干湿表,你可能会记得,涉及潮湿空气的性质的科学和温度或水蒸气含量或两者改变的过程。要了解所有工作,我们需要数量,我们需要它们定义很好。有些人很容易理解(例如,干灯泡温度和气压);其他人有点抽象(例如,焓)。在这里,我们将看看主要的心理测量夸张,仔细定义它们,并告诉您应该避免哪个常用的术语。
湿空气的特性可以用几十个物理量来描述。在他的书里理解干湿表他说,有超过50个,而一款湿度图表软件可以让你绘制多达63个。在本文中,我们将只讨论前9个术语,但我还将告诉您几个最好避免使用的术语,即使它们是经常使用的。
在定义下面的九个湿度量时,我会告诉你它们是什么,是什么让它们容易混淆,以及哪些是可以测量的。在我们能够使用的几十个干湿量中,大多数不能直接测量,而必须从其他可测量的量中计算出来。
另一件需要理解的重要事情是,为了确定湿度表上的状态点,我们需要知道三个独立量的值:
- 气压(或海拔高度,我们可以从中得到气压)。
- 干灯泡温度
- 一个告诉我们空气中有多少水蒸气的量。它可以是湿球温度,露点温度,相对湿度,或任何其他量。
前九名
下面是盖特利列出的9个最重要的干湿量,按照我们是否可以通过测量或必须计算它们进行排序。
数量 | 象征 | 可衡量的吗? |
干灯泡温度 | TDB | 是的 |
湿灯泡温度 | T白平衡 | 是的 |
露点温度 | TDP | 是的 |
气压 | p酒吧 | 是的 |
水蒸气的压力 | p西弗吉尼亚州 | 不 |
相对湿度 | RH | 是的 |
具体的焓 | h | 不 |
具体的体积 | v | 不 |
含湿量 | W | 不 |
现在,让我们分别来看看每一个。我会告诉你们我认为你们需要的关于他们的基本知识。要想深入了解,就要阅读唐Gatley的书.每个量都有单独的一章。
干灯泡温度
这个很容易。当我们在前面没有任何描述符的情况下使用这个词时,我们讨论的是温度。它是指空气的热或冷。它可以用许多方法测量,是我们定义湿度状态点所需要的三个独立的量之一。
温度的一个定义是,它是分子动能的量度。这不是最好的定义(因为像量子力学和零点能量之类的东西),但对于这个讨论来说是好的。这就把我们带回到空气及其组成的分子上。回想一下,空气——潮湿的空气——是由干燥的空气和水蒸气组成的。当我们测量空气的温度时,它包括了这两种成分,所以空气的干球温度适用于两者。他们是平等的。
在心理图表上:干球温度显示在底部的水平轴上。
湿灯泡温度
实际上,这应该是复数,因为有两种湿球温度:我们用湿球仪测量的温度和热力学湿球温度。幸运的是,如果你正确使用湿度计,这两个数字非常接近。它有时被称为蒸发温度,因为你用湿材料包裹温度计的球泡,以一定的速度在空气中摆动温度计,然后记录温度读数。它比干球温度低,因为摆动湿球温度计会使一些水蒸发,带走一些热量。
好吧,我说它更低,但并不总是如此。有一种情况是湿球温度和干球温度相等。知道是什么吗?饱和度。当空格(不空气)不能容纳任何水蒸气分子而没有其中一些冷凝成液体水,湿灯泡温度等于干泡温度。
在心理图表上:湿球温度线从饱和曲线向右对角线向下运行。
露点温度
这个类似于湿灯泡温度,但在相反的方向上。湿灯泡是蒸发的温度。露点是冷凝的温度。如果您占用空气量并用加入或移除水蒸气将其冷却,最终会达到发生冷凝的温度。你已经达到了露点或饱和度。
这是我最喜欢的问题之一,以便向学生询问露点:如果您有空气量并且不改变水蒸气浓度,则在增加(或减少)干灯泡温度时露点会发生什么?你知道吗?(答案如下。)
还有一个问题:湿球温度和露点温度什么时候相等?就像湿球和干球一样,它们只有在饱和时才相等。这意味着这三个点在这一点上是相等的。然而,一旦你脱离饱和状态,这三种温度就会发散。
在心理图表上:露点温度是水平线。这个值通常显示在饱和度曲线上。
气压
这个很简单。这只是大气压力.把它看成一系列的碰撞是很有帮助的。如果你把这些空气分子放在一个容器里,它们会撞击容器壁并向外推动它们。它们对壁面单位面积施加的力就是空气压强。
