Как определяется относительная влажность воздуха: методы, приборы и формулы расчета

Вологість повітря — це те, про що ми часто забуваємо, поки не відчуємо дискомфорт. Задушливість у кімнаті, пересохле горло вранці або цвіль на стінах — усе це наслідки неправильного рівня вологості. Цей показник показує, скільки водяної пари міститься в повітрі порівняно з максимально можливою кількістю за певної температури. Знати, як його виміряти, корисно для створення комфортного мікроклімату вдома, в офісі чи на виробництві.

Що таке відносна вологість і що на неї впливає

Відносну вологість вимірюють у відсотках. Вона показує, наскільки повітря насичене водяною парою. Чим тепліше, тим більше вологи може утримувати повітря. Тому від чого залежить відносна вологість повітря — головним чином від температури та кількості водяної пари.

На рівень вологості впливають різні речі:

• Температура в приміщенні — чим тепліше, тим більше вологи може бути в повітрі
• Джерела води — акваріуми, вологі рушники, квіти на підвіконні
• Наскільки часто провітрюєте — свіже повітря з вулиці змінює баланс
• Пора року — взимку батареї сушать повітря, влітку може бути навпаки
• Погода за вікном — дощ підвищує вологість, спека знижує

Основні методи вимірювання вологості

Прилади для визначення відносної вологості повітря

Щоб точно виміряти вологість, потрібні спеціальні прилади для визначення відносної вологості повітря. Кожен працює по-своєму, але мета одна — показати реальний стан повітря.

Психрометр

Це найпопулярніший прилад у лабораторіях та на метеостанціях. Він складається з двох термометрів: один звичайний, другий обмотаний вологою тканиною. Вода випаровується, охолоджуючи вологий термометр. Чим сухіше повітря, тим швидше випаровування і більша різниця між показниками термометрів. За цією різницею визначають вологість.

Гігрометр

Гігрометри бувають різні. Старі моделі використовували людське волосся — воно розтягується або стискається залежно від вологості. Плівкові працюють на основі спеціальної органічної плівки. А сучасні електронні моделі вимірюють зміну електричних властивостей чутливого датчика.

Електронні вимірювачі

Цифрові прилади — це просто та зручно. Вони показують і температуру, і вологість на екрані. Не треба нічого розраховувати чи шукати в таблицях. Деякі моделі навіть запам’ятовують історію вимірювань. Ідеальний варіант для дому.

При використанні цифрових датчиків пам’ятайте про дрейф калібрування. Бюджетні напівпровідникові сенсори з часом втрачають точність (до 5% на рік). Для критичних вимірювань (наприклад, у серверних або оранжереях) рекомендується перевірка приладу раз на 12 місяців за допомогою «сольового тесту» або еталонного психрометра.

Як визначити відносну вологість повітря за психрометром

Робота з психрометром здається складною, але насправді все просто. Визначення відносної вологості за психрометричною таблицею — перевірений спосіб, яким користуються десятиліттями. Головне — дотримуватися послідовності.

Як користуватися психрометром для вимірювання вологості:

1. Встановіть прилад вертикально подалі від батарей, вікон і дверей
2. Змочіть тканину на вологому термометрі чистою водою
3. Почекайте 5-10 хвилин — показники мають стабілізуватися
4. Запишіть температуру сухого термометра
5. Запишіть температуру вологого термометра
6. Відніміть другий показник від першого — отримаєте різницю
7. Знайдіть у психрометричній таблиці ваші значення

Таблиця працює просто: у лівому стовпці шукаєте температуру сухого термометра, у верхньому рядку — різницю показань. На перетині цих значень буде ваша вологість у відсотках.

Формула для визначення відносної вологості повітря

Якщо цікаво зрозуміти, як це працює математично, є формула для визначення відносної вологості повітря. Відносна вологість — це відношення реальної кількості пари в повітрі до максимально можливої за цієї температури.

