विशिष्ट आर्द्रता क्या है?

विशिष्ट आर्द्रता (q) किसी हवा के पुंज में मौजूद जल वाष्प के द्रव्यमान और उस नम हवा के कुल द्रव्यमान के बीच का अनुपात है। सापेक्ष आर्द्रता (relative humidity) के विपरीत, हवा के गर्म या ठंडा होने पर यह नहीं बदलती (जब तक संघनन न हो), इसी कारण यह मौसम विज्ञान, HVAC इंजीनियरिंग और वायुमंडलीय अध्ययन के लिए एक भरोसेमंद माप मानी जाती है। इसे आमतौर पर नम हवा के प्रति किलोग्राम में वाष्प के किलोग्राम (kg/kg) के रूप में, या अधिक सुविधाजनक रूप से ग्राम प्रति किलोग्राम (g/kg) में व्यक्त किया जाता है।

वायु पुंज का आरेख जिसमें शुष्क वायु और जलवाष्प के अणु द्रव्यमान लेबल के साथ दिखाए गए हैं — विशिष्ट आर्द्रता आर्द्र वायु पुंज के कुल द्रव्यमान के सापेक्ष जलवाष्प का द्रव्यमान है।

इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें

जल वाष्प दाब e और कुल वायु दाब p को एक ही इकाई में दर्ज करें (यह टूल हेक्टोपास्कल, hPa का उपयोग करता है, जो मिलीबार के बराबर होता है)। कैलकुलेटर विशिष्ट आर्द्रता को g/kg और kg/kg दोनों में दिखाता है। e निकालने के लिए, उस हवा के तापमान पर संतृप्ति वाष्प दाब (saturation vapor pressure) को सापेक्ष आर्द्रता के अंश से गुणा कर सकते हैं।

सूत्र की व्याख्या

कार्यशील समीकरण है:

$$q = \frac{0.622 \cdot e}{p - 0.378 \cdot e}$$

स्थिरांक 0.622 जल के मोलर द्रव्यमान (≈18.02 g/mol) और शुष्क हवा के मोलर द्रव्यमान (≈28.96 g/mol) का अनुपात है। हर में मौजूद पद $0.378 = 1 - 0.622$ इस तथ्य को ध्यान में रखता है कि वाष्प शुष्क हवा की जगह लेती है, और सरल मिश्रण-अनुपात (mixing ratio) के अनुमान को सुधार देता है, ताकि परिणाम मिश्रण अनुपात न होकर सच्ची विशिष्ट आर्द्रता हो।

आरेख जिसमें जलवाष्प दाब e और कुल वायु दाब p विशिष्ट आर्द्रता में योगदान करते दिखाए गए हैं — यह सूत्र वाष्प दाब e और कुल दाब p को विशिष्ट आर्द्रता q से जोड़ता है।

हल किया गया उदाहरण

मान लीजिए वाष्प दाब $e = 20$ hPa और कुल दाब $p = 1013.25$ hPa है। तब हर होगा $$1013.25 - 0.378 \times 20 = 1013.25 - 7.56 = 1005.69$$ अंश होगा $0.622 \times 20 = 12.44$। तो $$q = \frac{12.44}{1005.69} \approx 0.012370 \text{ kg/kg}$$ यानी लगभग 12.37 g/kg।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या विशिष्ट आर्द्रता और मिश्रण अनुपात एक ही चीज़ हैं? नहीं। मिश्रण अनुपात (mixing ratio) शुष्क हवा के प्रति द्रव्यमान में वाष्प का द्रव्यमान होता है; जबकि विशिष्ट आर्द्रता नम हवा के प्रति द्रव्यमान में वाष्प का द्रव्यमान है। सामान्य वायुमंडलीय परिस्थितियों में इनके मान करीब-करीब होते हैं, पर परिभाषाएं अलग हैं।

मुझे कौन-सी इकाइयां इस्तेमाल करनी चाहिए? e और p दोनों के लिए एक ही दाब इकाई का प्रयोग करें — अनुपात मात्राविहीन (dimensionless) होता है। इसलिए निकलने वाली विशिष्ट आर्द्रता इकाई से स्वतंत्र (kg/kg) होती है, जिसे आमतौर पर g/kg में बदल लिया जाता है।

तापमान बदलने पर q स्थिर क्यों रहती है? क्योंकि यह एक द्रव्यमान अनुपात है। पानी जोड़े या हटाए बिना हवा को गर्म करने से उसका आयतन और सापेक्ष आर्द्रता बदलते हैं, लेकिन वाष्प और हवा का द्रव्यमान वही रहता है, इसलिए q अपरिवर्तित रहती है।

विशिष्ट आर्द्रता कैलकुलेटर

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