جدول رطوبت نسبی: جدولی که با استفاده از دمای دماسنج خشک و مرطوب، رطوبت نسبی را نشان می‌دهد

جدول رطوبت نسبی: رمزگشایی رطوبت هوا

رطوبت نسبی دقیقاً چیست؟

هوا مانند یک اسفنج نامرئی می‌ماند که می‌تواند بخار آب را در خود نگه دارد. اما هر اسفنجی یک حد ظرفیت دارد. رطوبت نسبی در واقع نشان می‌دهد که این «اسفنج هوا» در یک دمای مشخص، تا چه اندازه از ظرفیت خود پر شده است. این مقدار به صورت درصد بیان می‌شود. برای مثال، رطوبت نسبی 50% به این معناست که هوا در آن دما، نیمی از بخار آبی که می‌تواند در خود نگه دارد را دربرگرفته است. اگر رطوبت نسبی به 100% برسد، هوا کاملاً از بخار آب اشباع شده و معمولاً شاهد تشکیل ابر، مه یا شبنم خواهیم بود.

یک نکته کلیدی اینجاست: ظرفیت هوا برای نگهداری بخار آب، وابسته به دما است. هوای گرم می‌تواند بخار آب بسیار بیشتری نسبت به هوای سرد در خود جای دهد. به همین دلیل است که یک روز گرم تابستانی با رطوبت نسبی 70% می‌تواند بسیار خفقان‌آورتر از یک روز خنک پاییزی با همان رطوبت نسبی باشد، چون در روز گرم، مقدار مطلق بخار آب موجود در هوا بسیار بیشتر است.

سایکرومتر: ابزاری ساده برای اندازه‌گیری غیرمستقیم

برای اندازه‌گیری مستقیم مقدار بخار آب در هوا به حسگرهای پیچیده‌ای نیاز است. اما یک روش هوشمندانه و غیرمستقیم، استفاده از دو دماسنج جیوه‌ای یا الکلی معمولی است که کنار هم قرار گرفته‌اند. این وسیله سایکرومتر نام دارد.

اصل کار بر پایهٔ تبخیر است. آب از روی فتیلهٔ مرطوب تبخیر می‌شود و برای این تبخیر به انرژی (گرما) نیاز دارد. این گرما از حباب دماسنج مرطوب گرفته می‌شود و در نتیجه، دمای آن پایین می‌آید. هرچه هوا خشک‌تر باشد، سرعت تبخیر بیشتر است و دمای دماسنج مرطوب ($T_w$) نسبت به دماسنج خشک ($T_d$) کمتر می‌شود. اگر هوا کاملاً اشباع باشد (رطوبت نسبی 100%)، تبخیر رخ نمی‌دهد و دو دماسنج دمای یکسانی را نشان خواهند داد.

بنابراین، کلید پیدا کردن رطوبت نسبی، اختلاف بین این دو دما است که به آن اختلاف دمای خشک و مرطوب³ می‌گوییم: $\Delta T = T_d - T_w$.

چگونه از جدول رطوبت نسبی استفاده کنیم؟

حال که دو دمای $T_d$ و $T_w$ را داریم، نوبت به استفاده از یک جدول رطوبت نسبی یا جدول سایکرومتریک ساده می‌رسد. این جدول یک ماشین‌حساب گرافیکی است که رطوبت نسبی را بر اساس این دو ورودی به ما می‌دهد.

فرض کنید دمای دماسنج خشک ($T_d$) 24 درجه سانتی‌گراد و دمای دماسنج مرطوب ($T_w$) 18 درجه سانتی‌گراد است. مراحل کار به این صورت است:

1. در ستون عمودی سمت چپ یا راست جدول (بسته به طراحی)، دمای خشک ($T_d$) را پیدا کنید. به سطر مربوط به 24 درجه بروید.
2. در ردیف بالایی یا پایینی جدول، اختلاف دما ($\Delta T$) را پیدا کنید. اختلاف دما در مثال ما: 24 - 18 = 6 درجه.
3. از نقطه تقاطع این سطر و ستون، عدد مربوطه که نشان‌دهنده رطوبت نسبی بر حسب درصد است را بخوانید.

در مثال ما، با دنبال کردن سطر دمای خشک 24 و ستون اختلاف 6، به خانه‌ای می‌رسیم که عدد 52% را نشان می‌دهد. این یعنی رطوبت نسبی هوا در آن شرایط 52% است. می‌بینید که چگونه تنها با خواندن دو عدد از دماسنج، مقدار مهمی مانند رطوبت نسبی را از روی جدول استخراج کردیم.

ساخت یک سایکرومتر ساده و آزمایش عملی

شما می‌توانید برای درک بهتر، یک سایکرومتر ساده در خانه یا مدرسه بسازید. به دو دماسنج الکلی (یکسان)، یک تکه پارچه نخی تمیز (مثل نخ لنگه) و یک ریسمان برای بستن نیاز دارید. پارچه را با آب شیر خیس کنید و دور حباب یکی از دماسنج‌ها بپیچید و با ریسمان آن را محکم (اما نه خیلی سفت) ببندید. دماسنج دیگر را دست نخورده کنار آن قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که هر دو دماسنج در سایه و دور از باد مستقیم کولر یا بخاری قرار دارند. پس از حدود 5 دقیقه، دماهای $T_d$ و $T_w$ را بخوانید و با استفاده از جدولی شبیه به بالا، رطوبت نسبی اتاق را محاسبه کنید.

مثال: در یک روز پاییزی در حیاط مدرسه، دانش‌آموزان دمای خشک را 18 درجه و دمای مرطوب را 15 درجه اندازه گرفتند. اختلاف دما 3 درجه شد. با مراجعه به جدول کامل‌تر (که سطر 18 را دارد)، متوجه شدند رطوبت نسبی حدود 71% است که نشان می‌دهد هوا نسبتاً مرطوب است.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹رطوبت نسبی (Relative Humidity - RH): نسبت فشار جزئی بخار آب موجود در هوا به فشار بخار آب اشباع در همان دما، بیان شده به صورت درصد.
²سایکرومتر (Psychrometer): وسیله‌ای متشکل از دو دماسنج (یکی خشک و یکی مرطوب) برای تعیین رطوبت نسبی هوا.
³اختلاف دمای خشک و مرطوب (Wet-Bulb Depression): تفاوت بین دمای خوانده شده از دماسنج خشک و دماسنج مرطوب.