Tìm hiểu Độ ẩm không khí là gì, các khái niệm liên quan đến độ ẩm không khí: điểm sương, sương mù …
Độ ẩm không khí là gì?
Độ ẩm không khí là đại lượng vật lí xác định khối lượng hơi nước tính ra gam có trong một đơn vị thể tích xác định.
Thí nghiệm vật lí phổ thông tạo mây
Đổ một ít vào trong bình kín, sử dụng một máy nén khí để bơm không khí từ bên ngoài vào trong bình. Giữ cho không khí không thể thoát ra, đến thời điểm áp suất trong bình đủ lớn (tay không thể giữ được nắp bình nữa) thì buông tay, khi đó nước trong bình sẽ hóa hơi hoàn toàn thành một “đám mây”
Giải thích hiện tượng vật lí trong thí nghiệm trên:
Nén không khí từ bên ngoài vào khiến áp suất bên trong bình kín tăng lên đạt đến áp suất bão hòa. Khi mở nắp bình, áp suất trong bình kín giảm đột ngột làm cho tốc độ bay hơi diễn ra nhanh, hóa hơi hoàn toàn các phân tử hơi nước kết hợp với các hạt bụi li ti trong phân tử không khí tạo thành các hạt hơi nước rất nhỏ bay lơ lửng trong không khí trông như một làn khói mỏng.
- Điểm sương: là giá trị mà tại đó hơi nước trong không khí ẩm đạt đến giá trị bão hòa ở nhiệt độ xác định. Nếu nhiệt độ tiếp tục giảm hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước.
- Độ ẩm không khí tuyệt đối a: (độ ẩm tuyệt đối a) là khối lượng hơi nước tính theo đơn vị gam có trong thể tích 1m3 không khí.
- Độ ẩm không khí cực đại A: (độ ẩm cực đại A) là khối lượng hơi nước tính theo đơn vị gam của hơi nước bão hòa có trong thể tích 1m3 ở một nhiệt độ xác định.
- Độ ẩm không khí tỉ đối f: (độ ẩm tỉ đối f) là đại lượng được xác định bằng biểu thức
\[f=\dfrac{a}{A}.100\]%
Trong đó
- a: độ ẩm tuyệt đối (g)
- A: độ ẩm cực đại (g)
- f: độ ẩm tỉ đối
Vai trò của độ ẩm không khí:
độ ẩm không khí ảnh hưởng rất lớn đến rất nhiều quá trình trên trái đất.
Các giá trị đo lường về độ ẩm của không khí giúp ích cho ngành khí tượng thủy văn có thể dự đoán được thời tiết từ đó có thể điều tiết được nâng cao các các hoạt động sản xuất phụ thuộc nhiều vào thời tiết như nông nghiệp.
Độ ẩm không khí giúp hình thành và phát triển các loại vi khuẩn, vi sinh vật cả có lợi lẫn có hại tham gia vào quá trình tuần hoàn của sự sống
Độ ẩm không khí giúp duy trì lượng hơi ẩm trong không khí cung cấp lượng hơi ẩm cần thiết cho các sinh vật sống.
Độ ẩm ảnh hưởng đến quá trình bay hơi nước trong không khí, khi độ ẩm tỉ đối tăng cao nước bay hơi rất chậm dẫn tới quần áo lâu khô, mồ hôi toát ra từ cơ thể không thể bốc hơi làm con người cảm thấy nóng bức hơn. Nếu nhiệt độ giảm đến giá trị điểm sương, hơi nước sẽ ngưng tụ có thể hình thành sương mù gây cản trở tầm nhìn …
Tại sao trong không khí có hơi nước?
70% diện tích trái đất được bao phủ bởi nước, do chuyển động quay quanh mặt trời và chuyển động tự quay quanh mình của trái đất làm hình thành nên các luồng không khí chuyển động không ngừng (các cơn gió).
Nhận được năng lượng từ những cơn gió và nhiệt lượng từ mặt trời chiếu xuống các phân tử chất lỏng ở phía bề mặt có thể thoát khỏi sức hút của các phân tử chất lỏng ở bên trong lòng chất lỏng bay vào trong không khí.
Khi nhiệt độ môi trường tăng cao các phân tử không khí chuyển động hỗn loạn hơn, gia tăng khoảng cách giữa các phân tử khiến các phân tử hơi nước có thể phát tán vào trong không khí nhiều hơn (quá trình hóa hơi của nước). Trong quá trình bay hơi một số phân tử hơi nước không đủ động năng để có thể bay lên cao mà quay trở lại mặt chất lỏng (quá trình ngưng tụ) => sự bay hơi và ngưng tụ luôn xảy ra đồng thời tại bề mặt chất lỏng.
Quá trình bay hơi và ngưng tụ của hơi nước trong không khí chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, gió và áp suất của môi trường. Khi các phân tử hơi nước thoát vào không khí và chuyển lên cao hơn, áp suất không khí giảm, nhiệt độ giảm hơi nước ngưng tụ hình thành các đám mây, nếu hội tụ đủ các điều kiện về nhiệt độ và áp suất … các đám mây sẽ tạo thành thành các cơn mưa.