(guān)節(jié)滑膜及周圍組織損傷，抵抗外部刺激的能力減弱，無(wú)法適應(yīng)激烈的降溫，使病情加重或酸痛加劇。如果濕度過(guò)小時(shí)，因上呼吸道粘膜的水分大量喪失，人感覺口干舌燥，甚至出現(xiàn)咽喉腫痛、聲音嘶啞和鼻出血，并誘發(fā)感冒。調(diào)查研究還表明，當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)90%以上，26℃ 會(huì)讓人感覺31℃似的。干燥的空氣能以與人體汗腺制造汗液的相等速度將汗液吸收，使我們感覺涼快?？墒菨穸却蟮目諝鈪s由于早已充滿水分，因而無(wú)力再吸收水分，于是汗液只得積聚在我們的皮膚上，使我們的體溫不斷上升，同時(shí)心力不勝負(fù)荷

　　空氣濕度是表示空氣中水汽含量和濕潤(rùn)程度的氣象要素。地面空氣濕度是指地面氣象觀測(cè)規(guī)定高度（即1.25～2.00米，國(guó)內(nèi)為1.5米）上的空氣濕度。是由安裝在百葉箱中的干濕球溫度表和濕度計(jì)等儀器所測(cè)定的（基本站每日定時(shí)觀測(cè)4次，基準(zhǔn)站每日定時(shí)觀測(cè)24次），有三種基本形式，即水汽壓、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度。水汽壓（曾稱為絕對(duì)濕度）表示空氣中水汽部分的壓力，單位以百帕（hpa）為單位，取小數(shù)一位；相對(duì)濕度用空氣中實(shí)際水汽壓與當(dāng)時(shí)氣溫下的飽和水汽壓之比的百分?jǐn)?shù)表示，取整數(shù)；露點(diǎn)溫度是表示空氣中水汽含量和氣壓不變的條件下冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度，單位用攝氏度（℃）表示，取小數(shù)一位。配有濕度計(jì)時(shí)還可以測(cè)定相對(duì)濕度的連續(xù)記錄和最小相對(duì)濕度。