Tuesday, 9 July 2024

ความชื้นในอากาศคืออะไร? ทำความเข้าใจ และเหตุใดจึงสำคัญ

ความชื้นในอากาศ

ความชื้นในอากาศ (Humidity) คือปริมาณไอน้ำในอากาศโดยความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity เขียนย่อว่า RH) จะวัดปริมาณน้ำในอากาศโดยสัมพันธ์กับปริมาณไอน้ำสูงสุด ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด อากาศก็จะกักเก็บไอน้ำได้มากขึ้นเท่านั้น โดยปริมาณไอน้ำในอากาศ หากมีไอน้ำในอากาศมาก ความชื้นก็จะสูง ยิ่งระดับการชื้นสูงลักษณะภายนอกก็จะยิ่งเปียกชื้น

เมื่อความชื้นสูง อากาศจะเต็มไปด้วยไอน้ำจนไม่มีที่ว่างเพียงพอ ถ้าคุณเหงื่อออกตอนที่อากาศชื้น เหงื่อจะเย็นลงได้ยากเพราะเหงื่อของคุณไม่สามารถระเหยไปในอากาศได้ตามที่ต้องการ

ความชื้นเป็นสาเหตุของสิ่งที่เป็นปัญหาในบ้านต่างๆ รวมถึงเชื้อราในบ้านของคุณ (โดยปกติเช่นในบริเวณห้องน้ำซึ่งเปียกอยู่ตลอดเวลา) รวมถึงการทำงานผิดพลาดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความชื้นจากอากาศชื้นจับตัวหรือควบแน่นบนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สิ่งนี้สามารถรบกวนกระแสไฟฟ้าทำให้สูญเสียพลังงาน

 

ไอน้ำ (Vapor) คือ

น้ำเป็นสารพิเศษสุด โดยพื้นฐานแล้วมันมีอยู่ทุกที่บนโลก ในดิน มหาสมุทร และอากาศของเรา น้ำมีอยู่สามสถานะ ได้แก่ ของเหลว ของแข็ง และก๊าซ น้ำของเหลวช่วยให้เราชุ่มชื้นในช่วงวันที่อากาศร้อนจัดหรือหลังการแข่งขันกีฬาอันยาวนาน น้ำแข็งหรือน้ำแข็งนั้นเย็นกว่าและทำให้เรามีพื้นผิวสำหรับเล่นสเก็ตน้ำแข็ง น้ำในรูปก๊าซคือไอน้ำหรือความชื้นนั้นเอง

มีไอน้ำในบรรยากาศของเราเนื่องจากการระเหย การระเหยเกิดขึ้นเมื่อน้ำเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซ น้ำของเหลวระเหยจากมหาสมุทร ทะเลสาบ แม่น้ำ พืช พื้นดิน และฝนที่ตกลงมา

 

ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute Humidity) คือ

ความชื้นสัมพัทธ์คือปริมาณไอน้ำที่แท้จริงในอากาศต่อปริมาตรของอากาศ ยิ่งปริมาณไอน้ำสูง ความชื้นสัมพัทธ์ก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

 

ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative humidity) คือ

ความชื้นสัมพัทธ์ยังวัดไอน้ำในอากาศด้วย แต่จะเปรียบเทียบกับปริมาณไอน้ำสูงสุดที่มีอยู่ในอากาศได้ที่อุณหภูมิปัจจุบัน มันเขียนเป็นเปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างเช่น อากาศอุ่นสามารถกักเก็บไอน้ำหรือความชื้นได้มากกว่าอากาศเย็น ดังนั้นเมื่อมีความชื้นสัมพัทธ์เท่ากัน อากาศเย็นจะมีความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า และอากาศอุ่นจะมีความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า ความชื้นสัมพัทธ์คือ 100% เมื่ออากาศเต็มไปด้วยไอน้ำจนเต็ม

สูตรคำนวณ

 

เพื่อความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับ Relative humidity ให้ดูภาพด้านล่างประกอบ ที่ 50%RH หมายความว่าที่อากาศ 1 mมีไอน้ำอยู่ 50% และที่ 100%RH หมายความว่า ที่อากาศ 1 m3 นั้นเต็มไปด้วยไอน้ำ

 

ต้องการศึกษารายละเอียดเพื่มติมเกี่่ยวกับความชื้นสัมพัทธ์ (Relative humidity) คืออะไร 

 

จุดน้ำค้าง (Dew Point) คือ

จุดน้ำค้างแสดงถึงอุณหภูมิที่ไอน้ำจะกลายเป็นหยดน้ำของเหลว กระบวนการนี้เรียกว่าการควบแน่น การควบแน่นคือสิ่งที่ทำให้เกิดเมฆ ซึ่งสามารถนำไปสู่การตกตะกอน เช่น ฝน หิมะ และลูกเห็บ จุดน้ำค้างจะเท่ากันหรือต่ำกว่าอุณหภูมิภายนอกจริงเสมอ

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นจากการที่อากาศสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็นกว่า น้ำค้างก็จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวนั้น ยิ่งจุดน้ำค้างสูงขึ้น ปริมาณความชื้นในอากาศก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย สิ่งนี้ส่งผลต่อความรู้สึก “สบาย” ภายนอก ดังนั้นการอ่านค่าความชื้นสัมพัทธ์อาจทำให้เข้าใจผิดได้

dew

 

