Калькулятор абсолютной влажности воздуха

При насыщении	17,24 г/м³
До насыщения	8,62 г/м³

Сколько воды находится в воздухе

Тёплая комната и прохладный воздух за окном, в каждом показано разное количество водяного пара

При 20 °C и относительной влажности 50% в одном кубометре воздуха содержится примерно 8,62 г водяного пара. Это и есть абсолютная влажность: масса пара, делённая на объём воздуха. Процент на гигрометре отвечает на другой вопрос: насколько воздух близок к насыщению именно при своей температуре. Поэтому одинаковые 50% в холодной комнате и в летнюю жару не означают одинаковое количество воды.

Калькулятор полезен, когда нужно сравнить два состояния воздуха в понятных единицах. Например, оценить, суше ли воздух за окном, чем в квартире, или понять, изменилась ли масса пара после работы осушителя. Для такого сравнения температуру и влажность нужно брать одновременно и в одном месте, а не сочетать утренний процент с дневной температурой.

Как проценты превращаются в граммы

Сначала по температуре находится давление водяного пара при насыщении. При 20 °C оно составляет около 23,33 гПа. Относительная влажность 50% означает, что действительное давление пара примерно вдвое меньше. Затем по уравнению состояния водяного пара давление переводится в массу на объём.

Абсолютная влажность = 216,7 × давление пара / (температура + 273,15)

В этой записи давление пара измеряется в гектопаскалях, температура вводится в °C, а результат получается в г/м³. Давление пара равно давлению насыщения, умноженному на относительную влажность и делённому на 100. Для давления насыщения использована аппроксимация, приведённая в руководстве Всемирной метеорологической организации: 6,112 × exp(17,62T / (243,12 + T)) гПа над жидкой водой.

Калькулятор показывает также плотность пара при 100% влажности с той же температурой и разницу до неё. При 20 °C предел по этой модели составляет 17,24 г/м³. При 50% в воздухе уже есть 8,62 г/м³ и столько же не хватает до насыщения. Этот «остаток» не является готовой инструкцией, сколько воды налить в увлажнитель: комната обменивается воздухом с улицей, а мебель и отделка поглощают влагу.

Как читать разные показания

Обычная комната. При 20 °C и 50% результат равен 8,62 г/м³. В 40 м³ такого воздуха находится около 345 г водяного пара. Это масса, присутствующая в воздухе в данный момент, а не расход воды прибором за день. Для оценки увлажнения важно учитывать проветривание и другие источники влаги.

Проветривание зимой. На улице 0 °C и 80%, что соответствует лишь 3,88 г/м³. В комнате 20 °C и 50%, или 8,62 г/м³. Поэтому уличный воздух может оказаться суше по массе пара, несмотря на более высокий процент. После его нагрева в комнате относительная влажность изменится; точный итог зависит от того, сколько воздуха действительно заменилось.

Жаркий день. При 30 °C и тех же 50% воздух содержит около 15,13 г/м³. Сравнение с комнатными 20 °C и 50% показывает разницу 6,51 г/м³. По одному проценту на двух гигрометрах такой вывод сделать нельзя; для решения о проветривании нужно сравнить пару «температура плюс влажность» с обеих сторон.

Работа осушителя. До включения прибора в помещении 24 °C и 60%: 13,02 г/м³. Позже при той же температуре и 40% получается 8,68 г/м³. Разница составляет 4,34 г на кубометр воздуха. Если осушитель собрал больше воды, это не ошибка: за время работы влага могла поступать из воздуха снаружи, стен, вещей и готовки.

Теплица или кладовая. Показание 28 °C и 70% соответствует примерно 19,00 г/м³. При 15 °C и 75% в другом помещении получается около 9,60 г/м³. Во втором месте процент выше, а водяного пара в кубометре почти вдвое меньше. Для защиты вещей от конденсата одной абсолютной влажности недостаточно: нужна ещё температура поверхности и точка росы.

Морозный воздух. При −10 °C и 70% расчёт даёт около 1,65 г/м³ по насыщению относительно жидкой воды. При температуре ниже нуля некоторые измерения и модели относят влажность к насыщению над льдом. Там давление насыщения другое, поэтому перед точным зимним сравнением стоит проверить, как ваш источник определяет проценты.

