الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة: العلاقة ، الرسم البياني ، الصيغة ، الرسم البياني


تتناول هذه المقالة العلاقة بين الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة. يمكن تعريف الرطوبة على أنها وجود قطرات ماء في الهواء ، مما يجعلها خليطًا من الماء والهواء.

الهواء الرطب رطب بطبيعته. في هذه المقالة سوف ندرس تأثير درجة الحرارة على الرطوبة النسبية. ببساطة ، الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة متناسبان عكسياً مع بعضهما البعض. تمت مناقشة السبب وراء ذلك في الأقسام اللاحقة من هذه المقالة.

ما هي الرطوبة النسبية؟

الرطوبة النسبية هي نسبة كمية الماء الموجودة في خليط الهواء والماء إلى الحد الأقصى من الماء الذي يمكن أن يكون موجودًا في خليط الهواء والماء. يمثل الكمية النسبية للبخار التي يمكن إضافتها حتى التشبع.

بكلمات بسيطة يمكننا أن نقول أنه قياس كمية الماء الموجودة داخل خليط الهواء والماء بالنسبة إلى الحد الأقصى لكمية الماء التي يمكن إضافتها إلى الخليط. دعونا نرى معادلة الرطوبة النسبية في القسم التالي لتوضيح الأمور أكثر.

صيغة الرطوبة النسبية

لقد ناقشنا تعريف الرطوبة النسبية في القسم أعلاه. لجعل المعنى أكثر وضوحًا ، دعونا نلقي نظرة على معادلة الرطوبة النسبية.

يتم إعطاء صيغة الرطوبة النسبية في القسم أدناه-

φ = فv/Ps

أين،

phi هي الرطوبة الحقيقية

Pv هو الضغط الجزئي للبخار

PS هو ضغط التشبع

ما هي الرطوبة المحددة؟

تختلف الرطوبة النوعية عن الرطوبة النسبية. يتم تعريفه على أنه نسبة كمية الماء الموجودة في خليط الهواء والماء إلى الكتلة الكلية لمزيج الهواء والماء.

ترد معادلة حساب الرطوبة المحددة في القسم أدناه-

ω = مv/ma

أين،

أوميغا هي الرطوبة المحددة

mv هو كتلة البخار

أماه فهو كتلة خليط بخار الماء في الهواء

علاقة الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة

نعلم جميعًا أن الماء يتبخر في وجود حرارة أو درجات حرارة أعلى. يمكن تطبيق هذه الظاهرة لتعريف العلاقة بين درجة الحرارة والرطوبة النسبية.

عندما نقول أن كلاهما يتناسب عكسياً مع بعضهما البعض ، فهذا يعني زيادة قيمة واحدة وانخفاض أخرى. في هذه الحالة عندما ترتفع درجة الحرارة ستنخفض قيمة الرطوبة النسبية. والعكس صحيح. السبب هو أن الهواء الدافئ لديه قدرة أكبر على الاحتفاظ بالرطوبة ومن ثم يزداد المقام. إذا أصبح الهواء جافًا ، تنخفض أيضًا قيمة الرطوبة النسبية. عندما تنخفض درجة الحرارة ، يصبح الهواء رطبًا وبالتالي تزداد قيمة الرطوبة النسبية أيضًا.

الرسم البياني للرطوبة النسبية ودرجة الحرارة

الرسم البياني الذي يمثل الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة يسمى مخطط مولير أو مخطط مولير. وهناك كميات أخرى كثيرة ممثلة كذلك.

في الرسم البياني يمكننا أن نرى أن منحنى الرطوبة النسبية له ميل سلبي عندما ننتقل من اليمين إلى اليسار. من اليمين إلى اليسار يعني انخفاض قيمة درجة الحرارة. عندما ننتقل من اليسار إلى اليمين ، عندما نزيد درجة الحرارة ، تزداد قيمة الرطوبة النسبية أيضًا.

معادلة الرطوبة ودرجة الحرارة النسبية

لاشتقاق أ صيغة بين درجة الحرارة والرطوبة النسبية، نحن نستخدم العديد من المفاهيم من الديناميكا الحرارية بشكل رئيسي - قانون الغاز المثالي وقانون الديناميكا الحرارية والقياس النفسي والحفاظ على الكتلة.

