La humitat o humiditat és la proporció de vapor d'aigua present a l'aire. En el sistema internacional d'unitats (SI) es pot expressar en grams d'aigua per metre cúbic d'aire (humitat absoluta), o en percentatge de la humitat màxima que pot contenir l'aire a aquesta temperatura (humitat relativa o grau d'humitat).
Una forma de mesurar la humitat atmosfèrica és mitjançant l'higròmetre.
El vapor d'aigua té una densitat menor que la de l'aire; per tant, l'aire humit (barreja d'aire i vapor d'aigua) és menys dens que l'aire sec. D'altra banda, les substàncies en escalfar-se es dilaten, cosa que els confereix menor densitat. Tot això fa que l'aire calent que conté vapor d'aigua s'elevi a l'atmosfera terrestre. La temperatura de l'atmosfera disminueix una mitjana de 0,6 °C cada 100 m en adiabàtica humida, i 1,0 °C, en adiabàtica seca. En arribar a zones més fredes el vapor d'aigua es condensa i forma els núvols (de gotes d'aigua o vidres de gel). Quan aquestes gotes d'aigua o vidres de gel pesen massa cauen i originen les precipitacions en forma de pluja o de neu.
Humitat ambiental Es denomina humitat ambiental la quantitat de vapor d'aigua present en l'aire. Es pot expressar de forma absoluta mitjançant la humitat absoluta, o de forma relativa mitjançant la humitat relativa o grau d'humitat. La humitat relativa és la relació percentual entre la quantitat de vapor d'aigua real continguda per l'aire i la que hauria de contenir per saturar-se a idèntica temperatura, per exemple, una humitat relativa del 70% vol dir que la totalitat de vapor d'aigua (el 100%) que podria contenir l'aire a aquesta temperatura, solament té el 70%.
Humitat relativa
miniatura|Un termohigròmetre, dispositiu per mesurar la temperatura (dalt) i la humitat relativa (sota). La humitat relativa és la relació de la pressió parcial de vapor d'aigua en una mescla d'aire-aigua a la pressió de vapor saturat d'aigua a una temperatura prescrita. La humitat relativa de l'aire depèn no només de la temperatura sinó també de la pressió del sistema d'interès.
Definició La humitat relativa d'una barreja d'aire-aigua, és definida per la relació de la pressió parcial del vapor d'aigua H₂O) en una mescla de pressió de saturació d'aigua a una temperatura de barreja d'aire. La humitat relativa s'expressa normalment com un percentatge i es calcula utilitzant la següent equació:Perry, R.H. and Green, D.W, Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition), McGraw-Hill, , Eqn 12-7
Significat Control climàtic Controla la temperatura i la humitat relativa per al confort humà, la salut i la seguretat, i per als requisits tècnics de màquines i processos, en edificis, vehicles i altres espais tancats.
Confort Els éssers humans són sensibles a l'aire humit pel fet que el cos humà utilitza la refrigeració per evaporació com a mecanisme principal per regular la temperatura. Sota condicions d'humitat la velocitat a la qual s'evapora la transpiració és menor que en condicions seques.
Edificis Si la temperatura és elevada i la humitat relativa és baixa, l'evaporació d'aigua és ràpida i els mobles de fusta es poden encongir. Quan la temperatura és elevada i la humitat relativa és alta, l'evaporació de l'aigua és lenta. Quan la humitat relativa s'aproxima al 100 %, pot produir condensació a les superfícies, la qual cosa porta a problemes de floridura, corrosió, deteriorament i altres alteracions relacionades amb la humitat. Certs processos de producció i tècniques i tractaments en fàbriques, laboratoris, hospitals i altres instal·lacions requereixen nivells específics d'humitat relativa; per tant, es manté l'ús d'humidificadors, deshumidificadors i sistemes de control associats.
Vehicles Els principis bàsics dels edificis també s'apliquen als vehicles. A més, pot haver-hi consideracions de seguretat. Per exemple, l'alta humitat a l'interior d'un vehicle pot conduir a problemes de condensació, com ara l'entelament del parabrisa i el curtcircuit dels components elèctrics.
