Độ ẩm riêng là gì?
Độ ẩm riêng (\(q\)) là tỉ số giữa khối lượng hơi nước và tổng khối lượng của khối không khí ẩm. Khác với độ ẩm tương đối, độ ẩm riêng không thay đổi khi không khí nóng lên hay lạnh đi (miễn là không xảy ra ngưng tụ), nên đây là một đại lượng rất đáng tin cậy trong khí tượng học, kỹ thuật điều hòa không khí (HVAC) và khoa học khí quyển. Nó thường được biểu diễn bằng kilôgam hơi nước trên mỗi kilôgam không khí ẩm (kg/kg), hoặc tiện hơn là gam trên kilôgam (g/kg).
Cách dùng công cụ này
Bạn hãy nhập áp suất hơi nước e và áp suất không khí tổng p theo cùng một đơn vị (công cụ này dùng hectopascal, hPa, tương đương với milibar). Máy tính sẽ trả về độ ẩm riêng theo cả hai đơn vị g/kg và kg/kg. Để tìm e, bạn có thể lấy áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ không khí nhân với phần trăm độ ẩm tương đối (dạng phân số).
Giải thích công thức
Phương trình tính toán là:
$$q = \frac{0.622 \times e}{p - 0.378 \times e}$$
Hằng số 0,622 là tỉ số giữa khối lượng mol của nước (≈18,02 g/mol) và khối lượng mol của không khí khô (≈28,96 g/mol). Số hạng \(0.378 = 1 - 0.622\) ở mẫu số phản ánh việc hơi nước chiếm chỗ của không khí khô, giúp hiệu chỉnh phép xấp xỉ tỉ số hỗn hợp đơn giản hơn, để kết quả thu được đúng là độ ẩm riêng chứ không phải tỉ số hỗn hợp.
Ví dụ minh họa
Giả sử áp suất hơi nước là \(e = 20\) hPa và áp suất tổng là \(p = 1013.25\) hPa. Khi đó mẫu số là $$1013.25 - 0.378 \times 20 = 1013.25 - 7.56 = 1005.69.$$ Tử số là $$0.622 \times 20 = 12.44.$$ Vậy $$q = \frac{12.44}{1005.69} \approx 0.012370 \text{ kg/kg},$$ tức khoảng 12,37 g/kg.
Câu hỏi thường gặp
Độ ẩm riêng có giống tỉ số hỗn hợp không? Không. Tỉ số hỗn hợp là khối lượng hơi nước trên khối lượng không khí khô; còn độ ẩm riêng là khối lượng hơi nước trên khối lượng không khí ẩm. Hai giá trị này khá gần nhau trong điều kiện khí quyển bình thường, nhưng được định nghĩa khác nhau.
Tôi nên dùng đơn vị nào? Hãy dùng cùng một đơn vị áp suất cho cả e và p — vì tỉ số là không thứ nguyên. Khi đó độ ẩm riêng đầu ra không phụ thuộc đơn vị (kg/kg), và thường được quy đổi sang g/kg.
Vì sao q ổn định theo nhiệt độ? Bởi vì nó là một tỉ số khối lượng. Việc làm nóng không khí mà không thêm hay bớt nước sẽ làm thay đổi thể tích và độ ẩm tương đối, nhưng khối lượng hơi nước và khối lượng không khí vẫn giữ nguyên, nên q không đổi.
