Перейти к содержанию

Относительная влажность

Относительная влажность показывает, насколько воздух близок к насыщению водяным паром при данной температуре. Её выражают в процентах (%RH), и именно её измеряют цифровые датчики влажности.

Обновлено Редакция GAW

Относительная влажность (relative humidity, RH) — отношение давления водяного пара в воздухе к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

RH=100⋅eesRH = 100 \cdot \frac{e}{e_s}

Давление насыщенного пара es резко растёт с температурой. Метеослужба США (NWS) приводит для него формулу:

es=6,11⋅107,5 T237,3+Te_s = 6{,}11 \cdot 10^{\frac{7{,}5\,T}{237{,}3 + T}}

где T — температура в градусах Цельсия, результат — в гектопаскалях. Фактическое давление пара e считается по той же формуле, если вместо T подставить точку росы.

ТемператураДавление насыщенного пара
0 °C6,11 гПа
10 °C12,28 гПа
20 °C23,39 гПа
25 °C31,69 гПа
30 °C42,44 гПа

Отсюда главное свойство относительной влажности — она зависит от температуры. Воздух с точкой росы 10 °C содержит пар с давлением 12,28 гПа: при 20 °C это 52,5 %, а при 25 °C — уже 38,8 %, хотя воды в воздухе столько же. Для датчиков это значит, что перегрев на несколько градусов от стабилизатора или микроконтроллера заметно занижает показания — датчик выносят подальше от тёплых компонентов.

Цифровые датчики измеряют относительную влажность при своей температуре и выдают её в процентах. Их точность тоже указывают в процентах RH: ±1,5–3 % у популярных моделей, причём Sensirion рекомендует держать датчик в диапазоне 20–80 % и 5–60 °C, где погрешность минимальна. Сравнение датчиков — в статье «Датчики влажности», другие измерения — в разделе «Датчики».

Частые вопросы

Что значит относительная влажность 50 %?

Что давление водяного пара в воздухе — половина от давления насыщенного пара при той же температуре. При 20 °C насыщенный пар по формуле NWS имеет давление около 23,4 гПа, значит, при 50 % в воздухе пар с давлением около 11,7 гПа.

Почему при нагреве воздуха относительная влажность падает?

Количество пара в воздухе не меняется, а давление насыщенного пара с температурой быстро растёт. Пример по формуле NWS: воздух с точкой росы 10 °C при 20 °C имеет влажность около 52 %, а при 25 °C — около 39 %. Поэтому датчик, нагретый платой, показывает заниженную влажность.

Чем относительная влажность отличается от абсолютной?

Абсолютная влажность — сколько воды содержится в объёме воздуха, например в граммах на кубометр. Относительная показывает долю от предела при данной температуре и поэтому зависит от температуры: один и тот же воздух при нагреве становится «суше» по %RH, хотя воды в нём столько же.

Источники

  1. National Weather Service. Vapor Pressure (wxcalc) — давление насыщенного пара es = 6,11 · 10^(7,5·T / (237,3 + T)), фактическое e — та же формула по точке росы; rh = 100 · e / es
  2. Sensirion. Datasheet SHT3x-DIS: Humidity and Temperature Sensor (Version 7, December 2022) — точность датчика в %RH, рекомендуемый диапазон 20–80 %RH при 5–60 °C, сдвиг показаний после долгой высокой влажности

Нашли ошибку?

Смотрите также