Aviació L'aire humit fred pot provocar la formació de gel, el que és un perill per les aeronaus, ja que afecta el perfil de la fulla i el pes augmenta. Motors carburats tenen més perill de formació de gel dins del carburador.
Mesurament La humitat d'una barreja d'aire-vapor d'aigua es determina mitjançant l'ús de diagrames psicromètrics tant la temperatura de bulb sec (T) i la temperatura de bulb humit (Tw) de la barreja són coneguts. Aquestes quantitats s'obtenen fàcilment mitjançant l'ús d'un psicròmetre. Existeixen diverses correlacions empíriques que poden ser utilitzades per estimar la pressió de vapor de saturació de l'aigua com una funció de la temperatura. L'equació d'Antoine és de les menys complexes d'aquestes fórmules, ja que només tenen tres paràmetres (A, B, i C). Altres correlacions, com els presentats per la Goff-Gratch i Tenten Magnus, són més complicades, però presenten millors rendiments. La correlació presentada per Buck http://www.google.ca/#hl=ca&safe=off&&sa=X&ei=T7xqTN-UFYy4sQPFy-XGDw&ved=0CBQQvwUoAQ&q=new+equations+for+computing&spell=1&fp=61ed78eac09af644 es troba amb freqüència en la literatura i proporciona un equilibri raonable entre la complexitat i precisió:
On és la temperatura de bulb sec, expressat en graus Celsius (°C), és la pressió absoluta, expressada en hectopascals (hPa), i és la pressió de vapor saturat expressat en hectopascals (hPa).
Buck va estimar que l'error relatiu màxim és de menys de 0,20% entre -20 °C i +50 °C quan aquesta forma particular de la fórmula generalitzada s'utilitza per estimar la pressió de vapor saturat d'aigua.
Concepte erroni Sovint el concepte de retenció d'aire en el vapor d'aigua es presenten per descriure el concepte dhumitat relativa. Això, però, és un concepte erroni. L'aire és una barreja de gasos (nitrogen, oxigen, argó, vapor d'aigua i altres gasos) i com a tal, els constituents de la mescla simplement actuen com uns transportadors de vapor d'aigua, però no són un suport d'aquesta.
Humitat relativa es defineix en termes de només les propietats físiques de l'aigua i, per tant, no està relacionada amb concepte de retenció d'aire en el vapor d'aigua. De fet, un volum d'aire inferior pot contenir vapor d'aigua http://www.atmos.umd.edu/~stevenb/vapor/ http://www.ems.psu.edu/~fraser/Bad/BadFAQ/BadCloudsFAQ.html i, en conseqüència, la humitat d'aquest volum es pot determinar fàcilment.
Factor de millora El factor de millora es defineix com la relació entre la pressió de vapor de saturació de l'aigua en l'aire humit i la pressió de vapor de saturació de l'aigua pura.
Dependència de la pressió La humitat relativa d'un sistema d'aire-aigua és dependent no només de la temperatura sinó també de la pressió absoluta del sistema estudiat. Aquesta dependència es demostra considerant el sistema d'aire-aigua que es mostra a continuació. El sistema és tancat (és a dir, no importa que entra o surt del sistema).
Si el sistema a l'estat A s'escalfa isobàricament (escalfament sense canvi en la pressió del sistema), llavors la humitat relativa del sistema disminueix pel fet que la pressió de vapor saturat d'aigua augmenta amb la temperatura creixent. Això es mostra a l'estat B.
Si el sistema a l'estat A es comprimeix isotèrmicament (compressió sense canvi en la temperatura del sistema) llavors la humitat relativa del sistema augmenta a causa del fet que la pressió parcial de l'aigua en el sistema augmenta amb l'augment de la pressió del sistema. Això es mostra a l'estat C.
Per tant, un canvi en la humitat relativa pot explicar-se per un canvi en la temperatura del sistema, un canvi en la pressió absoluta del sistema, o un canvi en les dues d'aquestes propietats del sistema.
