Просмотр кода страницы Абсолютная влажность воздуха

{{Физическая величина
| Название    = Абсолютная влажность воздуха
| Символ      = <math>f = \frac{m}{V}</math>
| Размерность = L<sup>−3</sup>M
| СИ          = кг/м³
| СГС         = г/см³
| Примечания  = [[скалярная величина]]
}}
'''Абсолютная влажность воздуха''' ({{lang-lat|absolutus}} — полный) — [[физическая величина]], показывающая [[Масса|массу]] [[Водяной пар|водяных паров]], содержащихся в 1 [[Метр кубический|м³]] [[воздух]]а<ref>''[http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0514.html Влажность воздуха] {{Wayback|url=http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0514.html |date=20121122010903 }}'' — Статья в [[Физическая энциклопедия|Физической энциклопедии]]</ref>. Другими словами, это [[плотность]] водяного пара в воздухе. Обычно обозначается буквой <math>f</math>.

Согласно РМГ 75-2014 термины ''абсолютная влажность'' и ''парциальная плотность влаги'' отнесены к не рекомендуемым к применению синонимам термина ''массовая концентрация влаги''{{sfn|РМГ 75-2014. Измерения влажности веществ. Термины и определения|2015|с =3}}.

== Определение ==
Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей формуле:
: <math>f = \frac{m}{V} = {\rho}_{H_{2}O},</math>
где <math>m</math> — масса воды в [[объём]]е <math>V</math> влажного воздуха. Таким образом, абсолютная влажность воздуха равна [[Плотность|плотности]] водяного пара.

Обычно используемая единица абсолютной влажности: <math>[f] = 1</math> ''г''/''м''³.

Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса ([[адвекция|адвекции]]) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определённое количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. В спокойном состоянии воздух может достичь и перенасыщения (параметр влажности становится выше 100%), но поскольку атмосфера редко когда равновесна, лишняя влага или осаждается (роса, изморозь, иней) или, реже, конвектирует в более высокие слои атмосферы, а в прогнозах погоды перенасыщение не отображается.

== Водяной пар как [[идеальный газ]] ==
С помощью [[Уравнение состояния идеального газа|уравнения Клапейрона — Менделеева]] получают соотношение, связывающее плотность и [[парциальное давление]] [[Водяной пар|водяного пара]]{{sfn|Кирьянов А. П., Коршунов С. М., Термодинамика и молекулярная физика|1977|с =117}}:
: <math> {\rho}_{H_{2}O} = \frac {M \cdot {p}_{H_{2}O}}{R \cdot T} </math>,
где <math>M</math> — [[молярная масса]] [[вода|воды]] (18,01528 ''г/моль''); <math> {p}_{H_{2}O} </math> — парциальное давление [[Водяной пар|паров воды]] в [[воздух]]е; <math>R</math> — [[универсальная газовая постоянная]] ({{math|''R'' {{=}} {{formatnum:8.3144598}}(48)}} {{Дробь|[[Джоуль|Дж]]|(моль∙К)}}); <math>T</math> — [[абсолютная температура|температура]] воздуха, [[Кельвин|К]].

== Переход к [[Относительная влажность|относительной влажности]] ==
Согласно [[Закон Бойля — Мариотта#Следствия|следствию закона Бойля — Мариотта]], при '''изотермическом''' процессе давление газа изменяется прямо пропорционально его плотности. Отсюда формулу для расчёта [[Относительная влажность|относительной влажности]] воздуха можно представить в следующем виде:

: <math>\varphi=\frac{{p}_{H_{2}O}}{{p^*_{H_2O}}}\cdot100\%=\frac{{\rho}_{H_{2}O}}{{\rho^*_{H_2O}}}\cdot100\%, </math>
откуда следует, что 
: <math>f = {\rho}_{H_{2}O}=\frac{\varphi\cdot {\rho}^*_{H_{2}O}}{100\%}, </math>
где 
: <math>\varphi </math> — относительная влажность воздуха;
: <math>{p}_{H_{2}O} </math>,  <math>{p}^*_{H_2O} </math> — парциальное давление паров [[Вода|воды]] в исследуемом воздухе и в [[Насыщенный пар|насыщенном паре]] (при одинаковой температуре); 
: <math>{\rho}_{H_2O} </math>, <math>{\rho}^*_{H_2O} </math> — плотность водяного пара в исследуемом и насыщенном воздухе соответственно. Значение последнего можно найти из психрометрических таблиц [[Всемирная метеорологическая организация|Всемирной метеорологической организации]]<ref>{{cite web|url=https://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO-Guide.html|title=CIMO-WMO Guide to meteorological instruments and methods of observation. WMO-No. 8 (2014 edition, Updated in 2017)|author=PWMU|website=|date=|publisher=www.wmo.int|lang=en|accessdate=2018-05-04|archive-date=2018-05-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20180504155650/https://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO-Guide.html|deadlink=no}}</ref>:
{| class="wikitable"
|+Зависимость плотности насыщенного пара от температуры воздуха
!Температура <math>t, {}^\circ C </math>
!Плотность насыщенного водяного пара <math>{\rho}^*_{(H_{2}O)} </math>, г/м³
|-
|0,0
|4,9
|-
|5,0
|6,8
|-
|10,0
|9,4
|-
|15,0
|12,8
|-
|20,0
|17,3
|-
|25,0
|23,0
|-
|30,0
|30,4
|-
|35,0
|39,6
|-
|40,0
|51,2
|-
|45,0
|65,4
|-
|50,0
|82,8
|-
|55,0
|104,0
|-
|60,0
|129,5
|-
|65,0
|160,1
|-
|70,0
|196,4
|-
|75,0
|239,3
|-
|80,0
|289,7
|-
|85,0
|348,7
|-
|90,0
|417,3
|-
|95,0
|496,8
|-
|100,0
|588,5
|}
== См. также ==
* [[Влажность]]
* [[Насыщенный пар]]
* [[Относительная влажность]]
* [[Психрометр]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга|автор =Кирьянов А. П., Коршунов С. М.|заглавие= Термодинамика и молекулярная физика. Пособие для учащихся|издательство =Просвещение|год =1977|место =М.|страниц =160|ref =Кирьянов А. П., Коршунов С. М., Термодинамика и молекулярная физика}}
* {{книга|автор = |заглавие =Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 75-2014. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения влажности веществ. Термины и определения|ссылка= http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293768/4293768559.pdf|издание = |издательство =Стандартинформ|год =2015|место =М.|страниц =iv + 16|isbn = |ref =РМГ 75-2014. Измерения влажности веществ. Термины и определения}}

== Ссылки ==
* [https://planetcalc.ru/2167/ Абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха.] Онлайн-калькулятор.
{{вс}}
{{Погода}}

[[Категория:Метеорология]]
[[Категория:Плотность]]
[[Категория:Пар]]
[[Категория:Воздух]]
[[Категория:Климатология]]