Strona głównaPytania → Wilgotność powietrza i efekt suszenia

Wilgotność powietrza i efekt suszenia

Pytanie

Pyta Tomasz

Jak to się dzieje, że po wprowadzeniu chłodniejszego powietrza do pomieszczenia, wilgotność powietrza wewnątrz tego pomieszczenia spada nawet wtedy, gdy powietrze doprowadzone było bardziej wilgotne (miało wyższą wilgotność bezwzględną)? Jaka różnica temperatur pomiędzy powietrzem wewnątrz (np. mieszkania) a tym z zewnątrz jest potrzebna, by powstał efekt suszenia? Czy taki sam efekt suszenia powstanie w odwrotnej sytuacji, tzn. kiedy do pomieszczenia doprowadzimy powietrze cieplejsze z zewnątrz?

Odpowiedź

Odpowiada Prof. Szymon Malinowski

Pojęcie wilgotność powietrza jest niejednoznaczne. Są trzy pojęcia fizyczne dotyczące powietrza zawierające to słowo:

  1. wilgotność bezwzględna, czyli masa pary wodnej w jednostce objętości powietrza;
  2. wilgotność właściwa, czyli masa pary wodnej w jednostce masy powietrza (razem z tą parą wodną);
  3. wilgotność względna: stosunek ciśnienia cząstkowego (parcjalnego) pary wodnej obecnej w powietrzy do ciśnienia pary nasyconej w tej samej temperaturze.

Żeby zrozumieć co dzieje się z powietrzem z otoczenia (gdzie ma temperaturę T0) gdy dostaje się do pomieszczenia (gdzie ogrzewa się do temperatury T1>T0), wyobraźmy sobie pewną objętość V0 powietrza na zewnątrz budynku otoczoną nieprzenikliwą, idealnie elastyczną (nie wywierającą ciśnienia) powierzchnią (błoną). Dodatkowo przyjmijmy, w zgodzie z rzeczywistością, że ciśnienie P w pomieszczeniu jest to samo co na zewnątrz, a powietrze (zawierające parę wodną) jest gazem doskonałym, to znaczy PV/T=const.  Co dzieje się z takim balonikiem powietrza gdy wpływa do pokoju? Ciśnienie jest stałe, wzrasta jego temperatura.  Ponieważ ciśnienie jest stałe, to V/T=const.  Ponieważ T1>To, aby V1/T1 było równe V0/To to musi wzrosnąć objętość powietrza, czyli V1>V0. Podczas tego procesu nie zmienia się ani masa naszego balonika powietrza, ani masa zawartej w tym powietrzu pary wodnej. A jak zmieniają się miary wilgotności?

  1. Wilgotność bezwzględna powietrza spada, bo rośnie objętość „balonika”, podczas gdy masa pary wodnej (i powietrza) się nie zmienia.
  2. Wilgotność właściwa powietrza się nie zmienia, bo nie zmienia sie ani masa powietrza, ani masa zawartej w nim pary wodnej.
  3. Wilgotność względna powietrza spada, bo nie zmieniło się ani ciśnienie powietrza, ani ciśnienie cząstkowe zawartej w nim pary wodnej, ale zgodnie z prawem Clausiusa-Clapeyrona w wyższej temperaturze ciśnienie pary nasyconej jest większe.

A co z „efektem suszenia”? No cóż, w powietrzu o niższej wilgotności względnej pranie szybciej schnie.