Was ein Feuchtigkeitsmesser misst
Die Luftfeuchtigkeit, ein Maß für den Wasserdampf in der Luft, ist eine der Größen, die in der grundlegenden Meteorologie gemessen werden. Tatsächlich gibt es verschiedene Arten von Luftfeuchtigkeit, aber die meisten Leute meinen, wenn sie von "Luftfeuchtigkeit" sprechen, ist die relative Luftfeuchtigkeit. Die relative Luftfeuchtigkeit wird von Perry's Chemical Engineers' Handbook als "das Verhältnis der partiellen Druck des Wasserdampfes in der Mischung auf den Sättigungsdampfdruck von Wasser bei einem vorgeschriebenen Temperatur."
Mit anderen Worten, die relative Luftfeuchtigkeit ist eine indirekte Methode, um zu messen, wie viel Wasserdampf sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Luft befindet, im Vergleich dazu, wie viel Wasserdampf die Luft maximal aufnehmen kann. Sie wird in Prozent angegeben. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100 Prozent erreicht, beginnt der Wasserdampf in der Luft wieder zu flüssigem Wasser zu kondensieren: Es wird regnen.
Die relative Luftfeuchtigkeit ist nützlich, da sie eine Vorstellung davon gibt, wie "naß" sich die Luft anfühlt. Niedrige relative Luftfeuchtigkeit kann zu trockener Haut, Juckreiz und Durst führen. Eine hohe relative Luftfeuchtigkeit lässt kalte Temperaturen kälter und heiße Temperaturen wärmer erscheinen. Bei sehr heißem Wetter beeinträchtigt eine hohe Luftfeuchtigkeit die Abkühlung des Körpers durch Schwitzen. Die relative Luftfeuchtigkeit hat auch Auswirkungen auf empfindliche Maschinen wie Computerplatinen und auf die Entwicklung von Mikroorganismen und Pilzen. In der Wohnung begünstigt eine hohe Luftfeuchtigkeit die Schimmelbildung, während eine niedrige Luftfeuchtigkeit die Ausbreitung des Grippevirus erleichtert.
Aus all diesen und weiteren Gründen ist es sinnvoll, die relative Luftfeuchtigkeit zu kennen. Zusammenfassend wird jedes der Instrumente, die zur Messung der Feuchtigkeit verwendet werden, als Hygrometer, ein Feuchtigkeitsmesser, bezeichnet.
Taupunkthygrometer mit gekühltem Spiegel
Eine der genauesten und modernsten Arten von Hygrometern wird als "gekühltes Spiegel-Taupunkt-Hygrometer" bezeichnet. Ein Spiegel wird gekühlt, wodurch sich auf seiner Oberfläche Kondenswasser bildet. Je höher die relative Luftfeuchtigkeit, desto mehr Kondenswasser bildet sich. Dies wird mit einem optischen Sensor gemessen, der die Tröpfchen erkennt, die die glatte Oberfläche des Spiegels verzerren. Diese Hygrometer sind elektronische Geräte, deren Bau besonderes Know-how erfordert.
Leonardos Hygrometer
Das erste bekannte Hygrometer wurde vor etwa 500 Jahren von Leonardo da Vinci erfunden. Er kam auf die Idee, ein Wollknäuel zu wiegen, dessen Gewicht sich je nach Luftfeuchtigkeit ändert. Dies war kein sehr effektives Design, und es würde lange dauern, bis die relative Luftfeuchtigkeit genau gemessen werden konnte.
Haarhygrometer
Vor etwas mehr als 200 Jahren erfand ein Wissenschaftler namens Horace Bénédict de Saussure ein Hygrometer mit einer Haarsträhne von Menschen oder Tieren. Abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit würde das Haar um einen sehr geringen Betrag schrumpfen oder in die Länge wachsen, bei hoher Luftfeuchtigkeit länger und bei niedriger Luftfeuchtigkeit schrumpfen. Wenn das Haar unter Spannung gesetzt wird, kann diese Veränderung gemessen werden. Diese sogenannten "Haarhygrometer" werden auch heute noch verwendet.
Psychrometer
Der bekannteste Hygrometertyp wird als "Psychrometer" bezeichnet. (Psychrometrie ist ein technisches Gebiet, das sich mit den Eigenschaften von Gas- und Dampfgemischen beschäftigt. "Psychro" ist eine griechische Wurzel, die "kalt" bedeutet.) Ein Psychrometer arbeitet mit zwei Thermometern zusammen. Eines der Thermometer wird ständig nass gehalten, indem es mit etwas wie einem nassen Tuch bedeckt wird. Da das Wasser aus dem Tuch verdunstet, absorbiert es Energie und senkt die Temperatur in der unmittelbaren Umgebung. (Aus dem gleichen Grund fühlt sich Ihr Badeanzug kalt an, wenn Sie ein Schwimmbad oder einen Whirlpool verlassen.) Dies Der Temperaturabfall wird durch das nasse Thermometer gemessen, das eine niedrigere Temperatur aufzeichnet als sonst würde.
Das andere Thermometer bleibt trocken und dient als Referenz. Es misst die tatsächliche Temperatur der Luft. Die relative Luftfeuchtigkeit kann dann berechnet werden, indem die Temperaturdifferenz zwischen diesen beiden Thermometern gemessen wird. Ist der Temperaturunterschied gering, muss die relative Luftfeuchtigkeit hoch sein, da dadurch weniger Wasser austreten kann verdunstet aus dem Tuch, das das nasse Thermometer bedeckt, was wiederum bedeutet, dass die Luft bereits viel Wasser enthält es. Ebenso muss bei hoher Temperaturdifferenz die relative Luftfeuchtigkeit niedrig sein, da mehr Wasser aus dem Tuch verdunsten kann.
Psychrometer sind nur wirksam, wenn sie sehr genau kalibriert sind und häufig neu kalibriert werden müssen.
