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《温度与相对湿度》.doc

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温度与相对湿度、绝对湿度、饱和湿度的关系绝对湿度 (1)定义或解释 ①空气里所含水汽的压强，叫做空气的绝对湿度 ②单位体积空气中所含水蒸汽的质量，叫做空气的绝对湿度 (2)单位绝对湿度的单位习惯用毫米水银柱高来表示也常用l立方米空气中所含水蒸汽的克数来表示 (3)说明 ①空气的干湿程度和单位体积的空气里所含水蒸汽的多少有关，在一定温度下，一定体积的空气中，水汽密度愈大，汽压也愈大，密度愈小，汽压也愈小所以通常是用空气里水蒸汽的压强来表示湿度的 ②湿度是表示空气的干湿程度的物理量空气的湿度有多种表示方式，如绝对湿度，相对湿度、露点等相对湿度 (1)定义或解释 ①空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值，叫做空气的相对湿度 ②在某一温度时，空气的绝对湿度，跟在同一温度下的饱和水汽压的百分比值，叫做当时空气的相对湿度 (2)说明 ①实际上碰到许多跟湿度有关的现象并不跟绝对湿度直接有关，而是跟水汽离饱和状态的程度有直接关系，因此提出了一个能表示空气中的水汽离开饱和程度的新概念——相对湿度也是空气湿度的一种表示方式 ②由于在温度相同时，蒸汽的密度和蒸汽压强成正比，所以相对湿度通常就是实际水蒸汽压强和同温度下饱和水蒸汽压强的百分比值。

露点 (1)定义或解释 ①使空气里原来所含的未饱和水蒸汽变成饱和时的温度，叫做露点 ②空气的相对湿度变成100％时，也就是实际水蒸汽压强等于饱和水蒸汽压强时的温度，叫做露点 (2)单位习惯上，常用摄氏温度表示 (3)说明 ①人们常常通过测定露点，来确定空气的绝对湿度和相对湿度，所以露点也是空气湿度的一种表示方式例如，当测得了在某一气压下空气的温度是20℃，露点是12℃那么，就可从表中查得20℃时的饱和蒸汽压为17.54mmHg，12℃时的饱和蒸汽压为lO.52mmHg则此时：空气的绝对湿度p=10.52mmHg，空气的相对湿度．B=(10.52/17.54)100％=60％采用这种方法来确定空气的湿度，有着重大的实用价值但这里很关键的一点，要求学生学会露点的测定方法②露点的测定，在农业上意义很大由于空气的湿度下降到露点时，空气中的水蒸汽就凝结成露如果露点在O℃以下，那末气温下降到露点时，水蒸汽就会直接凝结成霜知道了露点，可以预报是否发生霜冻，使农作物免受损害 ⑨气温和露点的差值愈小，表示空气愈接近饱和气温和露点接近，也就是此时的相对湿度百分比值大，人们感觉气候潮湿；气温和露点差值大，即此时的相对湿度百分比值小，人们感觉气候干燥。

人体感到适中的相对湿度是60～70％ ④严格地说，露点时的饱和汽压和空气当时的水汽压强是不相等的由于未饱和汽的压强随温度的变化是遵循下列规律Pt=P0(1+t/273) 在日常的温差下，压强的变化很小，所以近似地当作不变来处理如上例中在某一汽压下，空气气温是20℃，露点是12℃，那么从图中可见直线几乎和t轴平行绝热饱和温度空气的一个状态参数，绝热增湿过程中空气降温的极限当流动空气同循环水绝热接触时，只要空气的相对湿度小于100％，水就会不断汽化汽化需要吸收热量，使水温下降空气通过对流传热将热量传给循环水，所以气体温度也会下降当水经充分循环后，水温将维持恒定，由于它与空气充分接触，空气中水汽达到饱和，水和空气的温度也相同，空气与水之间在热量传递和质量传递两方面均达平衡此平衡系统的温度，称为绝热饱和温度若取此温度为计算焓的基准温度，空气的焓在上述平衡中保持不变，由空气传给水的热量仍由水汽带回绝热饱和温度的高低取决于空气的温度（常称干球温度）和湿度当相对湿度等于100％时，绝热饱和温度就等于干球温度相对湿度愈小，绝热饱和温度比干球温度降低得愈多对于空气和水系统，在数值上湿球温度与绝热饱和温度几乎相等，但两者的物理意义截然不同。

湿球温度是少量水同大量流动空气接触，使水达到热量平衡时的温度，但此时水分仍在汽化；空气达到绝热饱和温度时，则水与空气之间在传热和传质两方面均达到了平衡对于其他系统，如空气和有机液体，这两个温度并不相等湿度一般在气象学中指的是空气湿度，它是空气中水蒸气的含量空气中液态或固态的水不算在湿度中不含水蒸气的空气被称为干空气由于大气中的水蒸气可以占空气体积的0%到4%，一般在列出空气中各种气体的成分的时候是指这些成分在干空气中所占的成分空气湿度的测量方法需要两个温度计，其中一个用湿布包着，湿布下端浸在纯净的水中，另一个则暴露在空气中，把它们放在同一地点，在8：00和20：00分别记下温度，就能计算空气湿度空气的温度越高，它容纳水蒸气的能力就越高虽然水蒸气可以与空气中的部分成分（比如悬浮的灰尘中的盐）进行化学反应，或者被多孔的粒子吸收，但这些过程或反应所占的比例非常小，相反的大多数水蒸气可以溶解在空气中干空气一般可以看作一种理想气体，但随着其中水汽成分的增高它的理想性越来越低这时只有使用范德华方程才能描写它的性能理论上“空气中的水蒸气饱和”这个说法是不正确的，因为空气中的水蒸气的饱和度与空气的成分本身无关，而只与水蒸气的温度有关。