Conceptes relacionats El terme de la humitat relativa es reserva per als sistemes de vapor d'aigua en l'aire. El terme de la saturació relativa s'utilitza per descriure propietats anàlogues per a sistemes que tenen una fase condensable diferent de l'aigua en una fase no condensable que no sigui aire. http://blowers.chee.arizona.edu/201project/GLsys.interrelatn.pg1.HTML
Altres factors importants Humitat relativa
Un gas en aquest context es coneix com saturat quan la pressió de vapor d'aigua en l'aire està en equilibri amb la pressió de vapor del vapor d'aigua a la temperatura de la barreja de gas i vapor d'aigua; aigua líquida (i el gel, a la temperatura apropiada) deixarà de perdre massa per l'evaporació quan s'exposi a l'aire saturat. També pot correspondre a la possibilitat de la formació de rosada o de boira, en un espai que no té les diferències de temperatura entre les seves porcions.
Humitat absoluta S'expressa per la massa de l'aigua (quilograms) en un volum (metre cúbic) d'aire.
El càlcul és: , per metre cúbic d'aire, .
El valor de la humitat absoluta canvia d'acord amb la pressió.
Mesura i regulació de la humitat Hi ha diversos aparells per mesurar la humitat. Un és el psicròmetre basat en la diferència entre un termòmetre sec i un d'humit. Els altres són higròmetres directes. També es mesura a través de satèl·lits geoestacionaris.
Els deshumidificadors assequen l'aire capturant-ne la humitat.
La humitat en la piròlisi És el segon factor més influent en la piròlisi i el que està més relacionat, tot i que indirectament, amb la temperatura de piròlisi.
És important saber el percentatge d'humitat del residu a estudiar, perquè és un factor determinant quan es pretén adoptar com a tractament intermedi la incineració, ja que la quantitat de combustible necessari per al procés variarà segons el contingut d'humitat del residu. Això és així perquè normalment la piròlisi de partícules humides té lloc a temperatura més baixa de la fixada, car part de la calor subministrada s'empra per a evaporar la humitat de la mostra. També influeix sobre la composició del gas de sortida, fins i tot desplaçant algunes reaccions. En general, s'accepten humitats d'entre 10 i 20% per a llits mòbils i fins al 40% per a llits fluids.García Cortes, Angela Nuria. Estudio termoquímico y cinético de la pirólisis de residuos sólidos urbános. Universidad de Alicante, Facultad de Ciencias, Departamento de Ingenieria Química, Septiembre 2003.
Vida animal i vegetal miniatura|upright|Tillandsia usneoides a la Casa Tropical, Reial Jardí Botànic de Kew. Creix on el clima és prou càlid i té una humitat mitjana relativament alta.
La humitat és un dels factors abiòtics fonamentals que defineixen qualsevol hàbitat (la tundra, els aiguamolls i el desert en són alguns exemples), i és un factor determinant de quins animals i quines plantes poden prosperar en un entorn determinat.C.Michael Hogan. 2010. Abiotic factor. Encyclopedia of Earth. eds Emily Monosson and C. Cleveland. National Council for Science and the Environment . Washington DC
El cos humà dissipa la calor mitjançant la transpiració i la seva evaporació. La convecció de calor a l'aire circumdant i la radiació tèrmica són els principals modes de transport de calor des del cos. En condicions d'alta humitat, la taxa d'evaporació de la suor de la pell disminueix. A més, si l'atmosfera està tant o més calenta que la pell en moments d'alta humitat, la sang que arriba a la superfície corporal no pot dissipar la calor per conducció a l'aire. En anar tanta sang a la superfície externa del cos, va menys als músculs actius, al cervell i a altres òrgans interns. La força física disminueix i la fatiga apareix abans del que ho faria en altres circumstàncies. L'estat d'alerta i la capacitat mental també es poden veure afectats, provocant un cop de calor o hipertèrmia.
Construcció d'edificis miniatura|Efectes d'un alt nivell d'humitat a l'estructura d'un edifici (eflorescència primària).