العوامل المؤثرة على الرطوبة النسبية
درجة الحرارة
نظام التكييف
مواد البناء
تعريف الرطوبة النسبية
الرطوبة النسبية هي مصطلح يستخدم لتقدير كتلة بخار الماء الموجودة في كتلة معينة من المزيج الغازي أو الهواء بالنسبة إلى كتلة بخار الماء اللازم لتشبع كتلة الهواء نفسها وعند درجة الحرارة نفسها.
تعرف الرطوبة النسبية بأنها كمية بخار الماء الموجودة في الهواء بدرجة حرارة معينة، نسبة إلى الكمية القصوى التي يستطيع الهواء أن حملها بنفس درجة الحرارة، حيث يُعبّر عن الرطوبة النسبية بالنسبة المؤوية. وتتأثر الرطوبة النسبية بشكل مباشر بدرجة الحرارة. وعندما كانت الرطوبة النسبية هي النسبة المئوية لبخار الماء في الهواء، فإن هذه النسبة ستتغيَّر بتغيّر درجة الحرارة.
فمثلاً إذا كان الهواء يستطيع أن يحمل 7،8 غرامات من بخار الماء بدرجة حرارة 5 درجة مئوية، وكانت حرارة الهواء 15 درجة مئوية وهو يحمل نفس الكمية فإن الرطوبة النسبية للهواء بدرجة حرارة 15 درجة مئوية هي 50 تقريباً؛ وذلك لأن الهواء بدرجة حرارة 15 درجة مئوية يستطيع أن يحمل 17 غرام من بخار الماء. ولذلك نرى أن أي تغير في درجة حرارة الهواء مع بقاء كمية بخار الماء في الهواء ثابتة سيغير نسبة بخار الماء في الهواء.
والرطوبة النسبية إمَّا تُحسب رياضياً أو تقاس بالأجهزة. ولحساب نسبة بخار الماء في الهواء نستعمل المعادلة التالية: الرطوبة النسبية = ضغط بخار الماء الفعلي/ ضغط بخار الماء في حالة الاشباع * 100. وهنا لا بُدّ لنا أن نتطرَّق إلى ضغط بخار الماء. ويعرف ضغط بخار الماء في الهواء بأنه كمية الضغط الذي تنتجه كمية بخار الماء الموجودة في الهواء، في حالة الضغط الاعتيادي عند مستوى سطح البحر.
وعندما تكون عدد ذرّات بخار الماء التي تغادر سطح الماء تساوي عدد الذرات التي تعود إلى الماء، فإن التبخر يساوي صفراً، فإن ضغط بخار الماء في هذه الحالة يكون في حالة الاشباع. ويختلف ضغط بخار الماء فوق الماء العذب عنه فوق الماء المالح، حيث يكون ضغط بخار الماء بدرجة حرارة معينة فوق الماء العذب أكبر منه فوق الماء المالح، فإن السبب يعود بأن ملوحة الماء تقلل من ضغط بخار الماء، حيث أن الماء المالح يحتاج إلى طاقة أكبر لتبخير نفس الكمية من الماء العذب.
وإن ضغط بخار الماء يزداد مع ارتفاع الحرارة. مثال على ذلك قياس ضغط بخار الماء في حالة الاشباع فالقيم الناتجة هي في حالة الضغط الجوي الاعتيادي، فيمكن حساب الرطوبة النسبية إذا عُرفت كمية ضغط بخار الماء في الجو. فإذا كان بخار الماء في الجو 10 مليبار ودرجة الحرارة 20 درجة مئوية، فإن العملية تُحل باستعمال القانون. والرطوبة النسبية = 10 /23.37* 100، الرطوبة النسبية = 42.8%.
تقرير عن الرطوبة النسبية
تشير الرطوبة بإختصار إلى وجود بخار الماء في الهواء الجوي. وهناك مصطلحان مهمان يجب معرفتهما عند الحديث عن الرطوبة، وهما “الرطوبة المطلقة” و”الرطوبة النسبية”.
وبداية يجب عليك معرفة ما هي الرطوبة المطلقة لتعرف الرطوبة النسبية.
