Þetta er frábært atriði.

raki

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit

Loftraki - eða loftraki í stuttu máli - lýsir hlutfalli vatnsgufu í gasblöndunni í loftinu . Fljótandi vatn (t.d. regndropar, úðadropar) eða ís (t.d. snjókristallar) eru því ekki innifalin í rakastigi loftsins. Rakinn er mikilvægur færibreytur fyrir fjölmörg tæknileg og veðurfræðileg ferli, mörg lífsferli í lífverum og fyrir heilsu og þægindi fólks. [1]

Það fer eftir hitastigi og þrýstingi, tiltekið rúmmál lofts getur aðeins innihaldið hámarks magn af vatnsgufu. Hlutfallslegur raki , sem er algengasti mælikvarði á rakastig, er þá 100%. Almennt bendir rakastigið, gefið upp í prósentum (%), þyngdarhlutfall núverandi vatnsgufuinnihalds við vatnsgufuinnihald sem er hámarks mögulegt fyrir núverandi hitastig og núverandi þrýsting. The Air þéttleiki er lækkað um frásog vatnsgufu, þar með samtals þrýstingi eftir sömu bætt fjölda af H2O sameindir displace the sama fjölda af þyngri N2 og O 2 sameindir. [2]

raki

Alger raki: Er vatnsgufumassinn m W í ákveðnu rúmmáli lofts V. Venjuleg eining : g / m 3 .

Hámarks raki: Er hámarks mögulegur alger raki ( f max ) við ákveðið hitastig . Það næst þegar hlutþrýstingur vatnsgufunnar í loftinu er jafn mikill og mettunargufuþrýstingur vatnsins við samsvarandi hitastig. Í þessu ástandi er rakastigið 100%. Venjuleg eining: g / m 3 .

Hlutfallslegur raki: Er hlutfall hins raunverulega innihaldna og hámarksmassa vatnsgufu í loftinu; eða, með öðrum orðum, sambandið milli algerrar rakastigs og hámarks rakastigs. Sem kvóti tveggja stærða með sömu einingu er þetta víddalaust magn ; það er venjulega gefið í tengd mælieiningu prósent :

[3]

Almennt

Þétting vatnsgufu sem óbein vísbending um loftraka

Loftblanda laus við vatnsgufu kallast þurrt loft. Töflur fyrir samsetningu loftsins tengjast almennt þurru lofti, þar sem hlutfall vatnsgufu í rakt lofti sveiflast mjög mikið, á bilinu 0 til 4 prósent að rúmmáli. Raki loftsins er aðallega undir áhrifum af framboði vatns , hitastigi og blöndunarhraða andrúmsloftsins. Hærra lofthitastig leyfir hærri styrk vatnsgufu í loftinu. Með mjög lágan styrk vatnsgufu í loftinu er rakastig loftsins einnig nefnt snefilraki eða rakaraki . [4]

Líkamleg grunnatriði

Uppgufun og þétting

Á lausu vatnsyfirborði sem skilur fljótandi vatn frá loftrúmmáli fyrir ofan fara einstakar vatnsameindir alltaf frá rúmmáli vatns í rúmmál lofts. Í fljótandi vatni eru vatnsameindirnar tiltölulega sterkar bundnar hver annarri með sameindakraftum, sérstaklega vetnistengjunum , sem er það sem gerir samhæfðu vökvasamböndunum kleift að þróast í fyrsta lagi. Vegna hitauppstreymis hreyfingar þeirra bera vatnsameindirnar hins vegar hvert sitt magn af hreyfiorku sem dreifist um hitastigsháð meðalgildi ( Maxwell-Boltzmann dreifingu ). Lítið hlutfall vatnsameinda hefur því alltaf næga varmaorku til að sigrast á bindiskraftum sameindanna í kring, yfirgefa vatnsyfirborðið og renna saman í loftrúmmálið, þ.e gufa upp . Uppgufunartíðni , það er magn vatns sem gufar upp á tímaeiningu, fer eftir hlutfalli þeirra sameinda sem hreyfiorka fer yfir bindingarorku fljótandi efnasambandsins og ræðst meðal annars af ríkjandi hitastigi.

Aftur á móti, uppgufaðar vatnsameindir úr lofti lenda einnig aftur í vatnsyfirborðinu og þar, eftir hreyfiorku þeirra, er hægt að ná sameindanetinu með ákveðnum líkum, þ.e. þéttingu . Þéttingarhraði er aðeins háð hlutþrýstingi vatnsgufunnar í loftinu, en ekki hlutfalli loftþrýstingsins sem aðrir íhlutir loftsins veita. [5]

Fjórar breytur hafa áhrif á magn þessa massaflutnings:

  1. stærð yfirborðsins ( ókyrrð eykur þetta gildi samanborið við kyrrvatn),
  2. hitastig vatnsins,
  3. hitastig loftsins og
  4. mettunarstig loftsins.

mettun

Ef þú íhugar uppgufunarferli við stöðugt hitastig og upphaflega þurrt loft, þá kemur uppgufunartíðni sem samsvarar hitastigi, en þéttingarhraði er upphaflega núll vegna skorts á vatnsameindum í loftinu. Þannig að uppgufunartíðni er meiri en þéttingarhraði og vatnsameindum í loftinu fjölgar því. Þetta eykur einnig þéttingarhraða og hrein uppgufun (uppgufunartíðni mínus þéttingarhraði) byrjar að minnka. Þéttleiki vatnsameindanna í loftinu og þar með þéttingarhraði eykst þar til þéttingarhraði og uppgufunarhraði er sá sami, þ.e. eins margar vatnsameindir á tímaeiningu fara frá vatni í loftið en frá loftinu inn í vatn. Þá næst jafnvægi þar sem nettó uppgufunin er núll, þó að stöðug skipti á agnum séu milli lofts og vatns.

Styrkur vatnsameinda í loftinu í jafnvægisástandi er mettunarstyrkurinn . Ef hitastigið hækkar, mun hærri mettunarstyrkur koma inn, þar sem uppgufunartíðni, sem nú er einnig aukin, þarf að bæta upp með hærri þéttingarhraða til að ná nýju jafnvægi, sem krefst meiri agnaþéttleika í lofti. Magn mettunarstyrks fer því eftir hitastigi.

Mettunarstyrkurinn ræðst nánast eingöngu af eiginleikum vatnsameindanna og samspili þeirra við vatnsyfirborðið; það er engin marktæk samskipti við aðrar lofttegundir andrúmsloftsins. Ef þessar lofttegundir væru ekki til staðar, myndi nánast sama mettunarstyrkur koma fyrir ofan vatnið. Máltækið og, vegna einfaldleika þess, útbreiddrar tjáningar í sérfræðingahringum, að loftið getur tekið að hámarki tiltekið magn af vatnsgufu við tiltekið hitastig er villandi. Loftið gleypir ekki raka á sama hátt og svampur og ekki má skilja hugtakið mettun hér á sama hátt og mettun lausnar . Loftið samanstendur af sjálfstætt verkandi gasagnir sem hafa í raun aðeins samskipti í gegnum högg. Þannig að það er hvorki súrefni í köfnunarefninu né vatnsgufa í hinum lofthlutunum. (Ímyndaðu þér lokað ílát sem er hálffyllt með vatni, þar sem lofttæmi er yfir yfirborði vatnsins. Ef vökvinn fær hreyfiorku í formi hita, geta agnir með nægilega orku losnað frá yfirborðinu (gufa upp) .) Mettunarstyrkur er því háður hreyfiorku vatnsagnanna.

Af sömu ástæðu er mettunarstyrkurinn ekki ákvarðaður af hitastigi loftsins, heldur hitastigi uppgufunaryfirborðsins. Tilvísunin í hitastig loftsins er oft réttlætanleg í daglegu starfi, þar sem uppgufun yfirborða með litlum hitauppstreymi tregðu venjulega lofthita (til dæmis þvottur sem þornar í loftinu). Hins vegar, ef uppgufunaryfirborðið er verulega hlýrra en loftið, gufa vatnsameindirnar niður í kælara loftið (heitan eldavélina) við uppgufunartíðni sem samsvarar hitastigi yfirborðsins, jafnvel þótt farið sé yfir mettunarstyrk þeirra. Hluti raka þéttist síðan í loftinu á svalari úðabrúsunum sem hafa gert ráð fyrir lofthita og verða sýnilegir sem gufu- eða þokuský (til dæmis þokuský yfir haustvatni). Ef yfirborðið er miklu kaldara en loftið getur rakainnihald að hluta mettaðs lofts leitt til ofmettunar og þéttingar á yfirborðinu (til dæmis þokugluggir í eldhúsi eða baðherbergi eða aukningu vatns í tjörn ). Nánar tiltekið þéttist vatnsgufan að vatni (til að dögga þegar yfirborðshitastig er undir daggarmarkið , eða í frost þegar það er undir frostpunktinum , sjá einnig hér að neðan ). [1]

Ofmettun

Ef styrkur vatnssameinda sem er aukin fyrir ofan mettunartíma styrkurinn ( yfirmettun ), sem þétting hlutfall eykst tímabundið utan uppgufunarhlutfallinu vegna meiri þéttleika við vatnssameindir í lofti og styrkur vatnssameinda því fellur aftur gera í jafnvægi gildi.

Einnig hér skal tekið fram að það er ekki vanhæfni loftsins til að halda umfram vatnsgufu. Fremur, við þessar aðstæður, notar vatnsgufan tiltækt þéttingarflöt til að lækka styrk sinn í mettunarmagnið með óbrigðri þéttingu . Ef slík þéttingarflöt eða þéttingarkjarnar eru ekki til staðar getur loftið tekið til sín umtalsvert magn af vatnsgufu til frambúðar þar til loksins myndast vatnsdropar af sjálfu sér ( einsleit þétting ); sjá einnig kaflann um sveigju yfirborðs vatns. Þetta er til dæmis raunin í miklu magni af lofti sem er eins hreint og mögulegt er, þ.e. með lágum úðabrúsa og þegar fjarlægðin frá öllum nærliggjandi yfirborðum er mikil (sjá skýhólf ). Skyndileg þétting vatnsgufu í vatnsdropa fer aðeins fram án þéttingarkjarna þegar mikil ofmettun er nokkur hundruð prósent af rakastigi. Í reynd er hins vegar næstum alltaf nægilega mikið magn af úðabrúsum í loftinu til að varla sé til ofmettun nokkurra prósentustiga í andrúmsloftinu.

Mettun að hluta

Uppgufunarhraði vatnsins getur ekki farið yfir ákveðin hámarksgildi. Það tekur því langan tíma að koma jafnvægi á aftur eftir truflun. Ef til dæmis þéttist hluti rakainnihalds með kælingu á nóttunni er loftið upphaflega ómettað eftir upphitun og getur aðeins hægt og rólega náð mettunarástandi. Þessi að hluta mettun er eðlilegt tilfelli fyrir andrúmsloft okkar vegna tíðra hitasveiflna. Það skiptir miklu máli fyrir fjölmörg ferli hversu langt loftið er frá ástandi mettunar. Ýmsar rakamælir eru notaðar til að lýsa þessu ástandi í magni.

Háð mettunarstyrk á umhverfisáhrifum

hitastig

Styrkur vatnsgufu fer eftir stærra og minna hitastigi

Þegar hitastigið hækkar eykst hlutfall vatnsameinda sem hafa nægilega hreyfiorku til að yfirgefa vatnsyfirborðið . Þannig að það er hærri uppgufunartíðni, sem þarf að bæta upp með hærri þéttingarhraða til að endurheimta jafnvægið, sem krefst hins vegar hærri styrks vatnsameinda í loftinu.

Mettunarstyrkur vatnsgufunnar eykst því veldishraða með hækkandi hitastigi , eins og sýnt er á myndinni til hægri. Vatnsgufan hefur skýrt skilgreindan mettunarstyrk fyrir hvert hitastig (og næstum óháð umhverfisþrýstingi). Við venjulegan lofthjúp 1013,25 hPa getur einn rúmmetra lofts við 10 ° C tekið að hámarki 9,41 g af vatni. Sama loftmagn gleypir 30,38 g af vatni við 30 ° C og meira en 100 g af vatni við 60 ° C. Þessi mettunarstyrkur er kallaður hámarks raki , sem er í töflu í greininni mettun . Mollier skýringarmyndir samkvæmt Richard Mollier (1923) til að tákna rakastig loftsins eru einnig útbreiddar. Önnur leið til að sýna samband loftraka, hitastigs og hæðar er merki .

prenta

Eins og getið er hér að ofan er mettunarstyrkur vatnsgufunnar við tiltekið hitastig nánast óháð nærveru annarra lofttegunda í andrúmsloftinu og þar með næstum óháð þrýstingi umhverfisins. Hins vegar er svolítið háð þrýstingi í umhverfinu af þremur ástæðum: [6]

  • Vatnsgufan og aðrar lofttegundir eru ekki fullkomlega hugsjón lofttegundir. Það eru veik samskipti ( van der Waals sveitir ) milli sameinda þeirra, sem aukast með auknum þrýstingi.
  • Gagnkvæmri fjarlægð milli sameinda í fljótandi vatninu og þar með bindiskrafta þeirra er lítillega breytt með loftþrýstingi („ Poynting effect “). Þetta hefur aftur áhrif á uppgufunartíðni.
  • Lofttegundir sem eru uppleystar í vatninu hafa einnig áhrif á bindiskraftana og þar með uppgufunartíðni. Magn uppleystra lofttegunda fer eftir hlutþrýstingi þeirra ( lögmál Raoults ) og þar með að lokum heildarþrýstingnum.

Ef nauðsyn krefur er hægt að taka tillit til þessarar veiku þrýstingsfíknar með leiðréttingarstuðli. Það fer eftir hitastigi og þrýstingi og er á bilinu 0,5% við andrúmsloftsaðstæður (upplýsingar í greininni mettun gufuþrýstings ).

Samræmisástand vatnsins

Ef horft er á ísflöt í stað fljótandi vatnsyfirborðs þá gilda sömu sjónarmið einnig um sublimation og endurútblástur vatnsameindanna. Ísinn kælir loftslagið beint fyrir ofan það verulega, sem þýðir að það hefur lægri mettunarstyrk fyrir vatnsameindir. Sublimated vatnsagnir og rakastig umhverfis loftið leiðir því til þéttingar eða þoku í nágrenni ísflata.

Í ískristallasambandinu eru vatnsameindirnar hins vegar háðar sterkari bindikraftum en í fljótandi vatni þannig að mettunarstyrkur yfir ísflöt er lægri en yfirborð fljótandi ( ofkælt ) vatns við sama hitastig. Þessi staðreynd gegnir mikilvægu hlutverki í myndun regndropa í skýjum ( Bergeron-Findeisen ferli ).

Hreinleiki vatns

Hlutfallslegur raki loftsins fyrir ofan mettaðar saltlausnir
efni hlutfallslegur raki heimild
Ammonium tvívetnisfosfat (NH 4 H 2 PO 4) við 23 ° C 93% [7]
Kalíumnítrat (KNO 3 ) við 38 ° C 88,5% [7]
Kalíumklóríð (KCl) við 23 ° C 85% [7]
Natríumklóríð (NaCl) við 20 ° C 75,5% [8.]
Natríum-krómati (Na 2 Cr 2 O 7 • 2 H 2 O) við 23 ° C 52% [7]
Magnesíumklóríð (MgCI2) við 20 ° C 33,1% [8.]
Litíumklóríð (LiCl) við 20 ° C 11,3% [8.]

Ef önnur efni eru leyst upp í vatninu gera þau erfiðara fyrir vatnsameindirnar að yfirgefa vatnsyfirborðið, sem dregur úr uppgufunartíðni og leiðir til lægri mettunarstyrks (svokölluð upplausnaráhrif ). Í loftinu fyrir ofan mettaðar saltlausnir, til dæmis, er rakastigið sem skráð er í töflunni komið á.

Þrátt fyrir að loftið fyrir ofan lausnin sé mettað af raka, þá er viðeigandi rakastig í hlutfalli ekki 100%, þar sem rakastig tengist alltaf mettunarstyrk fyrir ofan slétt og hreint vatnsyfirborð (sjá hér að neðan). Ef loftið fyrir ofan saltlausnina fer niður fyrir viðeigandi mettunarraka, gufar vatn upp úr lausninni til að endurheimta mettunarástandið. Ef loftið fer yfir mettunarraka, þéttist hluti rakastigs á saltlausninni. Þetta þynnir þetta; ef það á að vera saltmettað til að viðhalda skilgreindum hlutföllum verður það að innihalda nægjanlegt set óuppleysts salts.

Lausnaráhrifin gera það aftur ljóst að mettunarstyrkur í loftinu ræðst ekki af loftinu sjálfu, heldur af uppgufunaryfirborðinu.

Yfirborðssveigja vatns

Ef vatnsyfirborðið er kúpt (bogið út á við), líkt og raunin er með dropa, eru vatnsameindirnar síður bundnar við yfirborðið og geta auðveldara yfirgefið yfirborðið. Þessi sveigjuáhrif valda því að uppgufunartíðni eykst. Þegar mettað loft er í jafnvægi með litlum þokudropum er hlutfallslegur rakastig þess því aðeins yfir 100%. Sömu áhrif þýðir einnig að sterk yfirmettun er möguleg án þéttingarkjarna, án þess að einsleit þétting komi fram; Það fer eftir styrk ofmettunarinnar, það er ákveðinn lágmarksradíus dropanna, undir þeim eru þeir ekki stöðugir, þar sem uppgufunartíðni eykst með minni radíus, en radíus minnkar vegna uppgufunar (sjá kafla gagnrýninn radíus undir Kelving jöfnu ).

Ef vatnsyfirborðið er bogið inn á við (eins og þegar meniskútur er í vatnsfylltu háræðum) eru vatnsameindirnar sterkari bundnar við yfirborðið og geta farið auðveldara frá yfirborðinu - uppgufunartíðni minnkar. Þegar mettað loft í vatnslausu efni er í jafnvægi við menisci er hlutfallslegur raki þeirra innan við 100%.

Rakamælingar

Hægt er að tilgreina vatnsinnihald loftsins með ýmsum svokölluðum rakastigi . Hugtök sem hægt er að nota samheiti eru auðkennd með skástrik, rakamælingar sem tilheyra saman eru í sömu línu.

Alger raki

The alger loftraki, einnig vatn gufa þéttleiki eða gufu þéttleiki fyrir stuttu máli ( tákn : ρ W, ρ D, D eða; ekki bindingly tilgreind), er massi vatnsgufu í ákveðnum rúmmál lofts, þ.e. hennar þéttleiki eða einbeitingu . Það er venjulega gefið í grömmum af vatni á rúmmetra af lofti. Það er takmarkað efst af hámarks raka ρ w, max sem ríkir við mettun (sjá samsvarandi formúlur og gildi þar).

Alger raki er bein mælikvarði á magn vatnsgufu sem er í tilteknu rúmmáli lofts. Það sýnir strax hversu mikið þéttiefni er hægt að afhenda eða hversu mikið vatn þarf að gufa upp til að fá viðeigandi raka.

Alger raki breytist þegar rúmmál loftpakkans breytist, jafnvel án þess að vatnsgufu sé bætt við eða dregið úr loftinu. Þegar loftpakkinn er þjappaður einbeita vatnsameindirnar sem eru í honum í smærra rými, fjöldi þeirra á rúmmetra eykst, alger raki eykst; hið gagnstæða gildir um stækkun loftpakkans. Breyting á rúmmáli loftpakkans getur stafað af breytingu á hitastigi hennar eða þrýstingi . Þegar rakainnihald tveggja loftpakka er borið saman getur því þurft að taka tillit til hitastigs og þrýstingsmismunar. Pakka af lofti sem rís í andrúmsloftinu vegna hitastigs minnkar algeran rakastig þess þegar stigið er upp, jafnvel þótt það missi ekki vatnsgufu í ferlinu, þar sem það eykur rúmmál sitt með lækkun loftþrýstings með hæð. Alger raki loftpakkans breytist því eingöngu með hreyfingum upp og niður. Þetta er einnig þekkt sem breytileiki vakta eða óstöðugleiki . Þar sem alger raki er einnig erfiður að mæla er hann sjaldan notaður. [9]

Hægt er að reikna út algeran raka ρ w með eftirfarandi formúlum, þar sem fyrsta hugtakið kemur frá umbreytingu ástandsjafnar hugsjónra lofttegunda :

Einstök tákn standa fyrir eftirfarandi magn :

Sjá töflugildi í mettun .

Hlutfallslegur raki

Hlutfallslegur raki (tákn: φ , f , U , RH , H eða rF ; ekki bindandi) er hlutfallshlutfallið milli augnabliks gufuþrýstings vatnsins og mettunar gufuþrýstings þess sama (við lofthita) yfir hreinu og jafna vatnsyfirborð. Þegar um er að ræða forskrift án prósentu, þ.e. á gildissviðinu 0 til 1, talar maður einnig um mettunarhlutfallið .

Hlutfallslegur raki sýnir strax að hve miklu leyti loftið er mettað með vatnsgufu:

  • Við hlutfallslegan rakastig 50%inniheldur loftið aðeins helminginn af vatnsgufunni sem gæti verið við samsvarandi hitastig.
  • Við 100% hlutfallslegan raka er loftið alveg mettað með vatnsgufu. Það er líka sagt að „ vatnsgufugeta “ hafi verið náð.
  • Ef farið er yfir 100% mettun getur umfram raki botnað sem þéttivatn eða þoka .

Miðað við hlutfallslegan raka er því auðvelt að áætla hversu hratt uppgufunarferli munu eiga sér stað eða hversu miklar líkur eru á þéttingu. Þar sem uppgufun raka í gegnum húðina er að miklu leyti ákvörðuð af hlutfallslegum rakastigi umhverfisloftsins, er rakastigið mikilvægur breytur fyrir þægindatilfinninguna.

Rakageymsla fyrir sum byggingarefni

Önnur ástæða fyrir mikilvægi hlutfallslegs rakastigs er að það ákvarðar jafnvægisvatnsinnihald rakadrægra efna. Hygroscopic efni, sérstaklega porous efni eins og tré, múrsteinn, gifsplástur, vefnaðarvöru o.s.frv., Gleypa raka þegar þeir komast í snertingu við loft og binda vatnsameindirnar með aðsogi á holur sínar. Magn bundinna sameinda er ákvarðað af algerum raka annars vegar (hærri vatnsgufustyrkur leiðir til hærra aðsogshraða vegna hærra högghraða á svitahola) og hitastigs hins vegar (hærra hitastig leiðir til að hærra frásogshraða ). Samsetningin af þessum tveimur andstæðu áhrifavíddum þýðir að jafnvægi vatnsinnihaldsins sem myndast ræðst í meginatriðum af hlutfallslegum rakastigi loftsins. Raka geymsluaðgerð efnis gefur til kynna vatnsinnihald efnisins gerir ráð fyrir við tiltekinn hlutfallslegan raka; það er aðeins örlítið háð hitastigi. Til að mæla rakainnihald loftsins eru aðallega efni notuð, eðlisfræðilegir eiginleikar þeirra ráðast af vatnsinnihaldi þeirra (lengdarbreyting vegna bólgu og rýrnunar, breytinga á rýmd loftræstikerfis rafmagns osfrv.). Þar sem þetta vatnsinnihald ræðst síðan af hlutfallslegum rakastigi umhverfisloftsins, þá mælir slík tæki að lokum þennan hlutfallslega rakastig, sem er því sérstaklega auðvelt að mæla og oft notaður rakastigsmælir.

Þegar hitastigið hækkar eykst magn vatnsgufu sem þarf til mettunar. Afleiðingin af þessu er sú að hlutfallslegur raki tiltekins loftpakka minnkar þegar hann er hitaður. Tilgreining hitastigs er því nauðsynleg fyrir samanburðarhæfni gildanna. Til dæmis, í eyðimörk sem virðist þurr með lofthita 34,4 ° C og hlutfallslegan raka 20%, er samtals 7,6 g vatnsgufa í einum rúmmetra af lofti, sem er hlutfallslegur raki í lofti hitastig 6,8 ° C af 100% og myndi því leiða til þéttingar. Fyrirbæri eins og þoka eða þoka eru því merki um mikinn hlutfallslegan raka og á sama tíma um lágt hitastig. Skynjun loftsins sem þurrt eða rakt er því meira vegna hitastigs en vatnsmagnsins sem í raun er í því. [10]

Hægt er að reikna út rakastigið með eftirfarandi formúlum:

Einstök tákn standa fyrir eftirfarandi magn:

Deliquescence eða deliquescence raki lýsir sérstakri getu efnis (aðallega söltum ) til að hafa áhrif á hlutfallslegan raka loftsins í kring.

Sérstakur raki

Sértækur raki (tákn: s , q eða x ) gefur til kynna massa vatns sem er í ákveðnum massa raka lofts. Tölusviðið byrjar frá , vera fyrir þurrt loft er og fyrir loftlausa gufu eða fljótandi vatn er.

Öfugt við fyrri rakamælingar helst þessi breytu óbreytt þegar rúmmál loftpakkans sem er til skoðunar breytist, svo framarlega sem engum raka er bætt við eða fjarlægður. Tekur z. Ef til dæmis rúmmál loftpakkans eykst, dreifist bæði (óbreyttur) massa raka loftsins og (óbreyttum) massa vatnsgufunnar yfir stærra rúmmál, en hlutfall massanna tveggja í loftinu pakkinn er sá sami. Sérstakur rakastig loftsins, til dæmis, heldur föstu gildi meðfram þéttingarlausri loftræstipípu, jafnvel þótt raka loftið renni í gegnum rörhluta með mismunandi hitastigi eða upplifi þrýstingsbreytingar á leið sinni vegna inngjöfarloka, til dæmis. Auch ein in der Atmosphäre aufsteigendes Luftpaket behält den Zahlenwert seiner spezifischen Feuchtigkeit bei, solange keine Feuchtigkeit (etwa durch Verdunstung von Regentropfen) zugeführt oder (durch Kondensation des Wasserdampfes) abgeführt wird. Diesem Vorteil steht allerdings die schwierige Messung der spezifischen Luftfeuchtigkeit entgegen, die im Regelfall einem Labor vorbehalten bleibt.

Die maximale spezifische Luftfeuchtigkeit im Sättigungszustand, die sogenannte Sättigungsfeuchtigkeit , hat das Formelzeichen S (auch q s ).

Die spezifische Luftfeuchtigkeit s kann mit folgenden Formeln berechnet werden, wobei die jeweilige Größe über den ersten Term definiert ist und alle nachfolgenden Terme Äquivalente oder Näherungen hierzu darstellen (fL – Feuchtigkeit Luft; tL – trockene Luft; W – Wasserdampf bzw. Wasser). Von praktischer Bedeutung sind nur die letztgenannten Terme, alle anderen dienen der Herleitung und Nachvollziehbarkeit.

damit:

wobei gilt:

Die Sättigungsfeuchtigkeit errechnet sich dementsprechend nach:

Die einzelnen Formelzeichen stehen für folgende Größen:

Mischungsverhältnis

Das Mischungsverhältnis (Formelzeichen: μ , x , m ), auch Feuchtigkeitsgrad oder Wasserdampfgehalt genannt, gibt die Masse des Wassers an, die sich in einer bestimmten Masse trockener Luft befindet. In ihren Eigenschaften sind Mischungsverhältnis und spezifische Luftfeuchtigkeit identisch. Im Regelfall unterscheidet sich auch der Zahlenwert nicht sehr stark, weshalb man beide Größen genähert gleichsetzen kann.

Das Mischungsverhältnis kann mit folgenden Formeln berechnet werden, wobei es über den ersten Term definiert ist und alle nachfolgenden Terme Äquivalente oder Näherungen hierzu darstellen (fL – feuchte Luft; tL – trockene Luft; W – Wasserdampf bzw. Wasser):

Die einzelnen Formelzeichen stehen für folgende Größen:

Taupunkt

Als Taupunkt oder Taupunkttemperatur bezeichnet man die Temperatur, bei der sich auf einem Gegenstand (bei vorhandener Feuchtigkeit ) ein Gleichgewichtszustand von kondensierendem und verdunstendem Wasser einstellt, mit anderen Worten die Temperatur, bei deren Unterschreitung Kondensatbildung gerade einsetzt. Sie wird mit einem Taupunktspiegelhygrometer gemessen. Der Taupunkt einer Probe ist lediglich vom Druck abhängig, wohingegen die relative Feuchtigkeit eine von Druck und Temperatur abhängige Größe ist. Die Taupunktkurve gibt bei gegebenem atmosphärischen Druck für die jeweilige Temperatur den Maximalwert von Feuchtigkeit an, die Luft aufnehmen kann (= 100 % relative Feuchtigkeit ). Abkühlung der Luft unter die Taupunkttemperatur führt zu Kondensation, Erwärmung zu neuer Wasserdampfaufnahmefähigkeit.

Feuchttemperatur

Die Feuchttemperatur ist jene Temperatur, die ein Luftpaket haben würde, wenn es adiabatisch bei konstantem Druck durch Verdunsten von Wasser in dem Paket bis zur Sättigung gekühlt und dabei die benötigte latente Wärme dem Paket entzogen werden würde. [11] Gemessen wird sie mit Hilfe eines Psychrometers (zum Beispiel Aßmannsches Aspirationspsychrometer ). Bei Kenntnis von Temperatur und Luftfeuchtigkeit kann man die Feuchttemperatur aus einer sogenannten Psychrometertabelle ablesen. Die Formel für die Feuchttemperatur lautet:

wobei:

  • T f – Feuchttemperatur
  • L – Phasenumwandlungswärme bei Kondensation/Verdunstung (≈ 2450 kJ/kg)
  • m – Mischungsverhältnis
  • m s – Sättigungsmischungsverhältnis bei Feuchttemperatur(!)
  • T – abs. Temperatur
  • c p – spezifische Wärme von Luft = 1005 J/(kg·K)

In der praktischen Anwendung wurden zahlreiche empirische Formeln entwickelt, die aber meist nur in einem bestimmten Temperatur- und Druckbereich gut funktionieren.

In der angewandten Meteorologie wird sie oft zur Unterscheidung der Niederschlagsart (Schnee/Regen) an unbemannten Wetterstationen eingesetzt. Als Richtwert gilt, dass Niederschlag bei einer Feuchttemperatur größer oder gleich 1,2 °C als Regen, bei T f kleiner oder gleich 1,2 °C als Schnee fällt. Allerdings lassen sich damit nur grobe Abschätzungen vornehmen.

Jüngste Untersuchungen für die Station Wien Hohe Warte (WMO: 11035) haben gezeigt, dass Niederschlag bei T f unter 1,1 bzw. über 1,4 °C in 2/3 der Fälle in fester bzw. flüssiger Form auftritt. Im Wesentlichen konnte der Richtwert von 1,2 °C Feuchttemperatur also bestätigt werden. [12]

Messung

Haar-Hygrometer
Feuchtigkeitsindikator zum Beilegen zu feuchtigkeitsempfindlichen Gütern; dieses Beispiel liegt elektronischen Bauteilen bei, die nach zu feuchter Lagerung vor der Weiterverarbeitung einer Trocknung (baking) unterzogen werden müssen, um Schäden beim Lötprozess zu vermeiden; Details unter Moisture Sensitivity Level

Geräte zur Messung der Luftfeuchtigkeit werden als Hygrometer bezeichnet. Arten sind zum Beispiel Absorptionshygrometer ( Haarhygrometer ), Psychrometer und Taupunktspiegelhygrometer .

Feuchtigkeitsensoren liefern ein elektrisches Signal, Absorptionssensoren beruhen auf einer sich bei unterschiedlicher Wasseraufnahme ändernden elektrischen Eigenschaft bestimmter Materialien und Materialaufbauten. Beispiele für elektrische Sensoren sind unter anderem Impedanz-Sensoren, hier ist es die elektrische Leitfähigkeit , die sich ändert. Bei kapazitiven Sensoren wirkt die Feuchtigkeit auf das Dielektrikum und ändert so die Kapazität des Sensors, bei schwingquarzbasierten Feuchtigkeitsensoren verändert sich durch die Feuchtigkeit die Resonanzfrequenz des Quarzes.

In den weltweiten offiziellen Wetterstationen werden zur Messung der Luftfeuchtigkeit verschiedene Messgeräte benutzt. Eine Methode ist ein in der Klimahütte montiertes Aspirationspsychrometer , welches aus einem trockenen und einem feuchten Thermometer besteht. Aus den Werten beider Thermometer kann man anhand einer Tabelle dann die aktuelle relative Luftfeuchtigkeit in Prozent und den Taupunkt ermitteln. Weiterhin gibt es separate Messfühler für den Taupunkt , welche aus einem Sensor über einer Lithiumchloridlösung bestehen. [13]

Feuchtigkeitsindikatoren bestehen zum Beispiel aus mit Kobaltchlorid versetztem Silicagel (Blaugel) und führen bei bestimmten Feuchtigkeitswerten einen Farbwechsel aus. Sie dienen dazu, feuchtigkeitsempfindlichen Gütern beigelegt zu werden, um insbesondere in tropischen Gegenden und bei starken Temperaturunterschieden deren Transportbedingungen hinsichtlich der relativen Luftfeuchtigkeit kontrollieren zu können. Blaugel (oder das kobaltfreie Orangegel ) wird auch in hermetisch verschlossenen Baugruppen hinter Sichtfenstern untergebracht, um die Luftfeuchtigkeit im Inneren kontrollieren zu können.

Variabilität

Tagesgang

Die Luftfeuchtigkeit zeigt einen typischen Tagesgang, der zwar je nach Umgebungsbedingungen sehr unterschiedlich sein kann und auch nicht immer einem bestimmten Muster folgen muss, es aber im Regelfall tut. So zeigt sich für das sommerliche Berlin ungefähr der folgende Verlauf: um 7 Uhr Ortszeit liegt die absolute Luftfeuchtigkeit im Mittel bei etwa 10,6 g/m³, um 14 Uhr bei 10,0 g/m³ und schließlich um 21 Uhr wieder bei 10,6 g/m³. Im Winter belaufen sich die Werte auf morgens 4,5 g/m³, mittags 4,6 g/m³ und abends wiederum 4,5 g/m³. Die Luftfeuchtigkeit steigt also im Winter nach Sonnenaufgang und sinkt nach Sonnenuntergang mit dem Tagesgang der Lufttemperatur und so, wie man es aufgrund der erhöhten Verdunstung erwarten kann. Im Sommer kommt der Einfluss der Konvektion hinzu, da aufsteigende Luftpakete das Eindringen trockenerer Luftmassen aus der Höhe bedingen und daher zu einem mittäglichen bis nachmittäglichen Minimum führen. In den Abendstunden steigt die absolute Luftfeuchtigkeit mit nachlassender Konvektion wieder an. Im Sommer ergeben sich daher zwei Dampfdruckmaxima, eines um etwa 8 Uhr und eines um ungefähr 23 Uhr.

Der Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit erreicht nachts (insbesondere bei fehlender Bewölkung) in Bodennähe oft 100 %, da die Temperatur der bodennahen Luftschichten durch Kontakt mit dem sich durch Abstrahlung in den Weltraum abkühlenden Erdboden unter den Taupunkt fällt. An windstillen Tagen wird schon kurze Zeit (ab 20 min) nach Sonnenuntergang der Taupunkt an isolierten horizontalen Flächen (Autodach, Flachdach) unterschritten. Bei senkrechten Flächen (Autofenster, Verkehrsschilder) dauert es etwas länger. Die Folge sind Tau bzw. Reif .

Jahresgang

Im Jahresgang, basierend auf entweder Tages- oder Monatsmitteln als langjährigen Durchschnittswerten, zeigen sich Maxima der relativen Luftfeuchtigkeit im Spätherbst und Frühwinter, also im Zeitraum der größten Nebelbildung. Demgegenüber stehen Minimalwerte im Frühjahr und Frühsommer. Der Dampfdruck ist im Winter am geringsten und im Sommer am höchsten. Die bestimmenden Einflüsse sind dabei Verdunstung und Advektion von Wasserdampf, die einen sehr starken regionalen bzw. lokalen Bezug aufweisen.

Abhängigkeit von der Höhe

Der Wasserdampfdruck nimmt mit zunehmender Höhe und damit abnehmender Lufttemperatur zunächst sehr rasch und dann ab drei Kilometern nur noch langsam ab. In zehn Kilometern Höhe beträgt er dann nur noch etwa ein Prozent des Bodenwertes. Die relative Luftfeuchtigkeit zeigt keinen derart eindeutigen Trend, ist in der Tropopause , in Mitteleuropa etwa ab 11 Kilometern Höhe, jedoch meist sehr gering. Sie beträgt hier im Normalfall etwa 20 % und sinkt mit zunehmender Höhe weiter ab, was auch der Grund dafür ist, dass die Wolkenbildung fast ausschließlich auf die Troposphäre begrenzt ist.

Bedeutung und Anwendungsbereiche

Die Luftfeuchtigkeit ist in einer Vielzahl von Anwendungen von Bedeutung, wobei hier die Meteorologie und Klimatologie zwar deren theoretisches, nicht aber deren anwendungsorientiertes Zentrum bilden. Die Rolle des Wasserdampfes , dessen Eigenschaften und insbesondere seine technischen Anwendungen außerhalb der atmosphärischen Bedingungen werden dort erläutert. Die allgemeinen Eigenschaften des Wassers und dessen natürliche Verbreitung können gesondert nachgelesen werden.

Alltag

Im Alltag lassen sich zahlreiche Phänomene auf die Luftfeuchtigkeit zurückführen, von denen einige hier exemplarisch vorgestellt werden sollen.

Beobachtet man nasse Gegenstände oder offene Wasserflächen über einen längeren Zeitraum, ohne dass diesen von außen weiteres Wasser zugeführt wird, so nimmt deren Nässe ab bzw. die Wasserfläche trocknet aus. Wäsche wird mit der Zeit trocken, Pfützen verschwinden, Lebensmittel werden hart und ungenießbar. Es kommt zur Verdunstung . Diese ist jedoch nur möglich, so lange die Luft ungesättigt ist, also die relative Luftfeuchtigkeit unter 100 % liegt.

Eisblumen

Betritt man aus der kühleren Umgebung kommend einen geheizten Raum, so stellt man oft fest, dass Brillengläser beschlagen. Gleiches gilt auch für Fensterscheiben. Sind die Scheiben kälter als der Innenraum, so beschlagen sie. Zum Beispiel auch bei Kraftfahrzeugen wird dadurch das Sichtfeld eingeschränkt. Der gleiche Effekt tritt in Bädern und Saunen auf, hier beschlagen oft auch Spiegel und andere kältere Gegenstände. Grund für all diese Effekte sind die kalten Oberflächen, die die Luft in ihrer unmittelbaren Umgebung abkühlen: je höher die relative Luftfeuchtigkeit der Luft ist, desto schneller erreicht sie beim Abkühlen den Taupunkt und Wasser kondensiert . Je höher der Temperaturunterschied zwischen den Oberflächen und der Umgebungsluft ist, desto stärker ist die Neigung zur Betauung bzw. zum Beschlagen. Aus diesem Grunde zeigen sich die beschriebenen Fälle vor allem im Winter, in feuchten Räumen, an Außenwänden und im Freien nachts bei unbedecktem Himmel (Abkühlung der Erdoberfläche durch Abstrahlung in den Weltraum). Sinken die Temperaturen der Oberflächen unter 0 °C, bilden sich Eisblumen oder Reif . Gegenmaßnahmen gegen Betauung und Bereifung:

  • Beblasen der Scheiben mit warmer Luft
  • Heizkörper in Wohnräumen befinden sich an Außenwänden und unter Fenstern
  • Beheizen der Gegenstände (Heckscheibe von KFZ, Flugzeug-Komponenten)

Der Effekt führt auch zum Vereisen von Gefrierfächern bzw. des Verdampfers in Kühlschränken und Gefriertruhen bei gleichzeitiger Austrocknung unverpackter Kühlware. Deren Wasser verdunstet bzw. sublimiert zunächst, um dann an kalten Oberflächen zu kondensieren bzw. zu Eis zu resublimieren . Technische Verwendung findet dieser Effekt bei der Gefriertrocknung .

Die Vereisung von Vergasern von Ottomotoren (zum Beispiel in Kraftfahrzeugen oder kleinen Flugzeugen) führt zum Motorausfall. Sie beruht im Wesentlichen auf der Abkühlung der Luft aufgrund der Verdunstungskälte des Benzins, teilweise auch aufgrund des Unterdruckes, der die Luft zusätzlich abkühlt.

Nebelbildung in Randwirbeln

Die Unterschreitung des Taupunktes kann man auch bei Flugzeugen oder schnellen Rennautos beobachten. Die Randwirbel an den Enden der Tragflächen oder eines Spoilers führen zu einem lokalen Absinken des Luftdruckes und nach dem 2. Gesetz von Gay-Lussac zu lokaler Abkühlung der Luft. Der Taupunkt wird lokal unterschritten und dort entsteht Nebel. Ist die Luftfeuchtigkeit bei Temperaturen unter null besonders hoch, kommt es bei Flugzeugen zur gefürchteten Tragflächenvereisung – dann reicht bereits der Unterdruck oberhalb und hinter den Tragflächen und Leitwerken, um eine Bereifung auszulösen.

Die Ausatemluft ist beim Menschen und homoiothermen Tieren wesentlich feuchtigkeitsreicher und wärmer als die Einatemluft. Dies erkennt man am zu sichtbaren Nebelschwaden kondensierenden Wasserdampf der Ausatemluft im Winter bzw. bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit. Die warme und feuchtigkeitsreiche Ausatemluft kühlt sich unter den Taupunkt ab und es kommt zur Entstehung von Wassertröpfchen. Gleiches gilt auch für die Abgase von Fahrzeugen, Flugzeugen und Kraftwerken, deren Wolkenbildung bzw. Kondensstreifen oft mit deren Schadstoffemission verwechselt werden.

Meteorologie, Klimatologie und Hydrologie

Wird mit Wasserdampf gesättigte Luft unter den Taupunkt abgekühlt, so scheidet sich flüssiges Wasser durch Kondensation aus der Luft ab, falls die hierfür notwendigen Kondensationskerne ( Aerosole ) vorhanden sind. Diese liegen jedoch unter natürlichen Bedingungen fast immer in ausreichender Konzentration vor, sodass es nur in Ausnahmefällen zu markanten Übersättigungen von mehreren Prozentpunkten kommt. Die Kondensation und ab Temperaturen unter 0 °C auch Resublimation des Wasserdampfs führen unter anderem zur Wolken -, Hagel -, Schnee -, Nebel -, Tau - und Reifbildung . Wasserdampf ist daher kein permanentes Gas der Atmosphäre und weist mit einer statistischen Verweildauer von etwa zehn Tagen eine hohe Mobilität auf.

Obwohl der Wasserdampf nur mit relativ geringen Konzentrationen in der Atmosphäre vertreten ist, trägt er bedingt durch seine hohe Mobilität und den damit verbundenen Stoffumsatz einen großen Anteil am globalen Wasserkreislauf und spielt daher in der Wasserbilanz eine wichtige Rolle. Hierbei ist die Luftfeuchtigkeit auch eine wichtige Eingangsgröße zur Niederschlagsbildung bzw. deren Berechnung und auch zur Bestimmung der Verdunstung bzw. der Evaporation , Transpiration und Interzeptionsverdunstung . Dies spielt im Rahmen der klimatischen Wasserbilanz wiederum eine wesentliche Rolle für verschiedene Klimaklassifikationen .

Aus der Luftfeuchtigkeit lassen sich zudem wichtige meteorologische Größen ableiten, wie zum Beispiel das Kondensationsniveau und die virtuelle Temperatur . Auch ist die Luftfeuchtigkeit bzw. der Wasserdampf wesentlich am Strahlungshaushalt der Atmosphäre beteiligt – Wasserdampf ist das bedeutendste Treibhausgas . Wasserdampf, insbesondere jedoch Wolken verhindern stark die nächtliche Abkühlung der Erdoberfläche, da sie durch Absorption und Re-Emission einen Ausgleich der Strahlungsbilanz der Wärmeabstrahlung der Erdoberfläche herstellen.

Die im flüssigen Aggregatzustand des Wassers gespeicherte latente Wärme bedingt den Unterschied zwischen feucht- und trockenadiabatischemTemperaturgradienten – eine der Voraussetzungen für die Entstehung von Föhn .

Trocknung

Luft von niedriger relativer Luftfeuchtigkeit ist ein häufig im Alltag angewandtes Trocknungsmittel , z. B. bei der Trocknung von Textilien auf der Wäscheleine. Bei der Trocknung von Materialien durch Verdunstung ist entscheidend, dass die Luftfeuchtigkeit hinreichend niedrig ist. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % kann das Trockengut nicht weiter trocknen, es stellt sich ein Gleichgewicht ein. Bei Trocknungsverfahren , zum Beispiel in Trocknern , auch Wäschetrocknern , versucht man daher, die relative Feuchtigkeit der Umgebung zu senken. Das kann durch Temperaturerhöhung, Luftaustausch ( Fön , Ablufttrockner), durch Adsorption des Wassers (Adsorptionstrockner) oder durch Auskondensation des Wassers (Kondenstrockner) erfolgen.

In anderen Fällen wird hingegen in der Regel auf die Wirkung des Windes vertraut, der ständig neue Luft von niedriger relativer Luftfeuchtigkeit heranweht und so beispielsweise Heu , frisch geschlagenem Holz, Mörtel , aufgehängter Wäsche, Tabakblättern, Kaffee- oder Kakaobohnen das Wasser entzieht.

Biologie

In der Biologie und hier besonders der Ökologie ist die Luftfeuchtigkeit von großer Bedeutung. Sie bedingt nicht nur das Auftreten von Klimazonen oder bestimmten Ökosystemen , sondern spielt auch bei der Transpiration über die Spaltöffnungen der Blätter und in deren Interzellularraum (Interzellulare) eine große Rolle (Wasserdampfpartialdruck). Die Luftfeuchtigkeit ist daher ein wichtiger Parameter für den Wasserhaushalt von Pflanzen, Tieren und Menschen ( Schwitzen , Atmen, Pilzbefall). Eine besondere Rolle spielt die Luftfeuchtigkeit zudem für jene Tiere, die hauptsächlich über die Haut atmen. Hierzu zählen viele Schnecken und andere Weichtiere , die in der Folge auch eine geringe Toleranz gegen Austrocknung besitzen.

Gesundheit

Für Wohn- und Büroräume wird eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 bis 50 % empfohlen. [14] In kühlen Bereichen ist eine höhere Luftfeuchtigkeit erträglicher als in besonders warmen Bereichen (unterhalb 20 °C können auch über 70 % noch als behaglich empfunden werden). Unbehaglich sind generell Luftfeuchtigkeiten über 95 % und unter 23 %. [14] Bei üblichen Bedingungen kann in beheizten Räumen (im Winter, besonders bei tiefer Außentemperatur) die Luft ohne aktive Luftbefeuchtung zu trocken werden. [14] Andererseits sollte die Luftfeuchtigkeit im Schlafzimmer bei geschlossenen Fenstern generell etwas niedriger sein, da durch die Ausatmung die Luftfeuchtigkeit weiter ansteigt und bei einer Ausgangs-Feuchtigkeit von 60 % die Schwelle zur Schimmelbildung überschritten werden kann. Es empfiehlt sich, in den Wohnräumen ein Hygrometer aufzustellen, um die aktuelle Luftfeuchtigkeit zu messen und gegebenenfalls mittels regelmäßigem Stoßlüften oder Luftentfeuchtern entgegenzuwirken. [15] [16] [17]

Ursachen und gesundheitliche Risiken bei zu geringer Luftfeuchtigkeit

Vor allem in geschlossenen, stark belüfteten und gut beheizten Räumen werden die empfohlenen Werte oft unterschritten, was zu einer verminderten Atemleistung und einer Beeinträchtigung der Haut bzw. Schleimhaut führen kann. Dies ist besonders im Winter der Fall, da die kalte Außenluft dann nur eine geringe absolute Luftfeuchtigkeit besitzt und durch das Erwärmen auf Zimmertemperatur die relative Luftfeuchtigkeit sehr stark absinkt. Bei zu stark sinkender Luftfeuchtigkeit kann durch eine Reduzierung von Undichtigkeiten der ungewollte Luftaustausch verringert werden. Die Luftfeuchtigkeit sollte jedoch auch im Bereich der kältesten Stellen des Raumes (Außenwände hinter Möbeln) nicht über 80 % ansteigen, da bei höheren Werten Schimmelwachstum nicht auszuschließen ist. Je nach Nutzung und Wärmedämmung der Räume ergeben sich zur Vermeidung von Schimmelwachstum oft Werte der Luftfeuchtigkeit, die deutlich unter den medizinisch empfohlenen liegen.

In sehr kalten Gebieten oder auch kalten Jahreszeiten bzw. in der Nacht zeigt sich oft ein erhöhter Flüssigkeitsverbrauch des menschlichen Organismus, obwohl aufgrund des fehlenden Flüssigkeitsverlustes durch Schwitzen eher das Gegenteil angenommen werden müsste. Begründet liegt dies in der Befeuchtung der trockenen Einatemluft und dem damit verbundenen Wasserverlust. Wird die kalte Außenluft beim Einatmen erwärmt, so steigt deren Wasserdampfkapazität und senkt damit auch die relative Luftfeuchtigkeit. Im Gegensatz hierzu steigt das Sättigungsdefizit an und die Neigung des flüssigen Lungengewebswassers, in den gasförmigen Aggregatzustand überzugehen, nimmt zu. Im Sommer bzw. bei warmer Umgebungsluft wird die Einatemluft kaum noch zusätzlich erwärmt und behält daher ihre meist hohe relative Luftfeuchtigkeit. Sind die zusätzlichen Wasserverluste durch Schwitzen hier nicht allzu groß, ist der Wasserbedarf des Körpers daher bei kalten Umgebungsbedingungen höher.

Eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit ist für die Atmung nicht förderlich, da der Sauerstoff über die Alveolen dann schlechter in die Blutbahn gelangt. Die Haut benötigt eine hohe Luftfeuchtigkeit, um nicht auszutrocknen, da diese eng mit der Hautfeuchtigkeit gekoppelt ist. Besonders Schleimhäute sind für Austrocknen anfällig, da sie nur über einen geringen Verdunstungsschutz verfügen und auf ihre hohe Feuchtigkeit zur Erhaltung ihrer Funktionen angewiesen sind. So kann eine geringe Feuchtigkeit der Nasenschleimhaut ein erhöhtes Auftreten von Nasenbluten zur Folge haben. Generell wird dabei auch die Immunabwehr der Haut geschwächt (erhöhtes Erkältungsrisiko) und deren Fähigkeit zum Stoffaustausch herabgesetzt, wovon besonders die Mundschleimhaut betroffen ist. Auch die Anfälligkeit für Hautreizungen bzw. -rötungen oder gar Hautentzündungen wird durch eine geringe Luftfeuchtigkeit erhöht. Wenn diese Entzündungen nur in bestimmten Räumen oder Gebäuden auftreten ist dies in der Regel auf eine zusätzliche Belastung der Raumluft mit Schadstoffen (z. B. Feinstaub, Lösungsmittel, Formaldehyd usw.) zurückzuführen.

Bei der Durchführung von Inhalationsnarkosen ist die Anfeuchtung des inhalierten Gasgemisches sehr wichtig, da die zur Anwendung kommenden medizinischen Gase wasserfrei gelagert werden und andernfalls die auftretenden Verdunstungseffekte in der Lunge des Patienten Auskühlungserscheinungen ( Verdunstungskälte ) und eine gewisse Austrocknung bewirken würden. [18]

Gesundheitliche Risiken bei zu hoher Luftfeuchtigkeit

Eine hohe relative Luftfeuchtigkeit behindert hingegen die Regulation der Körpertemperatur durch das Schwitzen und wird daher schnell als schwül empfunden. Trotz höherer Temperaturen können daher sehr heiße Wüsten oft wesentlich leichter durch den Organismus verkraftet werden (vorausgesetzt er leidet nicht unter Austrocknung) als Regenwälder mit einer hohen Luftfeuchtigkeit und vergleichsweise gemäßigten Temperaturen. Die Auswirkung der Luftfeuchtigkeit auf die gefühlte Temperatur wird durch den Humidex beschrieben, wobei der grundsätzliche Zusammenhang zwischen einer steigenden Luftfeuchtigkeit und einer steigenden gefühlten Temperatur auch für niedrige Werte der Luftfeuchtigkeit gilt und somit beispielsweise zur Reduzierung der Zimmertemperatur und damit des Heizaufwandes herangezogen werden kann. [19]

Land- und Forstwirtschaft

Sauerländer Wald im Nebel

In der Landwirtschaft besteht bei einer zu niedrigen Luftfeuchtigkeit die Gefahr einer Austrocknung der Felder und der angebauten Pflanzen und damit einer Missernte . Durch die Erhöhung des Dampfdruckgradienten zwischen Blattoberfläche und Atmosphäre wird den Pflanzen dabei Feuchtigkeit entzogen (siehe Abschnitt Biologie), insbesondere wenn ihre Spaltöffnungen am Tag geöffnet sind und sie nur über einen geringen Verdunstungsschutz verfügen, was bei vielen heimischen Pflanzen (C-3-Pflanzen), der Fall ist. Die Pflanzen erhöhen dadurch die Austrocknung des Bodens, andererseits schützen sie ihn vor direkter Sonneneinstrahlung und Erwärmung und fördern durch ihre Wurzeln Wasser aus tieferen Schichten an die Oberfläche. Viele Moor- und Sumpfpflanzen verfügen über einen Regelmechanismus, der die Verdunstungsrate bei beginnender Austrocknung senkt.

Die Wasserbilanz wird beim Freilandanbau wesentlich auch durch nächtlichen Tau verbessert – Pflanzen betauen eher als unbedeckter Erdboden, da sie sich nachts durch Wärmeabstrahlung schneller abkühlen als unbedeckter Boden mit seiner höheren Wärmekapazität . [20]

Doch auch in der Forstwirtschaft und der holzverarbeitenden Industrie spielt die Luftfeuchtigkeit eine Rolle. Frisch geschlagenes Holz verfügt über eine hohe Eigenfeuchtigkeit, sie ist bei im Winter geschlagenem Holz geringer. Diese Holzfeuchtigkeit sinkt in der Zeit der Ablagerung ab und gleicht sich an die Luftfeuchtigkeit an. Wird zu frisches Holz verarbeitet, schwindet und verzieht es sich. Die Änderung der Holzfeuchtigkeit aufgrund wechselnder Luftfeuchtigkeit führt auch bei abgelagertem Holz zu sich ändernden Maßen des Holzes quer zur Faser und ist von großer Wichtigkeit für alle holzverarbeitenden Gewerbe und Industrien. Bei der Lagerung frischen Holzes in Sägewerken werden oft Sprinkleranlagen eingesetzt, um das Holz langsamer zu trocknen und so Schwindungsrisse zu vermeiden.

Auch abgelagertes Holz ( Bretter , Kanthölzer und Balken ) wird so gelagert, dass es von Luft umströmt wird und durch sein Eigengewicht parallel fixiert ist. Das soll garantieren, dass sich das Holz nicht verzieht oder gar fault . Beim Verlegen von Dielen- und Parkettfußböden muss beachtet werden, dass sich das Holz aufgrund seiner Hygroskopizität der Umgebungsfeuchtigkeit anpasst. Unterhalb des Fasersättigungsbereiches führt dies zur Quellung oder Schwindung des Holzes. Aus diesem Grund werden auch Holzfässer bei Nichtbenutzung undicht. [21]

Lagerhaltung und Produktion

Ein vorbereiteter Humidor mit Hygrometer

In der Lagerhaltung von Lebensmitteln ist die Luftfeuchtigkeit sehr wichtig zur Steuerung der Genussreife , vor allem bei Lagerobst . Auch Korrosion kann durch eine hohe Luftfeuchtigkeit begünstigt werden, besonders über den indirekten Effekt der gesteigerten Taubildung, und muss daher bei Lagerung und Transport feuchtigkeitsempfindlicher Güter berücksichtigt werden. Beispiele, die bestimmte Luftfeuchtigkeit erfordern, sind Chemikalien , Zigarren (Humidor), Wein (Korken), Salami , Holz , Kunstwerke , Bücher und optische oder elektronische Baugruppen und Bauteile, zum Beispiel integrierte Schaltkreise . Die Luftfeuchtigkeit muss zur Einhaltung bestimmter Raumklimata in Lagerräumen , Museen , Archiven , Büchereien , Laboren , Rechenzentren und industriellen Produktionsanlagen ( Mikroelektronik -Fertigung) überwacht oder gesteuert werden.

Beim Gütertransport in wetterisolierten Containern oder auch verschweißten Kunststoffbeuteln kann sich Kondenswasser und Betauung bilden, wenn die Luft im Inneren beim Sinken der Temperatur unter den Taupunkt gelangt, zum Beispiel beim Transport aus tropischen in kältere Gebiete. In Folienverpackungen feuchtigkeitsempfindlicher Güter werden daher Beutel mit Silicagel oder Zeolithe gegeben, die die Feuchtigkeit puffern. Feuchtigkeitsindikatoren dienen dazu, die Feuchtigkeitswerte in den Verpackungen während des Transports zu kontrollieren. Feuchtigkeitsempfindliche Geräte wie z. B. in der Elektronik und Optik müssen nach Lagerung bei geringen Temperaturen zunächst temperieren, bevor deren Verpackung geöffnet wird. Ansonsten bildet sich an und in den Geräten Kondenswasser, was insbesondere beim sofortigen Betreiben der betauten Geräte zum Ausfall führen kann. [22] [23]

Außenwände von Gebäuden

Gerät zur Messung von Luftfeuchtigkeit

In der Bauphysik spielt der Taupunkt in Form der Taupunktebene eine wichtige Rolle. Unter dieser versteht man diejenige Fläche innerhalb des Mauerwerks oder der Wärmedämmung an der Außenwand eines Gebäudes, ab welcher es zur Kondensation kommen kann. Hintergrund ist, dass warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als kalte Luft. Bewegt sich warme und mit Feuchtigkeit angereicherte Luft durch Diffusion oder Konvektion innerhalb der Außenwand oder Dämmschicht vom wärmeren zum kälteren Ort (im Winter meist von innen nach außen), so kommt es zur Bildung flüssigen Wassers, sobald der Taupunkt unterschritten wird. Hieraus ergeben sich Gefahren gesundheitsgefährdender Schimmelbildung oder die Dämmschichten versagen aufgrund der Wasseraufnahme (bessere Wärmeleitung ) oder durch Frostsprengung (bezüglich "Diffusion" und "diffusionsoffene Baustoffe" siehe Atmende Wand ).

Gegenmaßnahmen bestehen folglich darin, eine Taupunktunterschreitung durch geeignete Baumaterialien oder andere Maßnahmen zu vermeiden. Die Wärmedämmung sollte daher möglichst an der Außenseite der Wand angebracht werden und ihrerseits nach außen diffusionsoffen sein, sodass sie Wasser an die trockene Außenluft abgeben kann. Ist dies nicht möglich (zum Beispiel bei Innendämmung), muss die Wärmedämmschicht nach innen mit einer Dampfsperre (geschlossene Folie, keine Wasserdiffusion möglich) oder Dampfbremse (Wasserdiffusion ist eingeschränkt möglich) versehen sein, um das Eindringen feuchter Raumluft in die Wärmedämmschicht zu verhindern. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn das Mauerwerk, zum Beispiel durch einen Außenanstrich, ein geringes Diffusionsvermögen aufweist. [24]

Daneben kann eine Dämmschicht auch von außen vernässt werden. Tau oder andere Niederschläge können (beispielsweise in den Fugen aufgeklebter Klinker verblender ) bei Spannungsrissen oder Schwindrissen kapillar eingesaugt werden. Ist die Grenzfläche der Wärmedämmung zur Außenluft dann flüssigkeits- oder dampfdicht und fehlt eine Hinterlüftung , kann eingedrungene Feuchte nicht mehr abtrocknen und der Dämmstoff vernässt flächig und irreversibel (siehe dazu auch Feuchtigkeit#Feuchte in Gebäudebauteilen )

Die Wirksamkeit der Hinterlüftung zur Austrocknung hängt vom Feuchtegehalt der einströmenden Zuluft ab. Hohe Luftfeuchtigkeit und niedrige Oberflächentemperaturen der Bauteile können Tauwasserbildung in der Hinterlüftungsebene bewirken und so eine weitere Durchfeuchtung auslösen. [25]

In der Winterperiode – in diesem Zusammenhang oft als Tauperiode bezeichnet – sind die Temperatur und der Wasserdampfdruck im Inneren höher als außen. Die Außenwand weist daher für beide Werte ein Gefälle nach außen auf. Dieses ist jedoch selbst bei einer homogenen Außenwand nicht gleich, da deren zeitabhängige Speicherwirkung für Wärme und Wasserdampf unterschiedlich ist und sich auch die Temperaturen und Dampfdrücke im Zeitablauf unterschiedlich ändern. Bei inhomogenen Wänden kommt hinzu, dass das Gefälle in den einzelnen Materialien unterschiedlich ist. So hat eine Dampfsperrfolie zum Beispiel ein großes Dampfdruckgefälle, hingegen kaum ein Temperaturgefälle. Bei Dämmstoffen ist es oft umgekehrt, hier ist das Gefälle des Wasserdampfdrucks klein, aber das Temperaturgefälle hoch. Kondensation tritt immer dann ein, wenn die relative Luftfeuchtigkeit örtlich vorübergehend oder (zum Beispiel im Winter) dauernd 100 % überschreitet.

