相對濕度——如何定義和計算?

　　掌握濕度參數的第一步是要理解水蒸氣分壓。我們將在海邊的沙灘上畫(huà)一個(gè)邊長(cháng)一米的正方形，并以此開(kāi)始我們的旅程?，F在，想象一下一個(gè)質(zhì)量為10,300 kg的空氣柱穿過(guò)大氣層進(jìn)入太空。這一氣團會(huì )產(chǎn)生力量相當于101,325牛頓/平方米的靜壓。

　　這定義了壓強單位帕斯卡[Pa]：牛頓/平方米。這種方式計算出的是總的氣體壓強。我們呼吸的空氣是混合氣體，主要成分為氮氣(N2)、氧氣(O2)、水蒸氣(H2O)、氬氣(Ar)和二氧化碳(CO2)等。這些成分可以通過(guò)道爾頓分壓定律表示：

　　這些成分中，濃度變化最大的是水蒸氣，它是影響天氣和氣候、眾多工業(yè)過(guò)程和我們日常生活其他方面的重要因素。

　　地球上自然界中水以三種不同的形式存在：冰、水和氣體。氣態(tài)水的最大值是受溫度影響的：溫度越高，水蒸氣的分壓越高，這意味著(zhù)空氣中溶解水的含量也越高。特定溫度下的最大水蒸氣壓被稱(chēng)為飽和水蒸氣壓。水蒸氣壓不會(huì )超過(guò)這一限值，要證明此事實(shí)，簡(jiǎn)單的方式就是看看天空中的云。達到飽和水蒸氣壓并且環(huán)境無(wú)法再將水維持在氣態(tài)時(shí)，便會(huì )形成云，這意味著(zhù)其中一些氣態(tài)水凝結成了小水滴，這些小水滴可能最終會(huì )以雨水的形式落下。

　　相對濕度(RH)這一概念是指在相同的溫度條件下，水蒸氣的實(shí)際含量相對于水蒸氣達到飽和時(shí)的含量的百分比。當出現降雨時(shí)，云中的相對濕度顯然為100%RH，此時(shí)雨滴形成。盡管在過(guò)去幾年中，可用的儀器儀表和技術(shù)得到了顯著(zhù)發(fā)展，但天氣有時(shí)仍然會(huì )超出我們的預料。我們人類(lèi)試圖控制環(huán)境，這使得我們在技術(shù)側面和工業(yè)領(lǐng)域取得了長(cháng)足發(fā)展。我們可以按需創(chuàng )造出受控的環(huán)境，無(wú)論是用于干燥衣物還是用于通過(guò)高度敏感的原材料開(kāi)發(fā)高技術(shù)。

　　潮濕的棉襯衫、用于生產(chǎn)鋰電池的導電鹽和HUMICAP®薄膜聚合物傳感器之間存在哪些共同點(diǎn)？答案是，它們都是吸濕材料，可吸收周?chē)h(huán)境中的水分子，直至達到平衡狀態(tài)。在這里，相對濕度發(fā)揮著(zhù)重要作用，因為材料的平衡含水率與相對濕度水平密切相關(guān)。幸運的是，我可以相信我的手機電池是在受控環(huán)境下生產(chǎn)的，電池受到保護，可以耐受偶發(fā)的液體潑灑。在雨中變得潮濕的棉襯衫又是怎么一回事呢？下雨時(shí)，襯衫無(wú)法干透，即使做好防雨措施也是如此。但如果我將襯衫放進(jìn)干衣機，就可以提高干燥速度。為什么襯衫在高溫下干得更快？干衣機內的濕度更低嗎？簡(jiǎn)而言之，溫度升高后，空氣相對來(lái)說(shuō)會(huì )更干燥。這意味著(zhù)干衣機內的相對濕度降低了，棉襯衫會(huì )傾向于與周?chē)h(huán)境達到平衡狀態(tài)，最終會(huì )變得更加干燥。