Kelembapan relatif

Kelembapan relatif, RH atau Φ ialah tekanan wap air yang wujud dalam atmosfera, yang diungkapkan sebagai peratusan nisbah tekanan separa air semasa dengan tekanan wap air pada suatu suhu.

Higrometer adalah alat untuk mengukur kelembapan udara.

Latar belakang dan takrifan

Tekanan separa wap air berbanding tekanan udara sekeliling memiliki had yang tersendiri bergantung dengan suhu sekeliling. Tekanan separa wap air tertinggi yang boleh ditampung udara berdasarkan suhu ialah tekanan wap air, $p_{H_{2}O}^{*}$.

Kelembapan relatif ialah peratusan nisbah tekanan separa wap air semasa, $p_{H_{2}O}$, dengan tekanan wap air pada suhu yang sama di atas permukaan air tulen, yakni:

$RH={\frac {p_{H_{2}O}}{p_{H_{2}O}^{*}}}\times 100\%.$

Nilai kelembapan dinilai dalam bentuk peratusan. Sekiranya kelembapan relatif mencapai 100%, udara dianggap tepu dan wap air akan mengalami pemeluwapan menjadi titisan air, dan udara dianggap mencapai takat embun.

Salah faham

Kerap kali konsep udara yang mengandungi wap air digunakan untuk menggambarkan kelembapan relatif. Kelembapan bandingan sama sekali difahami dari segi sifat-sifat fizik secara bersendirian dan oleh itu tidak berkaitan dengan konsep ini.

Salah faham ini nampaknya adalah kesan daripada penggunaan perkataan tepu yang kerap kali disalahguna dalam takrifan-takrifan kelembapan bandingan. Dalam konsep kelembapan relatif, tepu merujuk pada keadaan tepu wap air, bukannya pada keterlarutan sesuatu bahan di dalam bahan yang lain.

Sifat-sifat termofizik campuran air-udara yang berlaku pada keadaan atmosfera dapat dianggarkan secara akal dengan mengandaikan bahawa campuran itu berkelakuan seperti satu campuran gas-gas unggul. Bagi banyak tujuan praktikal, andaian ini membayangkan bahawa kedua-dua komponen (udara dan air) berkelakuan secara bebas antara satu sama sendiri dan oleh itu sifat-sifat fizik campuran itu dapat dianggarkan dengan mempertimbangkan sifat-sifat fizik setiap komponen secara berasingan. Ini terpancar dalam takrifan kelembapan bandingan - hanya sifat-sifat fizik air yang dipertimbangkan ketika menentukan kelembapan bandingan bagi satu campuran.

Konsep-konsep yang berkaitan

Istilah kelembapan bandingan ditujukan pada sistem-sistem wap air dalam udara. Istilah ketepuan bandingan (relative saturation) digunakan untuk menerangkan sifat analog bagi sistem-sistem yang mengandungi satu fasa pemeluwapan selain daripada air atau satu fasa bukan pemeluwapan selain daripada udara.

Kelembapan bandingan bagi satu sistem bergantung tidak sahaja pada suhu tetapi juga pada tekanan mutlak sistem itu. Jadi, satu perubahan dalam kelembapan bandingan dapat diterangkan dengan perubahan dalam suhu sistem, perubahan dalam tekanan mutlak sistem itu, atau perubahan dalam kedua-dua sifat sistem ini.

Fakta-fakta lain yang penting

Graf jumlah wap air dalam udara melawan suhu udara dengan garis takat embun.

Gas dalam konteks ini dirujuk sebagai tepu apabila tekanan wap bagi air dalam udara adalah pada tekanan wap keseimbangan bagi wap air pada suhu campuran gas dan wap air itu; air cecair (dan ais, pada suhu yang sesuai) tidak akan kehilangan jisim melalui penyejatan apabila terdedah kepada udara tepu. Ia juga mungkin sama dengan kemungkinan pembentukan embun atau kabus, dalam ruang yang kekurangan perbezaan suhu antara pecahan-pecahannya, sebagai contoh, dalam tindakbalas terhadap suhu yang menurun. Kabus mengandungi titisan cecair yang sangat halus, yang pada mulanya dipengaruhi oleh gerakan isostatik.

Kenyataan bahawa kelembapan bandingan tidak akan melebihi 100%, meskipun adalah panduan yang agak baik, tidak semestinya tepat, tanpa takrifan yang lebih canggih mengenai kelembapan daripada yang diberikan di sini. Satu pengecualian yang dapat dipertikaikan ialah kebuk awan Wilson yang digunakan dalam ujukaji fizik nuklear, satu keadaan yang terlalu ringkas bagi "tepu lampau" untuk menyempurnakan fungsinya.

Bagi satu takat embun tertentu beserta kelembapan mutlak yang sepadan dengannya, kelembapan bandingan akan berubah secara songsang, meskipun tidak secara linear, dengan suhu. Ini kerana tekanan separa air meningkat dengan suhu – prinsip operatif di sebalik semua benda daripada pengering rambut hingga penyahlembab.

Kesan daripada peningkatan keupayaan bagi tekanan separa wap air yang lebih tinggi pada suhu udara yang lebih tinggi, kandungan air dalam udara pada aras laut dapat mencapai setinggi 3% dengan jisim pada 30°C (86 °F) dibandingkan dengan tidak lebih daripada 0.5% dengan jisim pada 0°C (32 °F). Ini menjelaskan aras-aras rendah kelembapan dalam struktur-struktur yang dipanaskan semasa musim sejuk yang ditandai dengan kulit kering, mata yang gatal, dan cas-cas elektrik statik yang tegar. Malah pada keadaan luar yang tepu (kelembapan bandingan 100%), pemanasan udara luar terserap yang masuk ke dalam bilik akan meningkatkan kapasiti lembapannya yang merendahkan kelembapan bandingan dan meningkatkan kadar penyejatan daripada permukaan yang lembap di dalam bangunan (termasuklah tubuh badan manusia).

Begitu juga, semasa musim panas dalam suasana lembap banyak air cecair menyejat daripada udara yang disejukkan dalam penyaman udara. Udara yang lebih panas disejukkan bawah takat embunnya dan wap air yang berlebihan menyejat. Fenomena ini adalah sama seperti apa yang menyebabkan titisan-titisan air terbentuk di luar cawan yang mengandungi minuman sejuk berais.

Satu petua ibu jari yang berguna ialah bahawa kelembapan mutlak maksimum mengganda pada setiap peningkatan suhu sebanyak 20 °F (11.1 °C), dengan menerima pemerhatian lembapan mutlak. Sebagai contoh, pada julat suhu normal, udara pada 70 °F (21.1 °C) dan kelembapan bandingan 50% akan menjadi tepu jika ia disejukkan kepada 50°F (10 °C), takat embunnya dan udara 40 °F (4.4 °C) pada kelembapan bandingan 80% dipanaskan kepada 70 °F (21.1 °C) akan mempunyai kelembapan bandingan hanya 29% dan berasa kering. Sebagai perbandingan, kelembapan bandingan antara 40% dan 60% dianggap sihat dan selesa di dalam persekitaran terkawal dan selesa (ASHRAE Standard 55).

Rujukan

Sumber

• Himmelblau, David M. (1985454545). Basic Principles And Calculations In Chemical Engineering. Prentice Hall. ISBN 0-13-066572-X.
• Perry, R.H. and Green, D.W (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049841-5.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

Pautan luar

• Glossary definition of psychrometric tables Diarkibkan 2005-01-22 di Wayback Machine - National Snow and Ice Data Center
• Bad Clouds FAQ, PSU.edu