Tỷ lệ hỗn hợp của không khí là gì?
Tỷ lệ hỗn hợp là khối lượng hơi nước có trong một khối không khí chia cho khối lượng không khí khô mà nó hòa lẫn vào. Khác với độ ẩm tương đối, đại lượng này không thay đổi khi không khí được làm nóng hay làm lạnh (miễn là không xảy ra ngưng tụ), nên nó là một thước đo độ ẩm ổn định và được bảo toàn — rất hữu ích trong khí tượng học, kỹ thuật điều hòa không khí (HVAC) và khoa học khí quyển. Công cụ này dùng được ở bất kỳ đâu vì nó chỉ phụ thuộc vào các đại lượng áp suất vật lý, không lệ thuộc vào quy định của quốc gia nào.
Cách sử dụng máy tính
Hãy nhập áp suất riêng phần của hơi nước (e) và áp suất tổng của không khí (P), cả hai đều tính bằng hectopascal (hPa, tương đương millibar). Công cụ sẽ trả về tỷ lệ hỗn hợp dưới dạng giá trị không thứ nguyên (kg hơi nước trên mỗi kg không khí khô) và giá trị thường dùng hơn theo gram trên kilogram (g/kg). Áp suất tiêu chuẩn ở mực nước biển vào khoảng 1013,25 hPa.
Giải thích công thức
Tỷ lệ hỗn hợp được tính bằng công thức:
$$w = 0{,}622 \cdot \frac{e}{P - e}$$
Hằng số 0,622 là tỷ số giữa khối lượng mol của hơi nước (≈18,02 g/mol) và của không khí khô (≈28,96 g/mol). Mẫu số \(P - e\) chính là áp suất riêng phần của riêng phần không khí khô, bởi theo định luật Dalton, áp suất tổng bằng tổng của áp suất không khí khô và áp suất hơi nước.
Ví dụ minh họa
Giả sử áp suất hơi \(e = 12\) hPa và áp suất tổng \(P = 1013{,}25\) hPa. Khi đó $$w = 0{,}622 \times \frac{12}{1013{,}25 - 12} = \frac{7{,}464}{1001{,}25} \approx 0{,}007455 \text{ kg/kg},$$ tức khoảng 7,455 g/kg.
Câu hỏi thường gặp
Nên dùng đơn vị nào? Cả e và P phải dùng cùng một đơn vị áp suất (dùng hPa/mb là tiện nhất). Vì công thức là một tỷ số nên đơn vị triệt tiêu lẫn nhau và kết quả là đại lượng không thứ nguyên.
Đại lượng này khác gì so với độ ẩm riêng? Độ ẩm riêng là khối lượng hơi nước trên khối lượng không khí tổng (không khí ẩm), trong khi tỷ lệ hỗn hợp lấy không khí khô làm mẫu số. Với các giá trị khí quyển thông thường, hai đại lượng này rất sát nhau.
Lấy áp suất hơi ở đâu? Bạn có thể tính e từ điểm sương, hoặc từ độ ẩm tương đối kết hợp với áp suất hơi bão hòa, rồi nhập giá trị đó vào đây.
