温度与湿度的关系.docx

恒温恒湿箱内温度与湿度的关系
恒温恒湿箱通过对温度和湿度的调控保证在一定的温度下，箱内湿度维持在某一范围内，以提供恒温恒湿的环境，通过风机循环，使工作室内部空间的温度和湿度更加均匀分布。
在某一温度下，相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高，它的单位是%。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过相对湿度和温度也可以计算出露点。

居室内一般温度保持在18-22°C为宜，有小孩的可以保持在22-24°C；湿度在50%-60%。
室内湿度过高，空气潮湿，有利于细菌繁殖，同时机体水分蒸发减少，出汗受抑制；室内湿度过低，空气干燥，水分蒸发快，导致呼吸道粘膜干燥，咽痛，口渴。
通风可调节室内温湿度。

温度、湿度与大气压强

初中物理告诉我们：“大气压的变化跟天气有密切的关系．一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高．”对这段叙述，就是老师也往往不易说清，笔者认为，这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题．今谈谈自己的初步认识．

我们通常所称的大气，就是包围在地球周围的整个空气层．它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外，还含有水汽和尘埃．我们把含水汽很少（即湿度小）的空气称“干空气”，而把含水汽较多（即湿度大）的空气称“湿空气”．不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻．其实，干空气的分子量是28.966，而水汽的分子量是18.016，故干空气分子要比水汽分子重．在相同状况下，干空气的密度也比水汽的密度大．水汽的密度仅为干空气密度的62％左右．

应当说，由于大气处于地球周围的一个开放空间，而不存在约束其运动范围的具体疆界，这就使它跟处于密闭容器中的气体不同．对一个盛有空气的密闭容器来说，只要容器中气体未达到饱和状态，那么，当我们向容器中输入水汽的时候，气体的压强必然会增加．而大气的情况则不然．当因自然因素或人为因素使某区域中的大气湿度增大时，则该区域中的“湿空气”分子（包括空气分子和水汽分子）必然要向周围地区扩散．其结果将导致该区域大气中的“干空气”含量比周围地区小，而水汽含量又比周围地区大．这犹如在大豆中掺入棉籽时其混合体密度要小于大豆密度一样，所以该区域的湿空气密度也就小于其它地区的干空气密度．这样，对该区域的一个单位底面积的气柱而言，其重量也就小于其它干空气地区同样的气柱这也就告诉我们，大气压随空气湿度的增大而减小．就阴天与晴天而言，实际上也就是阴天的空气湿度比晴天要大，因而阴天的大气压也就比晴天小．

我们知道，气体分子的“碰撞”是产生气体压强的根本原因．因而对大气压随空气湿度而变化的问题，我们也可以由此作出解释，根据气体分子运动的基本理论，气体分子的平均速率：

则气体分子的平均动量（仅考虑其大小）

由此可见，平均质量大的气体分子，其平均动量也大（有的文献①中所言：“干空气的平均速度也大于湿空气”，是不正确的）．而对相同状况下的于空气与湿空气来说，由于于空气中的气体分子密度及分子的平均质量都比湿空气要大，且干空气分子的平均动量也比湿空气大，因而湿度小的干空气压强也就比湿度大的湿空气大．

当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候，则其压强当然也会增大．而对大气来说情况就不同了．当某一区域的大气温度因某种因素而升高时，必将引起空气体积的膨胀，空气分子势必要向周围地区扩散．温度高，气体分子固然会运动得快些，这将成为促进压强增大的因素．但另一方面，随着温度的升高，气体分子便向周围扩散，则该区域内的气体分子数就要减少，从而形成一个促使压强减小的因素．而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结果．至于这两种因素中哪个起主要作用，我们不妨来看一看大陆及海洋上气压随气温变化的实际情况．我们说，夏季大陆上气温比海洋上高，由于大陆上的空气向海洋上扩散，而使大陆上的气压比海洋上低；冬季大陆气温比海洋上低，由于海洋上空气要向大陆上扩散，又使大陆上气压比海洋上高．而由此可见，在温度变化和分子扩散两个因素中，扩散起着主要的、决定性的作用．应当指出，这里所说的扩散，是指空气的横向流动．因为由空气的纵向流动并不能改变竖直气柱的重量（有的文献②把因温度而产生的气压变化说成是空气沉浮的结果，这是不妥的），因而也就不能改变大气的压强（对重力加速度g因高度变化而产生的影响完全可以忽略）．