φ = (е / Е) × 100%

Тут:

• φ — це та сама відносна вологість у відсотках
• е — скільки насправді пари в повітрі зараз
• Е — скільки максимум може бути пари за такої температури

Як розрахувати відносну вологість повітря з даних психрометра? Є спеціальна формула:

е = Е₁ – А × Р × (t₁ – t₂)

Розшифруємо:

• Е₁ — максимальна кількість пари за температури вологого термометра
• А — психрометричний коефіцієнт (зазвичай 0,0007)
• Р — атмосферний тиск
• t₁ — показник сухого термометра
• t₂ — показник вологого термометра

Виглядає складно? На практиці простіше користуватися готовими таблицями.

Методи визначення вологості повітря в приміщенні

Не завжди під рукою є професійні прилади. Тому існують методи визначення вологості повітря в приміщенні, які можна застосувати вдома. Як вимірюється відносна вологість повітря в кімнаті без спеціального обладнання? Є кілька простих способів.

Спосіб зі склянкою води

Найпростіший метод, який не вимагає нічого особливого. Наберіть у склянку холодної води і поставте в холодильник на кілька годин (до +3-5°C). Потім винесіть у кімнату і спостерігайте. Якщо склянка запотіла і швидко висохла — повітря сухе. Якщо конденсат стікає краплями — вологості забагато. А рівномірне запотівання, що тримається — це норма.

Експеримент із шишкою

Суха соснова шишка — природний індикатор вологості. Покладіть її в кімнаті й зачекайте кілька годин. У сухому повітрі луски розкриються широко. У вологому — щільно притиснуться до центру. Точних цифр не дасть, але загальне уявлення створити допоможе.

Побутові електронні гігрометри

Сучасні портативні прилади коштують недорого і показують результат з точністю до 3%. Багато моделей мають годинник, термометр і навіть можуть зберігати історію вимірювань. Зручно і не вимагає особливих знань.

Як обчислити відносну вологість повітря: простий приклад

Розберемо на практиці. Припустимо, сухий термометр показує +20°C, вологий — +15°C. Різниця — 5 градусів. Відкриваєте психрометричну таблицю, знаходите рядок з +20°C, стовпець з різницею 5°C. На перетині бачите цифру близько 50-55% — це і є ваша вологість.

Якщо хочете порахувати самостійно за формулами:

• Зафіксуйте обидва показники температури
• Знайдіть у довідкових таблицях пружність насиченої пари для кожної температури
• Підставте в формулу Реньо і обчисліть фактичну пружність пари
• Поділіть одне на друге і помножте на 100%

Чесно кажучи, це довго і потребує таблиць. Набагато простіше скористатися готовою психрометричною таблицею або цифровим приладом.

Яка вологість потрібна і як її регулювати

Комфортна вологість для людини — 40-60%. При такому рівні легко дихається, шкіра не пересихає, а меблі та речі зберігаються добре. На виробництві норми можуть відрізнятися залежно від того, що там роблять.

Як підтримувати нормальну вологість:

• Увімкніть зволожувач, коли повітря сухе (зазвичай взимку через батареї)
• Використовуйте осушувач у вологих кімнатах або після дощів
• Провітрюйте регулярно — свіже повітря допомагає вирівняти баланс
• Усуньте джерела зайвої вологи — підтікання труб, мокрі стіни в підвалі
• Встановіть хорошу вентиляцію, особливо на кухні та в ванній

Коли вологість під контролем, не з’являється цвіль, метал не іржавіє, дерев’яні меблі не деформуються. У музеях, бібліотеках та архівах за цим стежать особливо ретельно — там від вологості залежить збереження експонатів.

Типові помилки при вимірюванні

Навіть із правильним приладом легко помилитися. Найчастіша проблема — неправильне розташування. Не ставте психрометр чи гігрометр біля батареї, на підвіконні під сонцем або на протязі. Там показники будуть зовсім не такі, як у решті кімнати.

Якщо користуєтеся психрометром, не беріть воду з-під крана. Потрібна дистильована — без домішок. Інакше на тканині утвориться наліт, який порушить випаровування. Результат буде неточним.

Ще одна помилка — поспіх. Зняли показники через хвилину після змочування тканини — і вони неправильні. Треба чекати хоча б 5-10 хвилин, поки все стабілізується.

Електронні прилади теж потребують уваги. Їх варто калібрувати хоча б раз на рік. Виробники пишуть про це в інструкції. Якщо цього не робити, похибка може накопичуватися.