相對(duì)濕度——如何定義和計(jì)算?

　　掌握濕度參數(shù)的第一步是要理解水蒸氣分壓。我們將在海邊的沙灘上畫(huà)一個(gè)邊長(zhǎng)一米的正方形，并以此開(kāi)始我們的旅程。現(xiàn)在，想象一下一個(gè)質(zhì)量為10,300 kg的空氣柱穿過(guò)大氣層進(jìn)入太空。這一氣團(tuán)會(huì)產(chǎn)生力量相當(dāng)于101,325牛頓/平方米的靜壓。

　　這定義了壓強(qiáng)單位帕斯卡[Pa]：牛頓/平方米。這種方式計(jì)算出的是總的氣體壓強(qiáng)。我們呼吸的空氣是混合氣體，主要成分為氮?dú)?N2)、氧氣(O2)、水蒸氣(H2O)、氬氣(Ar)和二氧化碳(CO2)等。這些成分可以通過(guò)道爾頓分壓定律表示：

　　這些成分中，濃度變化最大的是水蒸氣，它是影響天氣和氣候、眾多工業(yè)過(guò)程和我們?nèi)粘Ｉ钇渌矫娴闹匾蛩亍?/p>

　　地球上自然界中水以三種不同的形式存在：冰、水和氣體。氣態(tài)水的最大值是受溫度影響的：溫度越高，水蒸氣的分壓越高，這意味著空氣中溶解水的含量也越高。特定溫度下的最大水蒸氣壓被稱(chēng)為飽和水蒸氣壓。水蒸氣壓不會(huì)超過(guò)這一限值，要證明此事實(shí)，簡(jiǎn)單的方式就是看看天空中的云。達(dá)到飽和水蒸氣壓并且環(huán)境無(wú)法再將水維持在氣態(tài)時(shí)，便會(huì)形成云，這意味著其中一些氣態(tài)水凝結(jié)成了小水滴，這些小水滴可能最終會(huì)以雨水的形式落下。

　　相對(duì)濕度(RH)這一概念是指在相同的溫度條件下，水蒸氣的實(shí)際含量相對(duì)于水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)的含量的百分比。當(dāng)出現(xiàn)降雨時(shí)，云中的相對(duì)濕度顯然為100%RH，此時(shí)雨滴形成。盡管在過(guò)去幾年中，可用的儀器儀表和技術(shù)得到了顯著發(fā)展，但天氣有時(shí)仍然會(huì)超出我們的預(yù)料。我們?nèi)祟?lèi)試圖控制環(huán)境，這使得我們?cè)诩夹g(shù)側(cè)面和工業(yè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足發(fā)展。我們可以按需創(chuàng)造出受控的環(huán)境，無(wú)論是用于干燥衣物還是用于通過(guò)高度敏感的原材料開(kāi)發(fā)高技術(shù)。

　　潮濕的棉襯衫、用于生產(chǎn)鋰電池的導(dǎo)電鹽和HUMICAP®薄膜聚合物傳感器之間存在哪些共同點(diǎn)？答案是，它們都是吸濕材料，可吸收周?chē)h(huán)境中的水分子，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。在這里，相對(duì)濕度發(fā)揮著重要作用，因?yàn)椴牧系钠胶夂逝c相對(duì)濕度水平密切相關(guān)。幸運(yùn)的是，我可以相信我的手機(jī)電池是在受控環(huán)境下生產(chǎn)的，電池受到保護(hù)，可以耐受偶發(fā)的液體潑灑。在雨中變得潮濕的棉襯衫又是怎么一回事呢？下雨時(shí)，襯衫無(wú)法干透，即使做好防雨措施也是如此。但如果我將襯衫放進(jìn)干衣機(jī)，就可以提高干燥速度。為什么襯衫在高溫下干得更快？干衣機(jī)內(nèi)的濕度更低嗎？簡(jiǎn)而言之，溫度升高后，空氣相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)更干燥。這意味著干衣機(jī)內(nèi)的相對(duì)濕度降低了，棉襯衫會(huì)傾向于與周?chē)h(huán)境達(dá)到平衡狀態(tài)，最終會(huì)變得更加干燥。