Wärmelehre - gilligan-online

7.6 Luftfeuchtigkeit – Hygrometrie
Über der Flüssigkeit eines chemisch einheitlichen Stoffes stellt sich in einem abgeschlossenen
Gefäß der Sättigungsdruck p s als Funktion der herrschenden Temperatur
T ein. Sieden tritt dann auf, wenn der Sättigungsdampfdruck p s gleich dem äußeren
Luftdruck wird.
p äuß
Sind in einem abgeschlossenen Gefäß gleichzeitig zwei Flüssigkeiten vorhanden
(Zweikomponentensystem), so bilden sich die Sättigungsdampfdrucke unabhängig
voneinander aus. Der sich einstellende Gesamtdruck ist gleich der Summe der beiden
Partialdrücke (DALTONsches Gesetz); also
p s = ps( Stoff '1' ) + ps(Stoff
'2' )
Atmosphärische Luft ist ein Gemisch aus trockener Luft und Wasserdampf ( H 2 O -
Dampf). Dabei ist die trockene Luft eine Gasmischung aus etwa 21 (Volumen)%
Sauerstoff, 78 % Stickstoff und 1 % Argon. Diese drei Gase verhalten sich in den
Zustandsbereichen des täglichen Lebens, in denen der Gehalt der feuchten Luft berücksichtigt
werden muss, als ein ideales Gas. Auch der H 2 O -Dampf (Wasserdampf)
darf, solange er sich nicht verflüssigt, näherungsweise als ideales Gas beschrieben
werden.
Weil der Sättigungsdampfdruck temperaturabhängig ist, gehört zu jeder Temperatur
T eine maximal mögliche Menge Wasserdampfs m max ( T ) , die in einer vorgegebenen
Luftmenge enthalten sein kann. Wird die maximale Menge überschritten, so fällt
H 2 O als Flüssigkeit aus; der Dampf kondensiert. Ein Beispiel ist die herbstliche Nebelbildung.
Wenn sich mit H 2 O -Dampf gesättigte Luft abkühlt, so kondensiert der H 2 O -Dampf
an festen Oberflächen als flüssiges H 2 O (Wasser); man bezeichnet dies als Taubildung.
Die Temperatur, bei der bei Abkühlung der feuchten Luft Taubildung auftritt
nennt man die Taupunktstemperatur (dort ist die relative Luftfeuchte 100 %).
Ist weniger H 2 O -Dampf enthalten, als es dem Maximalwert m max ( T ) entspricht, so
ist der sich einstellende Dampfdruck kleiner als der Sättigungsdampfdruck. Die atmosphärische
Luft ist im allgemeinen nicht mit H 2 O -Dampf gesättigt. Auch über Gewässern
wird wegen häufigen Temperaturwechsels der Gleichgewichtszustand der
Sättigung meist nicht erreicht, weil die Diffusion des Wasserdampfes durch die Luft
sehr lange dauert.
Absolute und relative Luftfeuchtigkeit
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Man nennt die Masse m des im Gesamtvolumen der feuchten Luft V = 1m enthaltenen
H 2 O -Dampfs absolute Luftfeuchtigkeit. Die maximale Feuchtigkeit korrespondiert
zum Sättigungsdampfdruck psätt
der Substanz H 2 O bei einer vorgegebenen
Temperatur T .
Masse des in feuchter Luft enthaltenen H2O
− Dampfes
absolute Luftfeuchtigkeit =
Gesamtvolumen der feuchten Luft
oder
Wärmelehre – Abschnitt 7
- 116 -
’Stoffe in verschiedenen Phasen’