在地球上,气压是由我们研究的体积以上的所有空气的重量造成的。因为萨凡纳上空的空气比盐湖城上空的空气要多,所以盐湖城上空的气压更高。事实上,高度是一个等价的量,因为如果我们知道它,我们就可以很容易地确定气压。是的,它确实随天气而变化,但与海拔的变化相比,这些变化是很小的。
然后有两个组成部分。记住我们的混合物:空气是干燥空气和水蒸气的混合物,所以一些气压来自于干燥空气成分,一些来自于水蒸气。它们加起来等于大气压。
p酒吧= p达+ P.西弗吉尼亚州
这是一个重要的关系式,用于进行大量的湿度计算。
在心理图表上:气压实际上在图表上并不是一个变量。它被用来计算一个特定的图表。如果你离海平面超过1000英尺,你需要确保你使用了正确的图表,因为它会影响一些湿度计的数值。
水蒸气的压力
嗯,我们刚看到这个数量是总量的一部分,或气压,压力。这也是一个重要的数量。它决定了水蒸气移动的方式:从较高的蒸气压到较低的蒸气压。它还用于确定几个重要的数量,我将在下面讨论。
我知道你在想什么。你会想,现在是讨论一壶盖着盖子的水的好时机。你是对的,因为这给了我们另一种理解饱和的方法。
所以那盆的水坐在那里。如果你留下足够长并且不改变任何东西,水上就会变得饱和。它将达到其最大蒸气压......在该温度下。如果降低温度,一些水蒸气会冷凝。如果升高温度,则更多的水蒸气将蒸发到液体上方的空间中。事实证明,饱和蒸气压仅取决于温度。
在心理图表上:如果显示出来,恒定蒸汽压的线将水平运行。
相对湿度
啊,相对湿度。它是可衡量的。人们一直在谈论它。这并不像你想的那么容易理解。有一种错误的看法认为,这是空气中水蒸气的百分比与空气中所能容纳的水蒸气的百分比之比,这是许多好心的气象记者一直坚持的观点。
这种说法错的不止一件事。首先,空气并不能决定一个空间中可以有多少水蒸气。第二,它不是水蒸气的质量或浓度的比例。
实际的定义是:
RH = 100 x p西弗吉尼亚州/ p“全球价值调查”主要根据
方程中的两种蒸汽压均发生在相同的干球温度下。这意味着从状态点一直向上到饱和曲线来求两个压强。(不过,大多数心理图表并不显示蒸汽压。)
在心理图表上:相对湿度在图表中以曲线形式显示出来。随着干球温度的升高,RH曲线从左下角向上扫。100% RH曲线与饱和曲线相同。
具体的焓
焓是我本科学习热力学时的祸根。这可能是因为我不得不查阅蒸汽表而不是学习湿度表,但让我们稍微介绍一下这个神秘的量,希望它不会成为你的祸害。
首先,没有清晰的方法来解释焓的概念。有时它被认为是一团空气的感热和潜热含量的结合,这是它的一部分。但有时还有另一个部分也会起作用,那就是在广播中所做的工作。下面是定义比焓的方程:
H = U + PV
这个方程说比焓等于热力学能加上压强和比体积的乘积(定义在下面)。我们不能计算绝对比焓,所以记住,只有比焓的不同才有影响。
焓是感热和潜热的组合这个概念来自方程的第一项。温度或水蒸气量的变化导致内能的变化。如果压强或体积也发生变化,系统对系统做的功或系统对系统做的功,这也是焓变化的一部分。
你可以用焓做什么?当你让一定量的空气通过特定的湿度过程时,就像你在空调或除湿空气中做的那样,你可以知道有多少热量会从空气中增加或减少。
在心理图表上:焓线沿对角线穿过图表,就像湿球线一样。它们几乎是平行的,通常只显示其中一个。
具体的体积
这个很简单。它只是密度的倒数。不是单位体积的质量,而是单位质量的体积。但是在干湿学中使用的质量是干燥空气成分的质量。
在心理图表上:恒定特定音量的线条在与湿球温度和焓线相同的方向上对角线运行,但在陡峭的斜坡上。
含湿量
这通常是在图表右侧的纵轴上显示的。它是水蒸气的质量与干燥空气的质量之比,如下面的方程所示。
W = m西弗吉尼亚州/ m达
它有时被称为混合比或其他一些名称,但在北美,湿度比是最常用的名称。用一点关于理想气体方程和上面给出的气压方程的数学,不难推导出一个基于气压和水蒸气压力的湿度比方程:
W = 0.62198 x p西弗吉尼亚州/ (p酒吧- P.西弗吉尼亚州)
由读者根据相对湿度来推导形式。(继续!它会很有趣!)