الرطوبة المطلقة هي كمية بخار الماء مقسومة على كمية الهواء الجاف لحجم معين من الهواء وعند درجة حرارة معينة. وكلما زادت سخونة الهواء، زاد محتواه من بخار الماء. أما الرطوبة النسبية (وهي المصطلح الأكثر شيوعًا) فتعني نسبة الرطوبة المطلقة الحالية إلى أعلى رطوبة مطلقة يمكن بلوغها (والتي تعتمد على درجة حرارة الهواء الحالية). حينما تبلغ الرطوبة النسبية 100%، فهذا يعني أن الهواء صار مشبعًا ببخار الماء وليس بإمكانه حمل المزيد. كما تحتاج الغيوم إلى نفس هذه النسبة لكي تتشكل.
يتأثر البشر برطوبة الهواء، إذ يعتمد الجلد على الهواء لكي يتم التخلص من العرق على شكل بخار ماء، وبالتالي تبريد الجسم والحفاظ على درجة حرارته ضمن المدى المطلوب. لذا في حال كانت الرطوبة النسبية 100%، لن يتبخر العرق في الهواء. وبالنتيجة، سوف نشعر بحرارةٍ أكثر مما هي عليه في الواقع. أما لو كانت الرطوبة النسبية منخفضة، فسنشعر ببرودةٍ أكثر لأن العرق سوف يتبخر بسهولة.
فمثلاً، لو كانت حرارة الهواء 30 درجة مئوية، والرطوبة النسبية 0%، ستبدو لنا حرارة الجو وكأنها 27 درجة. أما لو كانت الحرارة 30 درجة، والرطوبة النسبية 100%، سنشعر بالحرارة وكأنها تبلغ 33 درجة.
وأخيرًا، تقدر الرطوبة النسبية الملائمة لنا بحوالي 45%.
جهاز قياس الرطوبة النسبية
المِرْطاب أو جهاز قياس الرطوبة أو مقياس الرطوبة أو مقياس درجة الرطوبة أو مقياس رطوبة الجو أو هيجروميتر(Hygrometer) هو جهاز لقياس محتوى الرطوبة في بيئة رطبة، أو هوائية. فمن الصعب قياس الرطوبة بدقة. اخترعه العالم البريطاني جون فريدريك دانيال. ومعظم الأجهزة الأخرى تعتمد على قياس بعض الكميات الأخرى مثل درجة الحرارة، والضغط، والكتلة أو التغير الكهربائي أو الميكانيكية في المادة عند امتصاصها للرطوبة. يمكن لهذه الكميات المقاسة وبعد القيام بالعديد من الحسابات الفيزيائية، أو المعايرة باستخدام معيار مرجعي أن نقيس الرطوبة. تستخدم الأجهزة الإلكترونية الحديثة درجة حرارة التكاثف، والتغير في المقاومة الكهربائية، والتغيرات في الاستطاعة الكهربائية لقياس تغير الرطوبة.
مقياس درجة الرطوبة هي الأدوات المستخدمة لقياس الرطوبة النسبية. نموذج بسيط من مقياس الرطوبة هو معروف على وجه التحديد بوصفه psychrometer ويتكون من اثنين من الحرارة، والتي تضم واحدة من جاف بصلة والأخرى التي تشمل لمبة ان يحتفظ الرطب لقياس درجة حرارة مصباح الرطب. انحناء الشعر القديم طريقة أخرى لقياس الرطوبة. استخدام الأجهزة الإلكترونية الحديثة من التكثيف في درجة الحرارة، والتغيرات في المقاومة الكهربائية، والتغيرات في السعة الكهربائية لقياس الرطوبة والتغيرات الجوية.
مقياس الرطوبة المعلق (بسكيرومتر معلق) Sling Psychrometer
أحد أجهزة قياس الرطوبة الجوية النسبية، ويتألف من ميزاني حرارة (جاف، ورطب) معلقين رأسين في كشك الرصد، والتهوية في هذا الجهاز تتم بطريقة يدوية، على عكسس جهاز أسمان الذي تتم التهوية فيه باستعمال مروحة كهربائية صغيرة.
الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة
توجد علاقة عكسية بين إرتفاع الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة، فترتفع الرطوبة النسبية في الصباح الباكر حيث تكون درجة الحرارة منخفضة ويكون الهواء غير قادر على حمل كمية كبيرة من بخار الماء، ولكن عندما ترتفع درجة الحرارة أثناء النهار يصبح الهواء قادرا على حمل كمية أكبر من بخار الماء وبالتالي تقل الرطوبة النسبية. ولما كان الهواء يبرد تحت درجة ضغط محددة وكمية بخار ماء دائمة فإنه يصل إلى درجة حرارة يصبح معها مشبعا، وتسمى درجة الحرارة هذه بإسم نقطة الندى” (Dew point) ، أما إذا قلت درجة الحرارة عن ذلك فإن بخار الماء يبدأ في التكثف وتتكون السحب أو الضباب أو الندى.
