Feuchte Luft
Feuchte Luft ist der Wassergehalt in der Luft (Atmosphäre). Die Menge an Feuchtigkeit, die die Luft aufnehmen kann, hängt von ihrer Temperatur ab.
Feuchte Luft in Physik und Technik
Luft, die keine Wasserdampf enthält, wird trockene Luft genannt, Luft mit Wasserdampf feuchte Luft. Für physikalische Berechnungen und technische Anwendungen werden oft folgende Methoden zur Beschreibung der Luftfeuchte verwendet.
Absolutfeuchte
Die Absolutfeuchte ist die Masse des Wasserdampfes im Volumen der feuchten Luft. Sie wird {\displaystyle \rho _{p}} bezeichnet und hat die Einheit kg.m-3.[1]
- {\displaystyle \rho _{p}={\frac {p_{p}}{r_{p}.T}}}
wo:
- {\displaystyle p_{p}} - Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft bei der gegebenen Temperatur (Pa)
- {\displaystyle r_{p}} - spezifische Gaskonstante des Wasserdampfes (J.K-1.kg-1)
- {\displaystyle T} - Temperatur (K).
Relativfeuchte
Die Relativfeuchte ist das Verhältnis der Feuchtigkeit zur maximal möglichen Menge bei gleicher Temperatur. Sie wird {\displaystyle \varphi } bezeichnet und wird in Prozent angegeben.[1]
- {\displaystyle \varphi ={\frac {m_{p}}{m''_{p}}}{\dot {=}}{\frac {p_{p}}{p_{s}}}}
wo:
- {\displaystyle m_{p}} - Masse des Wasserdampfes in der Luft bei der gegebenen Temperatur (kg)
- {\displaystyle m''_{p}} - maximale Masse des Wasserdampfes in gesättigter Luft bei der gegebenen Temperatur (kg)
- {\displaystyle p_{p}} - Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft bei der gegebenen Temperatur (Pa)
- {\displaystyle p_{s}} - Partialdruck des Wasserdampfes in gesättigter Luft bei der gegebenen Temperatur (Pa).
Die Relativfeuchte kann Werte im Bereich 0 - 1 (0 - 100 %) annehmen.
Spezifische Feuchte
Die spezifische Feuchte ist die Masse des Wasserdampfes pro Einheit Masse der trockenen Luft. Sie wird {\displaystyle x} bezeichnet und hat die Einheit kg.kgsv-1.[1]
- {\displaystyle x={\frac {m_{p}}{m_{v}}}=0,622.{\frac {p_{p}}{p-p_{p}}}}
wo:
- {\displaystyle m_{p}} - Masse des Wasserdampfes in der Luft (kg)
- {\displaystyle m_{v}} - Masse der trockenen Luft (kg)
- {\displaystyle p_{p}} - Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft bei der gegebenen Temperatur (Pa)
- {\displaystyle p} - Druck der feuchten Luft (Gesamtdruck) (Pa)
Feuchte Luft in der Meteorologie
In der Meteorologie ist sie durch diese Größen definiert (die ersten drei sind in der vorherigen Kapitel erwähnt):
- absolutfeuchte Luft - Menge an Wasserdampf in Gramm in 1 m3 Luft
- relative (=verhältnismäßige) Feuchte der Luft - absolute Feuchte der Luft geteilt durch die Feuchte gesättigter Wasserdampf (also maximale Menge an Wasserdampf) bei gleicher Temperatur im gleichen Volumen
- spezifische (=maßgebliche) Feuchte der Luft - Menge an Wasserdampf in Gramm in 1 kg trockener Luft
- Defizit Taupunkts - Lufttemperatur minus Taupunkttemperatur
- Druck des Wasserdampfes - Partialdruck des Wasserdampfes in hPa
- Gesättigungsdefizit - Druck der Dämpfe bei Sättigung über Wasser bei der Tageszeittemperatur minus tatsächlicher Dampfdruck
In der Atmosphäre befindet sich Wasser in allen drei Aggregatszuständen. Zwischen der aktiven Oberfläche und der Atmosphäre findet eine ständige Austausch der Feuchtigkeit statt, der durch turbulentes Strömen und molekulare Diffusion erfolgt. Der Gehalt an Wasserdampf in der Luft hat Einfluss auf den Ablauf verschiedener Prozesse in der Atmosphäre, z. B. auf die Strahlungsbilanz, die Luftreinheit und so weiter.
Die Schwankungen der Feuchtigkeitsmerkmale der Luft hängen im Allgemeinen mit periodischen Temperaturänderungen der Luft zusammen. Trockene Luft hat eine relative Feuchte von 0 %, gesättigte Luft hat eine relative Feuchte von 100 %.
Einteilung der Luft nach ihrer Feuchte
Nach dem Feuchtegehalt kann die Luft unterteilt werden in:[1]
- ungesättigte Luft - Partialdruck des Wasserdampfes in der Luft ist geringer als der Druck der gesättigten Dämpfe bei gleicher Temperatur,
- gesättigte Luft - Partialdruck des Wasserdampfes ist gleich dem Druck der gesättigten Dämpfe bei gleicher Temperatur,
- übergesättigte Luft - gesättigte Luft mit einem weiteren Feuchtigkeitsgehalt in anderer Form: in Form von Nebel oder Reif.
Feuchte und Mensch
Wenn wir im Winter kalte Luft auf eine angenehme Temperatur erwärmen, sinkt bei konstanter Menge Wasserdampf in der Luft ihre relative Feuchte. Das liegt daran, dass bei höherer Temperatur die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann. Die angenehmste Luftfeuchte für den Menschen liegt bei 50-60 % relativer Feuchte. Deshalb ist bei Klimatisierungs und Heizungs Anlagen in Gebäuden auch die Befeuchtung oder Entfeuchtung der Luft zu berücksichtigen.