Cum funcționează un indicator de umiditate

Umiditatea, o măsură a vaporilor de apă din aer, este una dintre variabilele măsurate în meteorologia de bază. De fapt, există mai multe tipuri diferite de umiditate, dar ceea ce înseamnă majoritatea oamenilor atunci când vorbesc despre „umiditate” este umiditatea relativă. Umiditatea relativă este definită de Manualul inginerilor chimici de la Perry ca „raportul parțial presiunea vaporilor de apă din amestec până la presiunea vaporilor saturați a apei la un nivel prescris temperatura."

Cu alte cuvinte, umiditatea relativă este un mod indirect de măsurare a cantității de vapori de apă din aer la un moment dat, comparativ cu cantitatea de vapori de apă pe care aerul o poate păstra la maximum. Este exprimat ca procent. Când umiditatea relativă ajunge la 100%, vaporii de apă din aer încep să se condenseze înapoi în apă lichidă: Va ploua.

Umiditatea relativă este utilă de știut, deoarece oferă o idee despre cât de „umed” se simte aerul. Umiditatea relativă scăzută poate duce la uscarea pielii, mâncărime și sete. Umiditatea relativă ridicată face ca temperaturile reci să se simtă mai reci și temperaturile calde mai calde. Când vremea este foarte caldă, umiditatea ridicată afectează capacitatea corpului de a se răcori prin transpirație. Umiditatea relativă are, de asemenea, un impact asupra utilajelor delicate, cum ar fi plăcile de circuite de calculatoare și asupra dezvoltării microorganismelor și ciupercilor. În interiorul casei, umiditatea ridicată face ca mucegaiul să se dezvolte, în timp ce umiditatea scăzută facilitează răspândirea virusului gripal.

Din toate aceste motive și nu numai, este util să fii conștient de umiditatea relativă. În mod colectiv, oricare dintre instrumentele utilizate pentru măsurarea umidității este denumit higrometru, un indicator de umiditate.

Unul dintre cele mai precise și moderne tipuri de higrometru se numește „higrometru răcit cu punct de rouă în oglindă”. O oglindă este răcită, ceea ce determină formarea condensului pe suprafața sa. Cu cât este mai mare umiditatea relativă, cu atât se formează mai mult condens. Aceasta se măsoară folosind un senzor optic care detectează picăturile care distorsionează suprafața netedă a oglinzii. Aceste higrometre sunt dispozitive electronice care necesită expertiză specială pentru a construi.

Primul higrometru cunoscut a fost inventat acum aproximativ 500 de ani de către Leonardo da Vinci. El a venit cu ideea de a cântări o minge de lână, a cărei greutate s-ar schimba în funcție de umezeala din aer. Acesta nu a fost un design foarte eficient și ar fi trecut mult timp până când umiditatea relativă ar putea fi măsurată cu precizie.

Cu puțin peste 200 de ani în urmă, un om de știință pe nume Horace Bénédict de Saussure a inventat un higrometru care implică un fir de păr, de la oameni sau animale. În funcție de umiditatea relativă, părul se va micșora sau crește în lungime cu o cantitate foarte mică, crescând mai mult cu umiditate ridicată și micșorându-se cu umiditate scăzută. Când părul este pus sub tensiune, această schimbare poate fi măsurată. Acești așa-numiți "higrometri de păr" sunt folosiți și astăzi.

Cel mai cunoscut tip de higrometru se numește „psihrometru”. (Psihometria este un domeniu de inginerie preocupat de proprietățile amestecurilor de gaze și vapori. „Psihro” este o rădăcină greacă care înseamnă „frig”.) Un psihrometru funcționează folosind doi termometri în tandem. Unul dintre termometre este păstrat continuu umed, fiind acoperit cu ceva ca o cârpă umedă. Pe măsură ce apa se evaporă din cârpă, aceasta absoarbe energia, scăzând temperatura în imediata apropiere. (Este același motiv pentru care costumul de baie se simte rece după ce ieși dintr-o piscină sau cadă cu hidromasaj.) Acesta scăderea temperaturii este măsurată de termometrul umed, care înregistrează o temperatură mai scăzută decât altfel ar.

Celălalt termometru rămâne uscat și este folosit ca referință. Măsoară temperatura reală a aerului. Umiditatea relativă poate fi apoi calculată prin măsurarea diferenței de citire a temperaturii între acești doi termometri. Dacă diferența de temperatură este scăzută, atunci umiditatea relativă trebuie să fie ridicată, deoarece înseamnă că este mai puțină apă Evaporați din cârpa care acoperă termometrul umed, ceea ce înseamnă că aerul are deja multă apă aceasta. La fel, dacă diferența de temperatură este mare, atunci umiditatea relativă trebuie să fie scăzută, deoarece mai multă apă se poate evapora din cârpă.

Psihometrele sunt eficiente numai dacă sunt calibrate foarte precis și trebuie recalibrate frecvent.