Concentrazione di vapore (umidità assoluta)
La concentrazione di vapore o umidità assoluta di una miscela di vapore acqueo e aria secca è definita come il rapporto tra la massa di vapore acqueo Mw e il volume V occupato dalla miscela.
Dv = Mw / V espresso in grammi/m3 o in grani/cu ft
Il valore di Dv può essere derivato come segue dall'equazione PV = nRT
Mw = nw x mw dove
nw = numero di moli di vapore acqueo presenti nel volume V
mw = massa molecolare dell'acqua
Dv = Mw / V = nw x mv / V = mw x p / RT dove
mw = 18,016 grammi
p = pressione parziale del vapore acqueo [Pa]
R = 8,31436 Pa x m3 / K x mole
T = temperatura della miscela di gas in K
Dv = p / 0,4615 x T [g / m3]
1 gr (grano) = 0,0648 g (grammo)
1 cu ft = 0,0283168 m3
Dv [gr / cu ft] = 0,437 x Dv [g / m3]
Umidità specifica
L'umidità specifica è il rapporto tra la massa Mw del vapore acqueo e la massa (Mw + Ma) dell'aria umida.
Q = Mw / (Mw + Ma)
Q = p mw w / (p mw + (Pb - p) maa)
Q = 1000 p / (1,6078 Pb - 0,6078 p) [g / kg]
1 gr (grano) = 0,0648 g (grammo)
1 libbra = 0,4535923 kg
Q [gr / lb] = 7 x Q [g / kg]
Rapporto di miscelazione
Il rapporto di miscelazione r dell'aria umida è il rapporto tra la massa Mw del vapore acqueo e la massa Ma dell'aria secca a cui il vapore acqueo è associato:
r = Mw / Ma
Mw = nw x Mw = Mw x p V / RT
Ma = na x ma = ma x pa V / RT = ma x (Pb - p) V / RT, dove:
Nw = numero di moli di vapore acqueo presenti nel volume V
na = numero di moli di aria secca presenti nel volume V
Mw = 18,016 gramma = 28,966 gra
ma = pressione parziale del vapore acqueo [Pa]
p = pressione parziale del vapore acqueo [Pa]
pa = pressione parziale dell'aria secca [Pa]
Pb = pressione totale o barometrica [Pa]
R = 8,31436 Pa x m3 / K x mole
T = temperatura della miscela di gas in K
V = volume occupato dalla miscela aria - vapore acqueo
r = Mw p / ma (Pb - p)
r = 621,97 x p / (Pb - p) [g / kg]
1 gr (grano) = 0,0648 g (grammo)
1 libbra = 0,4535923 kg
r [gr / lb] = 7 x r [g / kg]
Rapporto di miscelazione del volume
Il rapporto di miscelazione del volume è il rapporto tra il numero di moli di vapore acqueo Nw e il numero di moli di aria secca na cui il vapore acqueo è associato.
Questo di solito è espresso in termini di parti per milione:
PPMv = 106 x Nw / na
Nw = p V / RT
na = pa V / RT = ma x (Pb - p) V / RT, dove:
p = pressione parziale del vapore acqueo [Pa]
pa = pressione parziale dell'aria secca [Pa]
Pb = pressione totale o barometrica [Pa]
R = 8,31436 Pa x m3 / K x mole
T = temperatura della miscela di gas in K
V = volume occupato dalla miscela aria - vapore acqueo
PPMv = 106 x p / (Pb - p)
Umidità relativa (rh)
L'umidità relativa è il rapporto tra due pressioni:
%rh = 100 x p/ps
dove p è la pressione parziale effettiva del vapore acqueo presente nell'ambiente e ps la pressione di saturazione dell'acqua alla temperatura dell'ambiente.
I sensori di umidità relativa sono di solito calibrati alla normale temperatura ambiente (ben al di sopra dello zero). Di conseguenza, è generalmente accettato che questo tipo di sensore indica l'umidità relativa rispetto all'acqua a tutte le temperature (anche sotto lo zero). Come già notato, il ghiaccio produce una pressione di vapore inferiore a quella dell'acqua liquida. Pertanto, in presenza di ghiaccio, la saturazione si verifica ad un'umidità relativa inferiore al 100 %rh. Per esempio, una lettura di umidità di 75 %rh ad una temperatura di -30 °C, corrisponde alla saturazione sopra il ghiaccio.
Impara di più sull'umidità nel seguente video: "Relative Humidity Measurement Explained"
Vedi i post correlati del blog:
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 1 - Cos'è l'umidità?
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 2 - Umidità relativa, pressione e temperatura
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 3 - Umidità e pressione del vapore
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 5 - Effetto della temperatura e della pressione sulla % rh
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