Что меняется при нагреве и охлаждении

При нагреве воздуха без добавления пара его относительная влажность обычно падает: тёплый воздух дальше от насыщения. Но фраза «абсолютная влажность не зависит от температуры» тоже слишком груба. Если воздух расширяется при нагреве, те же молекулы пара распределяются по большему объёму, и масса в одном кубометре может уменьшиться. В герметичном сосуде с неизменным объёмом она, наоборот, останется той же до конденсации или утечки.

Охлаждение без удаления пара повышает относительную влажность. Когда воздух доходит до насыщения, лишний пар может конденсироваться, и дальнейший пересчёт только по прежней массе уже неверен. Для окна, трубы или стены решает не средняя температура воздуха, а температура конкретной поверхности. Именно поэтому абсолютная влажность помогает сравнить воздух, но не заменяет расчёт точки росы и риска конденсата.

Единицы и пределы метода

Результат в г/м³ нельзя смешивать с влагосодержанием в г/кг сухого воздуха. Первое делит массу пара на объём воздуха, второе сравнивает массы пара и сухой части смеси. Они по-разному ведут себя при изменении давления и объёма. Калькулятор не просит атмосферное давление, потому что для приближённой плотности пара достаточно его парциального давления и температуры; более точные метеорологические расчёты учитывают небольшую поправку на давление влажного воздуха.

Используемая формула давления насыщения дана для жидкой воды в интервале от −45 до 60 °C; интерфейс ограничен диапазоном от −40 до 60 °C. Ниже нуля насыщение над льдом отличается. Кроме того, домашний гигрометр и термометр могут ошибаться сильнее, чем десятые доли в выведенном результате. Для принятия решения полезнее смотреть на заметное изменение показаний и условия измерения, чем спорить о сотых грамма.

❓ Вопросы и ответы

Для сравнения воздуха внутри и снаружи важно различать проценты и граммы на кубометр, а при морозе учитывать способ определения насыщения.

Чем абсолютная влажность отличается от относительной?

Абсолютная влажность показывает массу водяного пара в кубометре воздуха, г/м³. Относительная показывает, какую долю от насыщения при текущей температуре составляет давление этого пара, в процентах.

Может ли при одинаковых 50% воды быть разное количество?

Да. При 20 °C и 50% получается около 8,62 г/м³, а при 30 °C и 50% около 15,13 г/м³. Для сравнения двух показаний всегда берите вместе температуру и процент.

Сколько воды содержится во всём помещении?

Умножьте результат в г/м³ на объём воздуха в м³. Например, 8,62 г/м³ в 40 м³ дают около 345 г пара в воздухе на момент измерения. Это не учитывает влагу в стенах, мебели и приток нового воздуха.

Почему после нагрева процент упал, хотя воду не удаляли?

Потому что давление насыщения при более высокой температуре растёт. При этом масса пара может сохраниться в закрытом объёме; если воздух расширяется, масса на один кубометр тоже изменится.

Какой результат означает полностью насыщенный воздух?

При относительной влажности 100% абсолютная влажность равна показателю «При насыщении», а разница «До насыщения» равна нулю. Это не доказывает, что на любой поверхности уже есть капли.

Почему зимние калькуляторы могут показать разные значения?

При температуре ниже 0 °C давление насыщения над льдом меньше, чем над жидкой водой. Разные приборы и методики могут относить процент влажности к разным поверхностям; здесь используется формула над водой.

Нужен ли показатель г/м³ для оценки конденсата на окне?

Сам по себе нет. Нужно сравнить температуру поверхности окна с точкой росы воздуха. Масса пара в кубометре помогает сравнивать состояния воздуха, но не определяет, насколько холодно конкретное стекло.

Можно ли получить отрицательную абсолютную влажность?

Нет. Масса пара на объём не бывает отрицательной. Ноль при 0% является предельным математическим случаем; отрицательный процент или процент выше 100 калькулятор отклоняет.

Есть что добавить?

Напишите своё мнение, комментарий или предложение.