现在,我们来谈谈单位。)我们在重量/质量方面有点问题那些令人讨厌的帝国单位,所以当你看到这里的磅时,想想质量,而不是重量。)湿度比可以用每磅干燥空气中水蒸气的重量来表示。在这种情况下,湿度比刻度将从0.000运行到大约0.025。
为了让单位更友好一点,我们可以使用这个奇怪的东西,叫做“水蒸汽颗粒”。原来一磅需要7000粒谷物,这使得体重从0增加到180。
在心理图表上:湿度比线横过图表,露点温度和蒸汽压也是如此。为了避免混淆,只显示其中的一组行。
一个避免的术语
加特利在书的开头定义了一些基本术语,还包括他归类为“气馁”的四个术语。我听到最多的是绝对湿度。我必须承认,我对自己传播这个词感到内疚,但我最近已经改过自新了。
使用“绝对湿度”这个词并不像说“组成”或用单数动词使用“数据”那么糟糕,但它是模糊的。如果你去找它的定义,你会发现它和湿度比是一样的。有一些著名的图表就是这样做的,把单位的湿度比率和“绝对湿度”放在坐标轴上。根据Gatley的说法,这是物理化学领域的标准定义。然而,世界上很多地方将绝对湿度定义为每一体积的水蒸气质量,这并不是标在标准心理图表上的。
最好避免歧义和使用湿度比而不是绝对湿度。
把它们放在一起
如果您仍在阅读这篇文章,您就在路上为唐卡特利的心理傻瓜社会排列。你也在了解所有这些事情在那种美丽的图表中的方式,我们称呼心理图表。下次我们潜入那个。
露点问题的答案:仅仅改变温度对露点没有影响。
Allison贝尔斯他是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证培训师和《能源先锋博客.看看他的深入课程,掌握建筑科学并在Twitter上关注他@EnergyVanguard.
2的评论
它在顶部
该图通常在顶部切断的事实让我认为热空气可以承载近无限量的湿度。无论如何是多么饱和曲线?
蒸汽
格雷格,是的,平衡水的蒸汽压会随着温度的升高而升高。在华氏212度,大气压力下100%的湿度对应的“空气”是纯水蒸气,即蒸汽。超过这一点,相应的图表被称为“蒸汽表”而不是湿度计图表。
这张水汽压图可能会帮助你了解这些政体之间的过渡是如何工作的:
https://www.chem.purdue.edu/gchelp/liquids/vpvst.gif
您可能还想阅读艾莉森的博客,在那里他解释了为什么会说空气带来水分会导致对真正发生的事情的思考导致思考。他在说:
“当空间(而不是空气)不能容纳更多的水蒸气分子,而其中一些分子又会凝结成液态水时,湿球温度就等于干球温度。”
这个链接是
http://www.energyvanguard.com/blog-building-science-hers-bpi/bid/76437/are-you-making-this-mistake-with-humity.
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