باستخدام المفاهيم أعلاه نحصل على الصيغة التالية (تُستخدم الصيغة لحساب درجة حرارة نقطة الندى للخليط) -

Tdp = 4030 (Tdb + 235) / 4030 - (Tdb + 235)lnRH - 235

أين،

Tdp هي درجة حرارة نقطة الندى

Tdb هي درجة حرارة البصيلة الجافة

RH هي الرطوبة النسبية

الرسم البياني للرطوبة النسبية ودرجة الحرارة

لقد ناقشنا بالفعل حول مخطط Mollier في القسم أعلاه. يمثل مخطط مولييه العلاقة بين الخصائص النفسية المختلفة ودرجة حرارة البصيلة الجافة.

يتم تمثيل درجة حرارة البصيلة الجافة على المحور س أو المحور الأفقي. ستزداد قيمة درجة حرارة البصيلة الجافة عندما ننتقل من اليسار إلى اليمين. تنخفض قيمة الرطوبة النسبية كلما ننتقل من اليسار إلى اليمين أو عندما تزداد درجة حرارة البصيلة الجافة. السبب هو أن قطرات الماء تتبخر مع زيادة درجة الحرارة. ينتج عن زيادة درجة الحرارة هواء جاف.

الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة
الصورة: مخطط مولير

صورة ائتمانات: ماركوس شفايسHS-Wasserdampf englCC BY-SA 3.0

العوامل المؤثرة على الرطوبة النسبية؟

تتأثر الرطوبة النسبية بشكل أساسي بدرجة الحرارة والمواقع الجغرافية. لقد ناقشنا بالفعل حول تأثير درجة الحرارة على الرطوبة النسبية. 

يصبح الهواء رطبًا عندما تكون درجة الحرارة أقل وعندما تكون درجة الحرارة أكبر ، يصبح الهواء جافًا مع زيادة قدرة الهواء على الاحتفاظ بالرطوبة. تؤثر المواقع الجغرافية أيضًا على الرطوبة النسبية. على سبيل المثال ، بالقرب من المناطق الساحلية تكون مستويات الرطوبة عالية جدًا بسبب التبخر. والأماكن البعيدة عن المسطحات المائية بها مستويات رطوبة منخفضة.

ما هو القياس النفسي؟

القياس النفسي هو دراسة الخصائص المختلفة لمزيج بخار الماء والهواء. قد تشمل هذه الخصائص رطوبة محددة ودرجة حرارة نقطة الندى ودرجة حرارة المصباح الرطب والرطوبة النسبية وما إلى ذلك.

يحتوي هذا الفرع من الديناميكا الحرارية على تطبيقات مهمة في صناعة التبريد وتكييف الهواء. من المهم جدًا الحفاظ على مستويات الرطوبة في أماكن معينة. يمكن أن تؤدي مستويات الرطوبة الزائدة إلى أضرار وفشل جسيم. وبالمثل ، يمكن أن يؤدي نقص الرطوبة أيضًا إلى الإضرار بالنظام في الاعتبار.

ما هي درجة حرارة البصيلة الرطبة؟

 يشير الاسم نفسه إلى أن درجة حرارة البصيلة الرطبة مرتبطة برطوبة المصباح. إنها درجة الحرارة التي يظهرها مقياس الحرارة عندما يتم تغطية المصباح بقطعة قماش مبللة.  

بسبب القماش المبلل ، تنخفض درجة الحرارة قليلاً بسبب امتصاص الحرارة بواسطة جزيئات الماء على القماش. جزيئات الماء هذه مسؤولة عن زيادة مستويات الرطوبة النسبية في النظام. يجب أن نلاحظ أن درجة حرارة البصيلة الرطبة تكون دائمًا أقل من أو تساوي درجة حرارة البصيلة الجافة. درجة حرارة البصيلة الجافة والبصلة الرطبة متساوية في التشبع.

ما هو مخطط مولير؟

مخطط مولييه هو تمثيل رسومي لمختلف الخصائص النفسية المتغيرة مع درجة حرارة البصيلة الجافة.

يتم تمثيل درجة حرارة البصيلة الجافة على المحور الأفقي. الخصائص الأخرى مذكورة على نطاق واسع في الرسم البياني. مثل يتم رسم الرطوبة المحددة كخطوط أفقية ونسبية يتم رسم خطوط الرطوبة بشكل انسيابي بحيث تتجه الخطوط نحو اليسار.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات