wilgotność

Wilgotność — Wilgotność – wielkość określająca ilość dowolnej cieczy bądź pary tej cieczy zawartej w stałej lub gazowej substancji. Wilgotność jest przeważnie używana do określania zawartości wody bądź pary wodnej w danej substancji.

Wilgotność substancji stałych

Wilgotność substancji stałych definiowana jest jako stosunek masy cieczy (masy wody) zawartej w danej substancji do suchej masy tej substancji (wilgotność bezwzględna, wilgotność właściwa) zgodnie z poniższym wzorem:

Niekiedy do określania wilgotności substancji stałej wykorzystywana jest tzw. wilgotność względna definiowana jako stosunek masy wody zawartej w substancji do całkowitej masy substancji wilgotnej zgodnie z poniższa zależnością:

Ciecz (woda) zawarta w danej substancji może być z nią związana mechanicznie, wskutek działania sił międzycząsteczkowych (adsorpcja) bądź wskutek działania sił osmotycznych; podczas określania wilgotności substancji stałej nie uwzględnia się cząsteczek wody połączonych wiązaniami chemicznymi z cząsteczkami substancji stałej.

Gleba składa się z trzech faz – fazy stałej o masie i objętości oraz fazy ciekłej o masie i objętości i fazy gazowej o objętości wypełniających wolną przestrzeń pomiędzy cząstkami fazy stałej, zajmującą objętość. Źródło: Wikimedia.org

Wilgotność gleby

Gleba jest porowatą strukturą trójfazową, składającą się z fazy stałej (cząstek mineralnych, organicznych i mineralno-organicznych), fazy ciekłej (wody i roztworu glebowego – wody glebowej wraz z rozpuszczonymi w niej związkami mineralnymi i organicznymi) oraz fazy gazowej (powietrza glebowego – mieszaniny gazów i pary wodnej).

Wilgotność wagowa definiowana jest jako stosunek masy wody zwartej w glebie do masy fazy stałej gleby (po wysuszeniu w temperaturze 105°C) wyrażony w procentach wagowych:

Wilgotność objętościowa definiowana jest jako stosunek objętości wody zawartej w glebie do całkowitej objętości gleby (przed wysuszeniem) wyrażony w procentach objętościowych:

Stopień wilgotności definiowany jest jako stosunek objętości wody zawartej w glebie do całkowitej objętości wolnych przestrzeni (porów) w glebie:

Wilgotność gleby określana jest z wykorzystaniem następujących metod:

• metody grawimetrycznej (suszarkowo-wagowej) – zawartość wody w glebie oznacza  się na podstawie różnicy masy próbki gleby przed i po wysuszeniu w temperaturze 105°C;
• metody reflektometrii w domenie czasu TDR (Time Domain Reflectometry) – zawartość wody oznacza się na podstawie pomiaru prędkości rozchodzenia się impulsu elektromagnetycznego w badanej próbce gleby, zależnej od stałej dielektrycznej tej próbki.

Miernik wilgotności gleby, fot. shutterstock

Wilgotność substancji gazowych (powietrza)

Wilgotność substancji gazowych (np. powietrza) definiowana jest jako stosunek masy pary wodnej zawartej w pewnej objętości gazu do objętości tego gazu (wilgotność bezwzględna), jako procentowy stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w danym gazie do prężności pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze (wilgotność względna) oraz jako stosunek masy pary wodnej do masy wilgotnego gazu (wilgotność właściwa).

Wilgotność względna powietrza określa procentową zawartość nasyconej pary wodnej w powietrzu. Definiowana jest jako stosunek aktualnej prężności pary wodnej w powietrzu do maksymalnej prężności nasyconej pary wodnej w tej samej temperaturze:

Wilgotność właściwa powietrza definiowana jest jako stosunek masy pary wodnej do masy wilgotnego powietrza (powietrza wraz z parą wodną)

Wilgotność powietrza określana jest za pomocą higrometrów (wilgotnościomierzy), które w zależności od budowy i metody działania dzielą się na:

• higrometry grawimetryczne (absorpcyjne) – oznaczanie polega na pomiarze ilości pary wodnej pochłoniętej z powietrza przez dany materiał absorbujący;
• higrometry termometryczne – oznaczanie polega się na pomiarze temperatury, np. psychrometry (pomiar ochłodzenia ciała, z którego paruje woda), higrometry punktu rosy (pojawianie się rosy na oziębianej polerowanej powierzchni metalu
• higrometry elektryczne – oznaczanie polega na pomiarze właściwości elektrycznych danego gazu, zależnych od wilgotności, np. higrometry przewodnościowe, higrometry pojemnościowe;
• higrometry higroskopowe – oznaczanie dokonuje się na podstawie zależności danych właściwości materiałów od wilgotności, np. długości włosa lub włókna syntetycznego (higrometry włosowe).

Higrometr wykorzystywany do pomiaru wilgotności względnej powietrza, źródło: Wikimedia.org