在同一温度下真空中的水蒸气的饱和度与空气中的水蒸气的饱和度实际上是一样高的但出于简化一般人们（甚至在科学界）使用“空气中溶解的水蒸气”或“空气中的水蒸气饱和”这样的词句在这篇文章中我们也使用这些常用的词句假如饱和的空气的温度降低到露点以下和空气中有凝结核（比如雾剂）的话（在自然界一般总有凝结核存在），空气中的水就会凝结云、窗户玻璃和其它冷的表面上的凝结水、露和雾、人在冷空气中哈出的汽等等许多现象就是这样形成的偶尔（或在实验室中人工造成的）水蒸气可以在露点以下也不凝结这个现象叫做过饱和空气中水蒸气的溶解量随温度不同而变化一立方米空气可以在10摄氏度下溶解9.41克水，在30摄氏度下溶解30.38克水多个量被用来表示空气的湿度下面列出最常用的：蒸汽压绝对湿度相对湿度比湿露点用来测量湿度的仪器叫做湿度计绝对湿度绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化，在不同的高度中绝对湿度也不同，因为随着高度的变化空气的体积变化但绝对湿度越靠近最高湿度，它随高度的变化就越小。

下面是计算绝对湿度的公式： $\rho_w := \frac{R_w \cdot T } = \frac$ 其中的符号分别是： e – 蒸汽压，单位是帕斯卡 $R_w$ – 水的气体常数=461.52J/(kg K) T – 温度，单位是开尔文 m – 在空气中溶解的水的质量，单位是克 V – 空气的体积，单位是立方米相对湿度(RH) 一台湿度计正在纪录相对湿度相对湿度(RH)是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高相对湿度为100%的空气是饱和的空气相对湿度是50%的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据通过相对湿度和温度也可以计算出露点以下是计算相对湿度的公式： $\varphi := \frac {\rho_w}{\rho_{w, max}} \cdot 100\ % = \frac \cdot 100\ % = \frac \cdot 100\ %$ 其中的符号分别是： $\rho_w$ – 绝对湿度，单位是克/立方米 $\rho_{w, max}$ – 最高湿度，单位是克/立方米 e – 蒸汽压，单位是帕斯卡 E – 饱和蒸汽压，单位是帕斯卡 s – 比湿，单位是克/千克 S – 最高比湿，单位是克/千克比湿比湿是融化在空气中的水的质量与湿空气的质量之间的比。

假如没有凝结或蒸发的现象发生的话一个封闭的空气在不同的高度下的比湿是相同的在饱和状态下的最高比湿的符号是S 以下是计算比湿s的公式： $s := \frac{m_{\mathrm}}{m_{\mathrm{air\ total}}} = \frac{m_{\mathrm}}{m_{\mathrm{air\ dry}} + m_{\mathrm}} = \frac{\frac{m_{\mathrm}}{V_{\mathrm}}}{\frac{m_{\mathrm{air\ total}}}{V_{\mathrm}} + \frac{m_{\mathrm}}{V_{\mathrm}}} = \frac{\rho_{\mathrm}}{\rho_{\mathrm{air\ dry}} + \rho_{\mathrm}} = \frac{\rho_{\mathrm}}{\rho_{\mathrm{air\ total}}}$ $s = \frac{\rho_{\mathrm}}{\rho_{\mathrm{air\ dry}} + \rho_{\mathrm}} = \frac{\frac{R_w \cdot T}}{\frac{p - e}{R_L \cdot T} + \frac{R_w \cdot T}} = \frac{ \frac{M_{\mathrm}} }{ \frac{p - e}{M_{\mathrm{air\ dry}}} + \frac{M_{\mathrm}} } = \frac{\frac{M_{\mathrm}}{M_{\mathrm{air\ dry}}} \cdot e}{p - \left(1 - \frac{M_{\mathrm}}{M_{\mathrm{air\ dry}}}\right) \cdot e} \approx \frac{0{,}622 \cdot e}{p - 0{,}378 \cdot e} \approx 0{,}622 \cdot \frac$ 其中使用的符号为： $\rho_{\mathrm} = \frac{R_w \cdot T}$ 和 $M_{\mathrm} = \frac$ $\rho_{\mathrm{air\ dry}} = \frac{p - e}{R_L \cdot T}$ 和 $M_{\mathrm{air\ dry}} = \frac$ 相似地最高比湿为： $S := \frac{m_{\mathrm{water\ saturate}}}{m_{\mathrm{air\ total}}} = \frac{\rho_{\mathrm{Water\ saturate}}}{\rho_{\mathrm{air\ total}}} \approx \frac{0{,}622 \cdot E}{p - 0{,}378 \cdot E}$ 其中使用的符号分别为： $m_x$ – 质量，单位为克 $\rho_x$ – 密度，单位为克/立方米 $V_{\mathrm}$ – 湿空气的总体积，单位为立方米

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