Die Kondenswasserbildung kann auch durch Baustoffe mit hoher Wasserdampfdurchlässigkeit und/oder einem hohen Wasseraufnahmevermögen (Pufferung) bei gleichzeitig geringer Wärmeleitfähigkeit verhindert werden. Beispiele sind Stroh/Lehm oder Holz. Hierbei kann oft auf Dampfsperren verzichtet werden.

Das sachgemäße Belüften von Wohnräumen (insbesondere bei Sanierungen mit Außenanstrich, unsachgemäß angebrachten Dampfsperren und abgedichteten Fenstern) hat einen großen Einfluss auf die Vermeidung von Schimmelbildung. [26]

Siehe auch: Niedrigenergiehaus , Baubiologie .

Laut dem Architekten und Fachbuchautor Konrad Fischer wären bei Strahlungsheizungen die "Gebäudehüllflächen" durch Wärmestrahlungsaufnahme stets wärmer als die Luft, die Luft würde dort niemals unter den Taupunkt abgekühlt, der Innenputz könne nicht vernässen und es wüchse kein Schimmel; bei Konvektionsheizungen hingegen wäre die Luft stets wärmer als eine Wand, wodurch an einer Wand der Taupunkt unterschritten werden könnte., [27] Fischer übernahm dabei [28] im Wesentlichen die Thesen des Architekten Claus Meier [29] [30] es »kann bei einer strahlungsintensiveren Heizung die Raumlufttemperatur gegenüber den konvektionsoptimierten Heizungen wesentlich gesenkt werden – die Energieeinsparung ist demzufolge eine gewaltige« . [29] Weil die Luftfeuchtigkeit der Innenraumluft (Quellen: Atmung, Verdunstung, Trocknung, Pflanzen etc.) durch Luftaustausch aus Wohnräumen entfernt werden soll, ginge mit dem Luftaustausch bei Konvektionsheizung (bei der die Raumluft erwärmt wird) mehr Energie verloren als bei Körper- oder Wanderwärmung durch Wärmestrahler. Somit wären (nach Fischer) Heizsysteme auf Basis von Wärmestrahlung selbst mit undichten Fenstern effizienter als solche mit Konvektionsheizung samt Wärmedämmung. Unterlassene Luftwechsel der angenehm warmen Luft würden häufig zur Kondensation von Feuchte in Innenräumen und in Folge in Verbindung mit organischen Nährstoffen (aus Bindemitteln, Farbanstrichen, Tapetenklebern, Papiertapeten) zu gravierenden Schwarzschimmel belastungen führen.

Luft- und Raumfahrt

In der Luftfahrt besteht die Gefahr des Vereisens von Tragflächen und Leitwerk durch die Resublimation des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes. Dieser Effekt kann die Flugfähigkeit binnen kürzester Zeit sehr stark einschränken und ist für zahlreiche Unfälle verantwortlich. Entgegengewirkt wird diesem Vorgang durch Enteisungsanlagen, welche die kritischen Bereiche (zum Beispiel Tragflächenvorderkante) beheizen, um Eisansatz zu verhindern. [31]

Eine preisgünstigere Methode besteht darin, die Tragflächenvorderkante mit einer Haut aus Gummi zu überziehen und stoßweise Druckluft zwischen die Gummihaut und die Tragfläche zu pressen. Die Haut wölbt sich und durch die Verformung wird das starre Eis abgesprengt. Diese Methode birgt allerdings ein gewisses Risiko. Ist der entstandene Eispanzer zum Zeitpunkt der Auslösung der Druckluft-Enteisung noch dünn, wird er durch die Gummihaut lediglich gewölbt, aber nicht gesprengt. In der Folge lagert sich weiteres Eis an, die erneute Auslösung der Enteisung bleibt ergebnislos. Um diesem Risiko entgegenzuwirken warten Piloten oft mit der Betätigung der Enteisung, bis sie der Ansicht sind, dass diese auch den tatsächlich gewünschten Effekt zu erzielen vermag.

In der Raumfahrt kommt es bei Raketenstarts zu ähnlichen durch niedrige Außentemperaturen bedingten Problemen. Startfenster werden daher auch nach meteorologischen Gesichtspunkten gewählt und Starts notfalls abgebrochen. Die Nichtbeachtung dieses Grundsatzes kann zum Absturz führen.

Atemschutz

Die Luftfeuchte ist eine wichtige Kenngröße beim Füllen von Druckluftflaschen von z. B. Pressluftatmern. Dafür wird die Luftfeuchtigkeit nach DIN EN 12021 „Druckluft für Atemschutzgeräte“ als maximaler Wassergehalt der in Druckluftflaschen gelagerten Luft und der am Ausgang des Kompressors gemessenen Luft, also die absolute Luftfeuchtigkeit a, d oder f, vorgegeben.

Nach DIN EN 12021 Druckluft für Atemschutzgeräte darf der Wassergehalt in Druckluftflaschen maximal betragen:

  • bei 200 bar Nenndruck: 50 mg/m 3
  • bei 300 bar Nenndruck: 35 mg/m 3

Die absolute Luftfeuchtigkeit der vom Kompressor gelieferten Luft zum Füllen von 200-bar- oder 300-bar-Druckluftflaschen sollte 25 mg/m 3 nicht überschreiten. Die Luftfeuchte wird im Atemschutz mit Prüfröhrchenmessgeräten gemessen. Die Maßeinheit bezieht sich jeweils auf auf Atmosphärendruck entspannte Luft. [32]

Wärmeaustausch

An Wärmetauschern und kalten Rohrleitungen, die kälter als die Umgebungsluft sind, kann Kondensation von Luftfeuchtigkeit und bei Unterschreiten des Gefrierpunkts auch Vereisung auftreten.

Im Inneren eines Kühlschranks, der daher in der Regel knapp über dem Gefrierpunkt betrieben wird, tritt daher Kondenswasser auf. Ehemals (um 1960/1975) bildete die – einzige – Kühlfläche als horizontale Ebene aus eloxiertem Aluminium den Boden des Gefrierfachs und lag so etwas abgeschirmt über dem Kühlraum. Die Kühlfläche vereiste mit der aus der Raumluft, und aus wasserhältigen Nahrungsmitteln kommenden Luftfeuchtigkeit und musste daher etwa wöchentlich abgetaut werden. Das Eis schmolz dann und tropfte entweder in eine ständig im Kühlschrank eingeschobene Vorrichtung aus dach- und kanalförmigen Stegen in eine Auffangwanne, die händisch herauszuziehen und zu leeren war. Spätere, nicht mehr mit Glaswolle, sondern durch Ausschäumen besser isolierte Geräte, hatten eine durchgehende Wanne aus Kunststoff mit einem im Kühlraum hintenliegenden Ablaufstutzen, dessen Stoppel zum Abtauen geöffnet wird, um das Tauwasser in ein daruntergestelles Gefäß anzulassen. Seit etwa 1980 bildet die rückseitige nahtlos aus geblasenem Kunststoff gebildete Rückwand die Kühlfläche des Kühlraums. Hier kondensiertes Wasser – eventuell während einer Kühlphase vorübergehend gefroren – rinnt nach unten ab in eine eingeformte Rille und weiter durch einen stets offenen Auslass, in eine Kunststofftasse außen am warmen Kühlaggregat und verdunstet dort. Solche Kühlschränke sind selbstabtauend. Das über mit Magnetleisten gefüllte Kunststoffwulste weitgehend luftdicht und damit fast wasserdampfdicht geschlossene Gefrierfach wird nur selten geöffnet und baut deshalb nur wenig Eis auf einer eigenen Kühlfläche auf, das manuell abgetaut werden muss.

Wenn sommers der Taupunkt von Luft in Kellern von Häusern steigt, kondensiert Luftfeuchte auf dem Rohr einer durchflossenen Trinkwasserleitung.

Eine Reihe von Gasen (Propan, Butan, CO 2 , Lachgas) wird unter Druck verflüssigt in Druckflaschen, Kartuschen oder kleinen Patronen aus Metall vorrätig gehalten. Aus der Gasphase mit ausreichend großer Rate entnommene Mengen werden durch Verdunsten oder Sieden aus der Flüssigphase nachgeliefert, wodurch sich diese abkühlt, was an der Außenseite der aufrecht stehenden Flasche zu flüssiger Kondensation von Luftfeuchte und bei ausreichend niedriger Umgebungstemperatur zu Reifbildung führt, die sichtbar die Spiegelhöhe des Flüssigphase des Inhalts abzeichnet.

Wird nicht speziell entfeuchtete Druckluft aus einem Kessel rasch entlassen, kühl sich die Luft im Strahl beim Entspannen so weit ab, dass mitgerissene Umgebungsluft unter ihren Taupunkt abgekühlt werden kann, sodass sich temporär und lokal ein wenig Nebel bildet. Ein ähnlicher Effekt tritt beim raschen Öffnen eines aufrechten Gefäßes eines Getränks auf, das unter einem gewissen Druck Kohlenstoffdioxid enthält. Wenn das Getränk nicht herausschäumt ist kurz eine kleine Nebelschwade über der Öffnung der Flasche oder Dose sichtbar.

In Trinkgläser kalt eingeschenkte Getränke lassen außen Luftfeuchte kondensieren. Um Tische zu schonen werden Bierdeckel untergelegt. Stielgläser behalten zumeist den Stiel trocken, solange sich der Belag aus feinen Tropfen nicht zu größeren zusammengeballt hat, die abrinnen. Über Stiele von Pilstulpen werden oft Pilsdeckchen gestülpt, die abrinnenden Schaum und Kondenswasser aufsaugen sollen.

