相对湿度——如何定义和计算？

相对湿度——如何定义和计算？

相对湿度是描述空气中水蒸气含量的重要参数，它不仅影响天气和气候，还在众多工业过程和日常生活中发挥着重要作用。本文将从水蒸气分压的概念出发，逐步解释相对湿度的定义和计算方法，并探讨其在不同场景中的应用。

掌握湿度参数的第一步是要理解水蒸气分压。我们将在海边的沙滩上画一个边长一米的正方形，并以此开始我们的旅程。现在，想象一下一个质量为10,300 kg的空气柱穿过大气层进入太空。这一气团会产生力量相当于101,325牛顿/平方米的静压。

这定义了压强单位帕斯卡[Pa]：牛顿/平方米。这种方式计算出的是总的气体压强。我们呼吸的空气是混合气体，主要成分为氮气(N2)、氧气(O2)、水蒸气(H2O)、氩气(Ar)和二氧化碳(CO2)等。这些成分可以通过道尔顿分压定律表示：

这些成分中，浓度变化最大的是水蒸气，它是影响天气和气候、众多工业过程和我们日常生活其他方面的重要因素。

地球上自然界中水以三种不同的形式存在：冰、水和气体。气态水的最大值是受温度影响的：温度越高，水蒸气的分压越高，这意味着空气中溶解水的含量也越高。特定温度下的最大水蒸气压被称为饱和水蒸气压。水蒸气压不会超过这一限值，要证明此事实，简单的方式就是看看天空中的云。达到饱和水蒸气压并且环境无法再将水维持在气态时，便会形成云，这意味着其中一些气态水凝结成了小水滴，这些小水滴可能最终会以雨水的形式落下。

相对湿度(RH)这一概念是指在相同的温度条件下，水蒸气的实际含量相对于水蒸气达到饱和时的含量的百分比。当出现降雨时，云中的相对湿度显然为100%RH，此时雨滴形成。尽管在过去几年中，可用的仪器仪表和技术得到了显著发展，但天气有时仍然会超出我们的预料。我们人类试图控制环境，这使得我们在技术侧面和工业领域取得了长足发展。我们可以按需创造出受控的环境，无论是用于干燥衣物还是用于通过高度敏感的原材料开发高技术。

潮湿的棉衬衫、用于生产锂电池的导电盐和HUMICAP®薄膜聚合物传感器之间存在哪些共同点？答案是，它们都是吸湿材料，可吸收周围环境中的水分子，直至达到平衡状态。在这里，相对湿度发挥着重要作用，因为材料的平衡含水率与相对湿度水平密切相关。幸运的是，我可以相信我的手机电池是在受控环境下生产的，电池受到保护，可以耐受偶发的液体泼洒。在雨中变得潮湿的棉衬衫又是怎么一回事呢？下雨时，衬衫无法干透，即使做好防雨措施也是如此。但如果我将衬衫放进干衣机，就可以提高干燥速度。为什么衬衫在高温下干得更快？干衣机内的湿度更低吗？简而言之，温度升高后，空气相对来说会更干燥。这意味着干衣机内的相对湿度降低了，棉衬衫会倾向于与周围环境达到平衡状态，最终会变得更加干燥。