Relative Feuchte, Definition und ihre Abhängigkeit von Zustandsgrößen

Stellen Sie sich vor, Sie nehmen zwei Gläser und stellen sie verkehrt herum auf einen Tisch. Einer bedeckt eine bestimmte Menge Wasser (gerade auf den Tisch gegossen) und der andere ist leer. Wie verändert sich die relative Luftfeuchtigkeit in den beiden Gläsern?

Wenn die Temperatur des Raums konstant bleibt, bleibt die relative Feuchtigkeit des Gasgemischs im Glas, das kein Wasser bedeckt, aus folgendem Grund gleich.

Wie Sie bereits angedeutet haben, ist die relative Luftfeuchtigkeit (RH) definiert als

Da die Menge an Wassermolekülen unter dem Glas unverändert ist, ändert die relative Luftfeuchtigkeit den Sättigungsdruck ($p_{sat}$) ändern muss. Letzteres hängt von der Temperatur ab (es nimmt ab, wenn die Temperatur abnimmt und umgekehrt).

Wenn das Glas etwas Wasser bedeckt, nimmt die relative Luftfeuchtigkeit zu, vorausgesetzt, das Wasser hat Raumtemperatur. Dies liegt daran, dass das Wasser verdampft und den Partialdruck des Gases erhöht$H_{2}O$, bis maximal 100 %, je nach Wassermenge und Volumen des Glases.

Nun zu den Fragen in Bezug auf die Führung.

Welcher physikalische Prozess bestimmt den Dampfdruck?$p_{vap}$in einem gegebenen Zustand (p,V,T) in einem geschlossenen Behälter? Welche Kräfteverhältnisse (Drücke) bestimmen den Wert von$p_{vap}$?

Der physikalische Prozess beinhaltet die Verdunstung. Die Wassermenge, die verdunsten kann, ist begrenzt durch die Wassermenge, die zum Verdunsten zur Verfügung steht, den verfügbaren Raum zum Füllen (Volumen) und die Temperatur der Luft im Raum (die den Sättigungsdruck der Luft bestimmt). Je größer diese sind, desto mehr Wasser in der Gasphase kann aufgenommen werden. Wenn das Wasser verdampft, steigt der Dampfdruck über der Wasseroberfläche und verlangsamt die Verdunstungsrate. Die Verdunstung gleicht die Kondensation an der Oberfläche aus, wenn die relative Feuchtigkeit des Behälters 100 % erreicht.

Was bedeutet Dampfdruck$p_{vap}$kommt drauf an? Ist es nur eine Eigenschaft des Wassers und seines Zustands oder hängt es auch von Umgebungsbedingungen wie beispielsweise dem Luftdruck ab?

Der Partialdruck des Gases$H_{2}O$ist der Druck, den er allein ausüben würde, wenn alle anderen Gase im Behälter entfernt würden. Es ist eine Eigenschaft des Wassers (Sättigungstemperatur und Wasserdruck). Sie hängt von der Umgebung ab, da die Temperatur der Umgebung den Sättigungsdruck bestimmt. In der Atmosphäre auf Meereshöhe ist der Partialdruck des Wasserdampfes sehr klein. Beispielsweise beträgt bei einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % der Partialdruck des Wasserdampfs nur etwa 1 % des gesamten atmosphärischen Drucks.

NACHTRAG

Insgesamt betreffen Ihre Fragen das Thema Psychrometrie, die Untersuchung von Wasserdampf in atmosphärischer Luft. Eine praktische Referenz, die die Beziehung zwischen thermodynamischen Variablen zeigt, die sich auf den Partialdruck von gasförmigem Wasserdampf beziehen, ist ein Psychrometrisches Diagramm. Das Diagramm geht davon aus, dass man es mit normalem atmosphärischem Druck zu tun hat. Das Diagramm enthält die folgenden Eigenschaften:

• Relative Luftfeuchtigkeit

• Feuchtigkeitsverhältnis

• Trockenkugeltemperatur

• Feuchtkugeltemperatur

• Sättigungstemperatur (Taupunkt) (Sättigungsdruck)

• Spezifische Enthalpie

• Bestimmtes Volumen

Aus dem Diagramm können bei gegebenen Werten von zwei beliebigen der obigen Eigenschaften beliebige der verbleibenden Eigenschaften bestimmt oder zumindest geschätzt werden. Während der Partialdruck des gasförmigen Wasserdampfes$P_{vap}$nicht auf dem Diagramm, kann er aus den Eigenschaften der relativen Luftfeuchtigkeit und der Trockenkugeltemperatur auf dem Diagramm berechnet werden.

Hoffe das hilft.

Welcher physikalische Vorgang bestimmt den Dampfdruck pvap in einem gegebenen Zustand (p,V,T) in einem geschlossenen Behälter? Welches Kräftegleichgewicht (Druck) bestimmt den Wert von pvap?

Wovon hängt der Dampfdruck pvap ab? Ist es nur eine Eigenschaft des Wassers und seines Zustands oder hängt es auch von Umgebungsbedingungen wie beispielsweise dem Luftdruck ab?

Für eine bestimmte reine Komponente ist der Dampfdruck nur eine Funktion der Temperatur, wie durch die Antoine-Gleichung angegeben: https://en.wikipedia.org/wiki/Antoine_equation