An Außenwänden montierte Klimaanlagen lassen im gekühlten Luftstrom Wasser auskondensieren. Geringe Mengen flüssigen Wassers werden so mitunter über kleine Rohre auf den vor einem Geschäftslokal liegenden Gehsteig geleitet.

Entfeuchten und Trocknen von Luft und Stoffen

Entfeuchter bis hinunter zu reisetaschenkleinen Geräten funktionieren durch Abkühlen durchgeblasener Luft bis unter den Taupunkt, Abrinnen des auf den Kühlflächen kondensierten Wassers in ein Sammelgefäß und mehr als Wiedererwärmen der Luft. Typisch wird die Kompressorkältemaschine von einem Elektromotor angetrieben.

Der Einsatz hygroskopischer Stoffe (fest, selten flüssig) empfiehlt sich nur für kleine Luftvolumina. Elektronikgeräten aber auch schimmelanfälligen Lederwaren werden kleine Papiersäckchen von getrocknetem Silicagel beigepackt um Feuchte, die beim Seetransport in Containern durch Kartonverpackungen diffundiert und durch Abkühlen kondensieren kann, bis zu einer gewissen Menge zu binden. Zwischen wasserdampfdichte Lagen von Glas oder Kunststofffolie und ähnlichem wird häufig Seidenpapier oder ähnliches als Zwischenlage gepackt, um den Feuchtigkeitsaustausch zu fördern, um flüssiges Kondenswasser und damit einhergehende Transportvorgänge und Kapillareffekte zu vermeiden.

Im Chemielabor werden Stoffe oft wasserfrei benötigt, um sie ohne Wassergehalt zu verwiegen oder wasserfrei zu verarbeiten. Die Trocknung erfolgt grob an Luft, mehr oder weniger scharf durch Erwärmen eventuell bis zum Glühen. Luftfeuchte bewirkt beim Abkühlen das Wiederaufnehmen von Wasser. Deshalb werden Stoffe in Schalen im Exsikkator neben oder über Trocknungsmitteln gelagert. Der zu trocknende Stoff setzt – bei Raumtemperatur – Wasserdampf als Luftfeuchte frei und z. B. Silikagel, Calciumchlorid oder konzentrierte Schwefelsäure nimmt den Wasserdampf aufgrund höherer Hygroskopizität auf. Das Absaugen von Luft aus dem Exsikkator erfolgt zumeist mit der Wasserstrahlpumpe, dadurch wird das Austreten von Wasserdampf (und anderer Dämpfe) aus der Probe und das Diffundieren des Wasserdampfs zum Trocknungsmittel hin erleichtert. Durch das Erzeugen eines Vakuums von hinunter bis zu etwa 1/100 bar steigt die absolute Luftfeuchtigkeit auf bis zum Hundertfachen an. Wenn nun beispielsweise Wasser mit Umgebungstemperatur (z. B. 20 °C) im Exsikkator als Wasserdampfquelle vorliegt, verändert sich die relative Luftfeuchtigkeit nach Gleichgewichtseinstellung nicht. Denn der Wasserdampfdruck bei 20 °C bewirkt ( ideal betrachtet) unabhängig von nebenbei im selben Volumen vorhandener Luftmoleküle stets eine Sättigung mit Wasserdampf, also 100 % relative Feuchte.

Eine Wasserstrahlpumpe wird zweckmäßig mit kaltem Wasser betrieben, da sie in Richtung Vakuum eine Wasserdampfquelle der Temperatur der Pumpe darstellt. Am Exsikkator wird sie zum Absaugen organischer Dämpfe (z. B. von Lösemitteln) eher nur intermittiert und nicht langdauernd eingesetzt.

Beim Gefriertrocknen wird Gefrorenes, oft Lebensmittel, schonend, weil ohne Erhitzung, im Vakuum getrocknet. Dabei wird verdunstender Wasserdampf im Vakuum angesaugt. Aromastoffe, die weniger flüchtig als Wasser sind oder stärker am Stoff anhaften, bleiben diesem erhalten.

Literatur

  • H. Häckel: Meteorologie. (= UTB. 1338). 4. Auflage. Ulmer Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-8252-1338-2 .
  • E. Zmarsly, W. Kuttler, H. Pethe: Meteorologisch-klimatologisches Grundwissen. Eine Einführung mit Übungen, Aufgaben und Lösungen. Ulmer Verlag, Stuttgart 2002, ISBN 3-8252-2281-0 .
  • P. Hupfer, W. Kuttler: Witterung und Klima. Teubner, Stuttgart/ Leipzig 1998, ISBN 3-322-00255-1 .
  • W. Weischet: Einführung in die Allgemeine Klimatologie. Borntraeger, Berlin 2002, ISBN 3-443-07123-6 .

Weblinks

Wiktionary: Luftfeuchtigkeit – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. a b Julius F. von Hann: Handbuch Der Klimatologie. 1. Auflage. Salzwasser Verlag, 2012, ISBN 978-3-86444-581-1 , S. 44–50.
  2. Jochen Harsch: Schimmel – Ursachen und Zusammenhänge . epubli, Berlin 2014, ISBN 978-3-7375-0741-7 .
  3. Jürgen Schatz, Robert Tammer (Hrsg.): Erste Hilfe – Chemie und Physik für Mediziner. 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 2015, ISBN 978-3-662-44110-7 .
  4. Rainer Müller: Thermodynamik. Vom Tautropfen zum Solarkraftwerk. Walter de Gruyter, Berlin 2014, ISBN 978-3-11-030198-4 .
  5. Alfred Dengler: Waldbau auf ökologischer Grundlage. Ein Lehr- und Handbuch. 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 1944.
  6. SA Bell, SJ Boyes: An Assessment of Experimental Data that Underpin Formulae for Water Vapour Enhancement Factor . National Physical Laboratory, UK, 2001. ( Online-Zugang ).
  7. a b c d DIN 52615: Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Bau- und Dämmstoffen. Berlin 1987.
  8. a b c L. Greenspan: Humidity Fixed Points of Binary Saturated Aqueous Solutions. In: Journal of Research of the National Bureau of Standards – A. Physics and Chemistry. Vol. 81 A, No. 1, Januar-Februar 1977, S. 89–96. ( PDF ; 320 kB).
  9. Friedrich Waidacher: Handbuch der allgemeinen Museologie. 3. Auflage. Böhlau Verlag, Wien/ Köln/ Weimar 1999, ISBN 3-205-99130-3 , S. 396–399.
  10. Réné Du Bois-Reymond: Physiologie des Menschen und der Säugetiere. 4. Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 1920, S. 80–82.
  11. RE Huschke: Glossary of Meteorology. American Meteorological Society, Boston 1959.
  12. J. Rohregger: Methoden zur Bestimmung der Schneefallgrenze. Diplomarbeit. Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien, 2008.
  13. Herbert Maria Ulrich: Handbuch der chemischen Untersuchung der Textilfaserstoffe. Erster Band, Springer Verlag, Wien 1954.
  14. a b c Fachverband Gebäude-Klima e. V.: Raumluftfeuchte . S. 4.
  15. Eine angenehme Luftfeuchtigkeit fördert die Gesundheit . wallstreet-online.de Ratgeber. Abgerufen am 31. Januar 2011.
  16. Gesunde Luftfeuchtigkeit . Deutsches Grünes Kreuz – Umwelt und Gesundheit. Abgerufen am 31. Januar 2011.
  17. Klima im Büro , Ergo Online, abgerufen am 31. Januar 2011.
  18. W. Petro (Hrsg.): Pneumologische Prävention und Rehabilitation. 2. Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 2000, ISBN 3-642-64112-1 .
  19. Wolfgang Oczenski (Hrsg.): Atmen – Atemhilfen. Atemphysiologie und Beatmungstechnik. 8., überarbeitete Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-13-137698-5 .
  20. Josias Braun-Blanquet: Pflanzensoziologie. Grundzüge der Vegetationskunde. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 1928.
  21. Bernd Wittchen, Elmar Josten, Thomas Reiche: Holzfachkunde. 4. Auflage. Teubner Verlag, Wiesbaden 2006, ISBN 3-519-35911-1 .
  22. Ökotrophologie 2 . 1. Auflage, Verlag Neuer Merkur, München 2005, ISBN 3-937346-03-1 .
  23. Johann Hamdorf, Heribert Keweloh: Managementsysteme für die Lebensmittelsicherheit. DIN EN ISO 22000 in der Praxis. 1. Auflage. Beuth Verlag, Berlin 2009, ISBN 978-3-410-16826-3 , S. 16–17.
  24. Horst Bieberstein: Schimmelpilz in Wohnräumen – was tun. 3. Auflage. Bieberstein Alpha und Omega Verlag, Stuttgart 1995, ISBN 3-927656-06-2 .
  25. Kain, G., Idam, F., Federspiel, F., Réh, R., Krišťák, L., Suitability of Wooden Shingles for Ventilated Roofs: An Evaluation of Ventilation Efficiency", in: Applied Sciences (2020) [1]
  26. Michael Köneke: Schimmel im Haus erkennen – vermeiden – bekämpfen. 3., überarbeitete Auflage. Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-8167-7295-8 , S. 17–18.
  27. Prof. Meiers kontroverse Beiträge zum Energiesparen 5
  28. Konrad Fischer: Die Temperierung der Gebäude-Hüllflächen 21
  29. a b Meier, C.: Praxis-Ratgeber zur Denkmalpflege Nr. 7, Altbau und Wärmeschutz - 13 Fragen und Antworten. Informationsschriften der Deutschen Burgenvereinigung eV, Marksburg, Braubach,1999; zitiert bei Die Temperierung der Gebäude-Hüllflächen 21 .
  30. Prof. Dr.-Ing. habil. Claus Meier: Dämmen wir uns in die Sackgasse? Wärmeschutz und Energieeinsparverordnung. Widersprüchliches und Absurdes , Vortrag anlässlich der Backsteintage 2001, 30./31.01.2001 in Hildesheim/Westerstede, (PDF-Datei)
  31. Niels Klußmann, Arnim Malik: Lexikon der Luftfahrt . Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg 2004, ISBN 3-540-20556-X .
  32. Druckluft für Atemschutzgeräte atemschutzlexikon.de, abgerufen am 16. März 2017.