قانون الرطوبة النسبية
يمكن تعريف الرطوبة بأنها كمية بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي المحيط بالأرض، وهي من العوامل الرئيسة المتحكمة بالطقس والمناخ والتي يهتم بها علماء الطقس وبتحديد قيمها يومًا بعد يوم، وتحدث الرطوبة من خلال عملية التبخر، حيث ينتقل بخار الماء إلى الجو بفعل الزيادة في درجات الحرارة، ويُساعد بخار الماء في نشوء العمليات الجوية الأخرى كالتكثيف والترسيب، ويمكن أن يتشبّع الهواء ببخار الماء عند درجة حرارة معينة ويُصبح محتواها من بخار الماء عاليًا، فيتم قياس الرطوبة اعتمادًا على نسبة بخار الماء،. يوجد أنواع عديدة من الرطوبة لها مُسميّات مختلفة مثل الرطوبة المطلقة والرطوبة النوعية و الرطوبة المشبعة والرطوبة النسبية، وفي هذا المقال سيتم شرح كيفية حساب الرطوبة النسبية.
كيفية حساب الرطوبة النسبية يمكن تعريف الرطوبة النسبية بأنها النسبة بين كمية الرطوبة الموجودة في الهواء إلى كمية الرطوبة التي من الممكن أن يحملها الهواء، كما يتم قياس الرطوبة باستخدام أجهزة قياس الرطوبة المتعددة والمتعارف عليها بين باحثي علم الطقس، ومن الممكن أيضًا حسابها باستخدام بعض المعادلات الرياضية البسيطة التي تعتمد على معرفة درجة حرارة الهواء ونقطة الندى. الرطوبة النسبية هي النسبة بين كمية الرطوبة الموجودة في الهواء إلى كمية الرطوبة التي من الممكن أن يحملها الهواء. هناك طرق مختلفة لكيفية حساب الرطوبة النسبية كما يأتي: استخدام قيمة درجة الندى ودرجة الحرارة يجب استخدام درجة الحرارة بالقياس المئوي؛ فإذا كانت درجة الحرارة بالفهرنهايت يتم طرح 32 منها ثم ضرب القيمة الناتجة في 9/5، ثم حساب قيمة ضغط البخار المشبع عن طريق ضرب درجة الحرارة المئوية ب7.5 ثم قسمتها على مجموع درجة الحرارة و237.3 ثم الضرب بـ10 ثم الضرب بـ6.11، وبعد ذلك يتم حساب قيمة ضغط البخار الفعلي باستخدام نفس الطريقة ولكن باستخدام نقطة الندى بدلًا من درجة الحرارة المئوية، وبذلك يتم الحصول على قيمة الرطوبة النسبية بقسمة قيمة ضغط البخار الفعلي على ضغط البخار المشبع ثم الضرب في 100 حتى تكون قيمتها كنسبة مئوية.
استخدام جهاز لقياس الرطوبة يمكن صناعة جهاز لقياس الرطوبة عن طريق شراء مقياسين حراريين مصنوعين من البلاستيك، ومن ثم نقع قطعة صغيرة من القماش الأبيض بالماء ثم لفّها حول لمبة أحد مقياسي الحرارة وتثبيتها بالمطاط، ثم تثبيت مقياسي الحرارة على برغي بينهما فاصل بلاستيكي على وتد خشبي. بعد ذلك يتم أرجحة مقياسي الحرارة أو تدويرهما لمدة 10 إلى 20 ثانية، ومن ثم يتم رصد درجة الحرارة على المقياسين وإيجاد الفرق بينهما، وباستخدام جدول الرطوبة النسبية المعتمد ومعرفة درجة حرارة الندى يتم تحديد مكان تقاطع درجة الندى مع الفرق بين درجتي حرارة المقياسين فتكون القيمة المحددة هي قيمة الرطوبة النسبية في ذلك المكان ويمكن قراءتها كنسبة مئوية.
جدول حساب الرطوبة النسبية
الرطوبة النسبية PDF
لتحميل الملف اضغط هنا
الرطوبة النسبية ppt
لتحميل الملف اضغط هنا
