Cum funcționează un psihrometru?

Un psihrometru este un dispozitiv folosit pentru măsurarea umidității aerului. Aceasta realizează acest lucru comparând diferența de temperatură dintre un bec termometru uscat și un bec termometru umed care și-a pierdut o parte din umiditate prin evaporare.

Un psihrometru este un tip de higrometru de modă veche, care este un dispozitiv pentru măsurarea umidității. Se compune din două becuri cu termometru: un bec umed și un bec uscat. Becul uscat măsoară temperatura aerului ambiant în același mod ca orice termometru de uz casnic. Bulbul umed este acoperit cu o cârpă, de obicei din bumbac, care trebuie umezită cu apă înainte de utilizare.

Odată ce becul umed este gata, omul de știință fie leagă psihrometrul, fie îl lasă să rămână nemișcat, în funcție de designul dispozitivului, până când becul umed s-a răcit la temperatura finală. Apoi, cunoscând diferența dintre temperaturile umede și uscate și presiunea atmosferică în locația ei, ea poate determina umiditatea aerului.

Cantitatea de răcire prin evaporare a becului umed al psihrometrului este direct dependentă de cantitatea de umiditate din aer. Aerul mai uscat absoarbe mai multă umezeală din bec, la rândul său răcindu-l mai mult. Aerul mai umed nu poate absorbi la fel de multă apă din bec, deci temperatura nu se schimbă la fel de mult. Cu alte cuvinte, cu cât modificarea temperaturii becului umed este mai mică, cu atât aerul este mai umed.

Primii psihometri au apărut în anii 1600. Deși designul acestor dispozitive nu s-a schimbat prea mult, astăzi versiuni digitale sunt, de asemenea, disponibile. Un dispozitiv digital poate afișa simultan multe detalii despre condițiile atmosferice, inclusiv umiditatea, temperatura aerului, temperatura suprafeței și punctul de rouă. Cu toate acestea, aceste dispozitive au nevoie de 20 până la 30 de minute pentru a se calibra în funcție de condițiile locale înainte de utilizare, iar senzorul becului umed se poate usca după ce nu a fost utilizat pentru perioade lungi de timp.

Prin urmare, psihrometrul manual de modă veche nu și-a pierdut atracția, în ciuda faptului că a necesitat un pic mai multă muncă din partea utilizatorului. După citirea ambelor temperaturi ale becului, acestea trebuie să se refere la o diagramă psihrometrică pentru citirea umidității finale.

Diagramele psihometrice permit unui om de știință să caute intersecția bulbului uscat și a temperaturilor bulbului umed din psihrometru pentru a afla despre proprietățile termice ale aerului. Aceste informații includ:

• Umiditate relativă: Cât de aproape este aerul de o umiditate mai dorită.
  
• Punct de rouă: Temperaturile la care umezeala prezentă în aer va începe să se condenseze.
• Entalpia: Câtă căldură conține aerul în unități de BTU per kilogram de aer uscat.
• Raportul de umiditate: kilograme de umiditate în aer per kilogram de aer uscat.
• Volum specific: cât spațiu ocupă aerul.
  

Biroul meteo al Departamentului pentru Agricultură al Statelor Unite a publicat primele sale tabele cu date psihometrice în 1900. În loc să afișeze graficele de temperatură versus umiditate, tabelele prezintă date numerice pentru fiecare pereche de citiri. O ediție revizuită a tabelelor din 1915 avea o lungime de 87 de pagini.

Deși psihrometrele sunt oarecum demodate astăzi, ele sunt încă obișnuite calibrează umidistatele, care controlează umiditatea internă a aerului condiționat și a încălzirii clădirii sisteme. În trecut, psihrometrele erau folosite la proiectarea sistemelor de ventilație a clădirilor.

Psihometrele au fost, de asemenea, utilizate istoric în diferite discipline științifice, iar elevii de astăzi pot învăța cum să o facă utilizați aceste instrumente și interpretați diagrame psihometrice, chiar dacă acestea nu mai sunt metoda de colectare a datelor. Meteorologii sau oamenii de știință din domeniul mediului, de exemplu, pot învăța să folosească psihrometrele pentru a măsura condițiile atmosferice, cum ar fi ar putea inginerii agricoli care proiectează spații cu nevoi specifice de umiditate, cum ar fi sere sau hambare animale.