중3 Re: 건습구 습도계 (절대습도)

[안현정]

Q. 오후2시에 건습구 습도계로 습도를 측정한 후 오후 4시에 다시 측정하였더니 건구 온도는 변함이 없는데, 습구온도는 1도 올라갔다. 오루 2시에서 4시 사이에 일어난 현상을 바르게 설명한것은?

답 : 절대습도가 높아졌다

A.

건습구 습도계의 원리

건습구 습도계는 두개의 온도계로 되어 있습니다.

건구온도계는 그냥 두고, 습구온도계는 물에 젖은 헝겊으로 둘러져 있습니다.

습구온도계는 헝겊의 물이 증발하면서 (액체가 기체로 증발하면서 주변의 열을 흡수하게 됩니다.) 온도가 내려가는 원리를 이용하는 것입니다.

만약 주변의 습도(공기의 수증기량)가 100%라면 증발이 일어나지 않습니다. 따라서 습구온도계의 온도가 내려가지 않을 것입니다.

반대로 습도가 낮다면 증발이 잘 일어나 온도가 잘 내려가게 될것입니다.

위 문제에서 2~4시 사이에 습구온도계가 올라갔다는 것은 처음보다 증발이 잘 일어나지 않는다는 뜻입니다. 증발이 잘 일어나지 않았다는 것은 공기중의 수증기량이 많아졌기 때문입니다.

습도(공기의 습한정도)에는 두가지가 있습니다.

일반적으로 말하는 습도는 상대습도 이구요. 다른 한가지는 절대 습도 입니다.

상대습도라는 것은 현재기온의 포화수증기량 (포화공기 1㎥속에 포함된 수증기의 양g 입니다.) 에 대한 실제로 포함되어 있는 수증기량의 비율입니다.

                        현재 공기에 포함되어 있는 수증기량 (g/㎥)

상대습도(%) = ─────────────────────  x 100

                        현재 기온에서의 포화 수증기량 (g/㎥)

포화수증기량은 기온에 따라 변하게(온도가 올라가면 증가)되므로,

아무리 실제 수증기량이 같다고 하더라도 기온이 다르다면 습도는 달라지는 것입니다.

예를 들어 위 그림처럼

어떤 온도에서 1㎥ 에 18명이 들어올 수 있는 방인데 실제로는 10명밖에 안들어와 있다면,

비율로 따지면, 10/18 x 100 =  약 44.4% 밖에 안되는 것입니다.

만약 18명 들어가는 방에 18명이 모두 들어와 있다면 100%가 되겠지요.

수증기도 똑같은 원리랍니다.

20℃ 에서 포화공기 1㎥ 최대로 포함될 수 있는 수증기의  양이 18g 라고 한다면,

실제로는 10g밖에 들어 있지 않아, 습도는 44.4%가 되는 것이지요.

절대습도는 실제 수증기량을 말하는 것이랍니다. 상대습도가 비율을 나타낸 것이라면 절대습도는 단순한 현재의 수증기량을 나타내는 것이지요.

위 그림으로 표현하자면, 단순히 1㎥에 수증기가 10g있는 것이므로 10g/㎥ 가 절대습도 입니다.

온도에 상관없이 수증기가 많으면 절대습도는 높은것이고,

수증기가 적으면 절대습도는 낮은것이지요.

위 문제에서

건구온도가 변하지 않았다는 것은, 기온의 변화가 없었다는 뜻이므로 포화수증기량에는 변함이 없습니다.

습구온도만 높아진것은 증발이 안일어 덜 일어나게 된 것입니다.

따라서 같은 온도에서 포화수증기량은 변하지 않았지만 실제수증기량만 변했다는 뜻입니다.

즉 절대습도는 높아지고, 상대습도는 내려가게 된것입니다.

[정혜진]

아하! 감사합니다.