จุดน้ำค้าง (Dew Point) เทียบกับความชื้น (Humidity) คือ

จุดหนึ่งของความสับสนสำหรับหลาย ๆ คนคือความแตกต่างระหว่างจุดน้ำค้างและความชื้น โดยเรามักจะหมายถึงความชื้นสัมพัทธ์ซึ่งหมายถึงความเข้มข้นของไอน้ำในอากาศที่อุณหภูมิเฉพาะ

ปริมาณไอน้ำในอากาศที่อุ่นเท่ากันจะให้ค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่อ่านได้ต่ำกว่าในอากาศเย็นเพราะอากาศที่อุ่นกว่าสามารถ “กักเก็บความชื้นไว้ได้” ”น้ำมากขึ้น ลองนึกถึงน้ำหนึ่งแก้ว: ปริมาณเท่ากันในแก้วเล็กจะทำให้แก้วเต็ม 90% แต่จะทำให้แก้วใหญ่เต็มเพียง 50% เท่านั้น

จุดน้ำค้างเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีกว่าว่าความชื้นในอากาศมีมากน้อยเพียงใด ความชื้นสัมพัทธ์จะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง หากความดันและปริมาณความชื้นยังคงเท่าเดิม จุดน้ำค้างยังคงคงที่

จุดน้ำค้างและความชื้นสัมพัทธ์เท่ากันที่ 100% แต่ต่ำกว่า 100% เป็นจุดน้ำค้างที่จะบ่งบอกว่าวันนั้นรู้สึกร้อนและชื้นแค่ไหน ตัวอย่างเช่น อาจมีอุณหภูมิ 32°C โดยมีความชื้นอยู่ที่ 52% แต่จุดน้ำค้างอยู่ที่ 21°C ซึ่งหมายความว่าจะรู้สึกอึดอัดจนแทบทนไม่ไหว

 

การวัดความชื้น

โชคดีที่เทคโนโลยีด้านอิเล็กทรอนิกส์และสารกึ่งตัวนำมีความก้าวหน้าทำให้มีเครื่องมือวัดที่หลากหลายดังนั้นเครื่องมือวัดความชื้นในอากาศเรียกว่าไฮโกรมิเตอร์ (Hygrometer)

ซึ่งมีหลายชนิดแต่ชนิดที่ได้รับความนิยมเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยใช้เซ็นเซอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความแม่นยำ เชื่อถือได้ และง่ายต่อการรวมเข้ากับระบบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

 

หน่วยวัดความชื้น

ความชื้นสามารถวัดได้โดยใช้หน่วยต่างๆ ขึ้นอยู่กับประเภทของการวัดที่ใช้ ดูรายละเอียดหน่วยวัดดังรายละเอียดต่อไปนี้

  1. ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) หน่วย:% RH หมายถึงมวลรวมของไอน้ำที่มีอยู่ในปริมาตรอากาศที่กำหนด
  2. ความชื้นจำเพาะ (Specific Humidity) หน่วย: กรัมของไอน้ำต่อกิโลกรัมอากาศ (กรัม/กิโลกรัม) หมายถึงมวลของไอน้ำในหน่วยมวลของอากาศชื้น รวมทั้งอากาศแห้งและไอน้ำ
  3. ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute Humidity) หน่วย: กรัมต่อลูกบาศก์เมตร (g/m³) ซึ่งหมายถึงมวลรวมของไอน้ำที่มีอยู่ในปริมาตรอากาศที่กำหนด
  4. จุดน้ำค้าง (Dew point) หน่วย: องศาเซลเซียส (°C) หรือ องศาฟาเรนไฮต์ (°F) ความหมายอุณหภูมิที่อากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำและการควบแน่นเริ่มต้นขึ้น
  5. ปริมาณความชื้นในวัสดุ (Moisture Content) หน่วยวัดร้อยละ (%) หมายความว่ามวลของน้ำในวัสดุสัมพันธ์กับมวลของวัสดุแห้ง นิยมใช้ในการเกษตร การก่อสร้าง และการแปรรูปอาหาร

 

ตารางสรุปหน่วยสำหรับวัดความชื้น

หน่วยความชื้นหน่วยวัด
ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity)% RH
ความชื้นจำเพาะ (Specific Humidity)g/kg
ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute Humidity)g/m³
ความดันไอ (Vapor Pressure)Pa
จุดน้ำค้าง (Dew Point)Celcius °C หรือ Farenheit °F
Moisture Content%

 

หน่วยเหล่านี้ช่วยวัดปริมาณไอน้ำในอากาศหรือความชื้นในวัสดุ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และในชีวิตประจำวันต่างๆ

 

 

การประยุกต์ใช้ไฮโกรมิเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์

  • อุตุนิยมวิทยา: สำหรับการติดตามและพยากรณ์อากาศ
  • ระบบ HVAC: เพื่อควบคุมและตรวจสอบคุณภาพอากาศภายในอาคาร
  • เกษตรกรรม: ในโรงเรือนและที่เก็บพืชผล
  • กระบวนการทางอุตสาหกรรม: สำหรับกระบวนการที่ต้องการการควบคุมที่แม่นยำ
  • พิพิธภัณฑ์และหอจดหมายเหตุ: เพื่อรักษาสิ่งประดิษฐ์และเอกสารโดยรักษาระดับชื้นที่เหมาะสม
  • การดูแลสุขภาพ: ในสภาพแวดล้อมทางการแพทย์และการฆ่าเชื้ออุปกรณ์
  • เครื่องใช้ไฟฟ้า: รวมเข้ากับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตสำหรับแอปพยากรณ์อากาศและฟังก์ชันอื่นๆ

 

บทความที่น่าสนใจ