Tìm hiểu về độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối và điểm sương

Chúng ta vẫn thường sử dụng các đồng hồ đo nhiệt độ và độ ẩm để kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, nhiệt độ độ ẩm điểm sương, độ ẩm tương đối - tuyệt đối... Vậy chúng có ý nghĩa gì?  Hãy cùng THB Việt Nam tìm hiểu cụ thể trong bài viết này nhé.

Độ ẩm tuyệt đối là gì?

Độ ẩm tuyệt đối là thuật ngữ được dùng để mô tả lượng hơi nước tồn tại trong một thể tích hỗn hợp dạng khí nhất định. Các đơn vị phổ biến nhất dùng để tính độ ẩm tuyệt đối là gam trên mét khối (g/m³), tất nhiên điều này không có nghĩa là ta không được thay thế chúng bằng các đơn vị đo khối lượng hoặc đo thể tích khác. Pounds trên foot khối là đơn vị dùng phổ biến ở Mỹ, và thậm chí đôi khi người ta còn sử dụng lẫn các đơn vị của hệ đo lường Anh và metric với nhau.

Nếu tất cả nước trong một mét khối không khí được cô đọng lại trong một vật chứa, ta có thể đem cân vật chứa đó để xác định độ ẩm tuyệt đối. Độ ẩm tuyệt đối được định nghĩa bằng tỷ số giữa khối lượng hơi nước (thường được tính bằng gam) trên thể tích của một hỗn hợp không khí nào đó (thường được tính bằng m³). Công thức tính độ ẩm tuyệt đối như sau

Trong đó:

• AH là độ ẩm tuyệt đối của thể tích không khí được xét;
• m_(H2O) là khối lượng hơi nước chứa trong hỗn hợp khí; và
• V_(mixture) là thể tích hỗn hợp khí có chứa lượng hơi nước đó.

Chú ý rằng, độ ẩm tuyệt đối thay đổi khi áp suất không khí thay đổi. Điều này rất bất tiện cho các tính toán hóa học kỹ thuật (ví dụ cho máy sấy quần áo, do nhiệt độ của nó có thể thay đổi đáng kể). Vì nguyên nhân này, độ ẩm tuyệt đối thường được định nghĩa trong hóa học kỹ thuật như là khối lượng hơi nước trên mỗi đơn vị khối lượng của không khí khô (còn được biết đến với tên gọi khác là tỷ số trộn khối). Điều này giúp việc tính toán cân bằng nhiệt độ là khối lượng rõ ràng hơn. Vì vậy, đại lượng bằng khối lượng nước trên mỗi đơn vị thể tích như trong phương trình trên được đặt tên là độ ẩm thể tích. Biết được nguy cơ dễ gây nhầm lẫn, chuẩn British Standard BS 1339 (sửa đổi năm 2002) đề xuất tránh sử dụng thuật ngữ "độ ẩm tuyệt đối". Cần phải kiểm tra đơn vị cẩn trọng. Đa phần các bảng đo độ ẩm thường dùng đơn vị g/kg hay kg/kg, nhưng chúng đều có thể được thay thế bằng các đơn vị đo khối lượng khác.

Độ ẩm tương đối là gì?

Độ ẩm tương đối là tỷ số của áp suất hơi nước hiện tại của bất kỳ một hỗn hợp khí nào với hơi nước so với áp suất hơi nước bão hòa tính theo đơn vị là %. Định nghĩa khác của độ ẩm tương đối là tỷ số giữa khối lượng nước trên một thể tích hiện tại so với khối lượng nước trên cùng thể tích đó khi hơi nước bão hòa. Khi hơi nước bão hoà, hỗn hợp khí và hơi nước đã đạt đến điểm sương. Các loại máy đo độ ẩm không khí hiện nay được ứng dụng để đo chỉ số này.

Công thức tính độ ẩm tương đối như sau:

Điểm sương (Nhiệt độ điểm sương) là gì?

Điểm sương của một khối không khí, ở áp suất khí quyển cố định, là nhiệt độ mà ở đó thành phần hơi nước trong khối không khí ngưng đọng thành nước lỏng. Nói cách khác, điểm sương là nhiệt độ mà độ ẩm tương đối của khối không khí đạt đến 100%.