由于地球上的大气总量是基本上恒定的．当一个地区的气温增加时，往往伴随着另一个地区温度的降低，这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能．而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低．当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时，南半球却是接受太阳热量最少的严冬．这时，由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低．而由于大气总量基本不变，则此时北半球的气压就低于标准大气压，南半球的气压当然也就会高于标准大气压．同样，空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压．因而，在北半球，冬季的大气压就会比夏季要高．当然，大气压的变化是很复杂的，但对中学课本上的说法作上述解释还是可以的

在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度，%rh表示。总言之，即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。
湿度测量的历史
湿度和温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。湿度计测的历史可以追溯到中国的天秤型(公元前179年)为最早的湿度计测。(温度计测可追溯到记载的希腊时代的温度计。)
绝对湿度（Absolute humidity)
单位体积（1m3）的气体中含有水蒸气的质量（g）。
表示∶D=g/m3
但是,即使水蒸气量相同,由于温度和压力的变化气体体积也要发生变化,即绝对湿度D发生变化。D为容积基准。
相对湿度（Relative humidity）
气体中的水蒸气压（e）与其气体的饱和水蒸气压（ｅs）的比／用百分比表示。
表示∶rh=e/es×100%
但是,温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化,rh也将随之而变化。
饱和水蒸气压（Saturation Vapor Pressure）
气体中所含水蒸气的量是有限度的,达到限度的状态即可称之为饱和,此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。此物理量亦随着温度,压力的变化而变化,并且,0℃以下即使同一湿度,与水共存的饱和水蒸气压（esw）和与冰共存的饱和水蒸气压（esi）的值不同,通常所采用的是与水共存的饱和水蒸气压（esw）。各温度对应的饱和水蒸气压表JIS-Z-8806在卷末记载。
露点（Dew Point）
温度较高的气体其所含水蒸气也较多,将此气冷却后,其所含水蒸气的量即使不发生变化,相对湿度增加,当达到一定温度时相对rh达到100饱和,此时,继续进行冷却的话,其中一部分的水蒸气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度（Dew Point Temperature）。露点在0℃以下结冰时即为霜点（Frost Point）。
不快指数"THI "(temperature humidity index)
不快指数这一术语,流行于表示居住环境,始用于1959年美国气象局。表示为:THI=（乾球温度td＋湿球温度tw）×0.72＋40.6,此数据70～75为半数不快,80以上基本上为全员不快,最近,市场上有不快指数计在得以销售。
实效温度（Effective Temperature）
不快指数是人体可感知的指数的简易表示方式,随着最近空气调和技术的发展,温度,湿度以外,又导入了风速等人间可感知的项目,从而创造了这个术语。与不快指数的差异不大,其变化较为接近。
等价温度（Equivalent-Warmth）
包含实效温度的要素（温度,湿度,气流）以及辐射等4要素的术语。
混合比"X"（humidity mixing ratio)
对于1kg水蒸气以下的空气(干燥空气),包含Xkg比例的水蒸气,其质量的比例X(kg／kg)为混合比,即使温度压力和体积发生变化,只要水蒸气的量不变,其混合比不变。因此,为了便于计算,在工业上将混合比称为绝对湿度来使用。X为重量标准。
空气线图