Khi điểm sương thấp hơn điểm đóng băng, thì nó gọi là điểm băng giá, thay vì tạo ra sương, nó sẽ tạo ra sương giá hay sương muối do sự ngưng đọng.

Điểm sương không phụ thuộc vào sự hiện diện của ôxy, nitơ hay các chất khí khác hơi nước trong không khí. Sự hình thành của sương có thể xảy ra ở điểm sương ngay cả khi khí duy nhất tồn tại trong hỗn hợp không khí là hơi nước.

Khi nhiệt độ cao hơn điểm sương thì áp suất thành phần của hơi nước tăng lên và nước có thể bay hơi vào không khí.

Điếm sương xác định độ ẩm tương đối. Khi độ ẩm tương đối cao, điểm sương gần với nhiệt độ hiện tại của không khí. Nếu độ ẩm tương đối là 100%, điểm sương sẽ bằng hoặc cao hơn nhiệt độ không khí lúc đó. Nếu độ ẩm tương đối giảm điểm sương sẽ thấp hơn đối với cùng một nhiệt độ của khối không khí.

Nhiều người có cảm thấy khó chịu với điểm sương cao. Những người đã quen với khí hậu lục địa thông thường bắt đầu cảm thấy khó chịu khi điểm sương đạt tới khoảng 15° - 20°C. Phần lớn những người sống trong khu vực này sẽ cho rằng điểm sương trên 21 °C là rất ngột ngạt.

Ý nghĩa của điểm sương là xác định được nhiệt độ điểm sương sẽ giúp người dùng dự báo được tình hình thời tiết cũng như kiểm soát được chất lượng không khí để có biện pháp điều chỉnh phù hợp. Điều này rất có ý nghĩa trong các ứng dụng đời sống: dự báo thời tiết, bảo quản các loại nông sản, ngũ cốc, thực phẩm... bảo vệ sức khỏe.  Hầu hết các nhiệt ẩm kế di động hiện nay đều được tích hợp tính năng này. 

Độ ẩm cực đại

Nếu độ ẩm tuyệt đối của không khí càng cao thì lượng hơi nước có trong 1m3 không khí càng lớn nên áp suất riêng phần p của hơi nước trong không khí càng lớn.
Áp suất này không thể lớn hơn áp suất hơi nước bão hòa po ở cùng nhiệt độ cho trước nên độ ẩm độ ẩm tuyệt đối của không khí ở trạng thái bão hòa hơi nước có giá trị cực đại và được gọi là độ ẩm cực đại A.
Độ ẩm cực đại có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hòa trong không khí tính theo đơn vị g/m3.
Chú ý: độ ẩm cực đại được lấy bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hòa, ví dụ: độ ẩm cực đại ở 28oC là 27,2(g/m3).

Độ ẩm tỉ đối

Độ ẩm tuyệt đối a chưa cho biết không khí ẩm nhiều hay ẩm ít, vì nhiệt độ càng thấp thì hơi nước càng dễ bão hòa và độ ẩm tuyệt đối càng gần độ ẩm cực đại.

Để mô tả mức độ ẩm của không khí ở mỗi nhiệt độ, người ta dùng độ ẩm tỉ đối B.

Độ ẩm tỉ đối f là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a và độ ẩm cực đại A của không khí ở cùng nhiệt độ cho trước:

  Trong khí tượng học, độ ẩm tỉ đối f được tính gần đúng theo công thức:

Ý nghĩa độ ẩm tỉ đối cho ta biết mức độ ẩm của không khí. Không khí càng ẩm thì độ ẩm tỉ đối của nó càng cao.

Những thông tin hữu ích trên đây chắc hẳn đã giúp bạn hiểu hơn về độ ẩm là gì và các loại độ ẩm. Hi vọng những kiến thức này sẽ giúp bạn ứng dụng được nhiều trong cuộc sống: theo dõi thời tiết; bảo quản các loại đồ dùng, máy móc, thiết bị, các loại thực phẩm tốt hơn; ..bảo vệ sức khỏe của bản thân và gia đình, ...