即表现含有水蒸气的空气(湿气)性质的线图,横轴表示的是热函(I),纵轴表示的是混合比(X),图中的1点所有表示的空气的状态称为状态点,知道了这个状态点,其状态下空气的干球温度,湿球温度,ludian温度,混合比,相对湿度,以及热函即可计算出来。
※ｴ热函（kcal/kg）…干燥空气的显热和水蒸气的显热+潜热的合计。(即湿气的全热量)。
比湿"S"（Specific humidity）
即湿气（1kg）中所含的水蒸气（kg）。kg/kg来表示。
比较湿度"φ"（percentage humidity）
即1kg干气中所含水蒸气量(湿气的绝对X)和同样温度的1kg干气所含饱和水蒸气量(饱和空气的绝对湿度Xs)的比值的100倍。
φ=X/Xs×100%或称为饱和度（Saturation degree）即φ=0为干燥空气,φ=100为饱和空气。
摩尔比（molar humidity）"λ"
即水蒸气压和干气的压力比,即两者的摩尔数的比。
饱差（saturation deficit）
即es-e或Ds-D。在论述水的蒸发,干燥时用。
标准温湿度状态（JIS-8703）
标准湿度状态 １级 ：相对湿度 65±2%rh
标准湿度状态 ２级 ：相对湿度 65±5%rh
标准湿度状态 ３级 ：相对湿度 65±20%rh
通常３级湿度状态为常湿。
标准温湿度状态 １类 ：温度20±1℃　相对湿度 65±2%rh
标准温湿度状态 ２类 ：温度20±2℃　相对湿度 65±2%rh
标准温湿度状态 ３类 ：温度20±2℃　相对湿度 65±5%rh
常温常湿:温度 20±15℃ 相对湿度 65±20%rh
湿（干)球温度（Wet-bulb temperature）"tw"
与外部隔热的系统内气体与液体接触,气体传导给液体一定的热量,其受热液体部分蒸发,气体的温度,湿度以及液温均无变化时的液温(tw℃）为其时的气体状态的湿球温度。即其时的气体温度（t℃）为干球温度（化学工学词典）
断热饱和温度（Adiabatic Saturation temperature）"ts"
空气在断热的状态下与水接触,称为与水温相同的饱和空气。此时的温度为断热饱和温度。
※湿球温度计的湿球感热部的表面的水分进行蒸发夺取潜热,与周围的空气进行热5m/sec以上时即可与断热饱和温度相同。
水分活性（water activity）"Aw"
食品中所含的水分,与自由水区别开来,以结晶水的形态自由吸放。以前计算食品水分含水量的方式是将食品进行干燥比较其重量,最近采用热力学的方法使用自由水和自由度来表示水分活性的观点是比较合理方法,其值为Aw。
显热"kcal/kg’"
随着物体温度的升降,干燥空气1kg所出入的热量/温度相当于○0．24T显热0．24即为干燥空气的重量比热(kcal/kg℃）。
潜热"kcal/kg’"
物体的蒸发,凝聚相互变化时,即使出入的热量/温度的升降发生变化,其出入的热量不变。温度T的水蒸气1kg的潜热（597.3+0.44T）。597.3是蒸气的气化潜热。
热函
即物体的保有热量的总量。
热水分比"μ"
不饱和空气从其他物体(例如其他空气,水,水蒸气等)上得到热和水分时,其空气的热函变化量⊿i和绝对湿度的变化量⊿X的比
μ=⊿i／⊿X
雾气
饱和空气中混有水滴的状态。
含雪空气
饱和空气中混有雪和冰的状态。
比重量"γ"
标准状态(温度0℃、压力760mmHg、重力加速度g=980、665cm/S2）的比重量γ为1.293kg/Nm3。空气中水分的重量约为1～2%。当然,随着湿度压力而变化,空调方面较多以湿气的比1.2kg/m3来计算。
比容积
干燥空气1kg所含湿气的容积。湿比重量的逆数。由此,1/1.2=0.833m3/kg〔DA〕,在此,kg〔DA〕表示的是干燥空气1kg。
比热"Cp"
是指湿气温度变化1℃时热量的变化。
Cp=0.240+0.44χ
此时的Cp：湿气的定压比热〔kcal/kg（DA）・℃〕
　　　χ ：湿气的绝对湿度〔kg/kg（DA）〕
显热比（Sensible heat factor）"SHF"
空气的温度及湿度变化时,针对全热量(热函)变化的显热量比率,即:SHF=(Cp*⊿t)/⊿i
此时Cp：定压比热
　　　⊿i：热函变化量
　　　⊿t：温度变化量
实效湿度（Effective humidity）"E"
冬季连续干燥的时间较长,为防止火灾的发生以及确认木材的干燥度所使用。
E=(1-0.7)H0+0.7H1+(0.7)(0.7)H2+・・・・・・
此时的H0：当日的相对湿度
　 　 H1：前日的相对湿度
　 　H2：前前日的相对湿度力。