การดูดความชื้น: แนวคิด, สารดูดความชื้น, ตัวอย่าง - กายภาพ

การดูดความชื้นเป็นคุณสมบัติที่มีอยู่ในสารบางชนิดดูดซับหรือขับไล่โมเลกุลของน้ำไปยังหรือจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ สารดูดความชื้นมีความสามารถในการดูดซับ (หรือขับไล่) ไอน้ำออกจากอากาศรอบ ๆ ตัวจนกว่าจะถึงความชื้นที่สมดุลหรือจนกว่าสารจะอิ่มตัว

สารแต่ละชนิดมีลักษณะความชื้นสมดุล เมื่อสภาพแวดล้อมมีความชื้นระดับนี้ความเร็วที่สารจับโมเลกุลของน้ำในสิ่งแวดล้อมจะเท่ากับจำนวนโมเลกุลที่ปล่อยออกมา

รูปที่ 1. ซิลิก้าเจลถือเป็นสารอุ้มน้ำ ที่มา: Pixabay

ในส่วนของความชื้นในอากาศเกิดจากไอน้ำในชั้นบรรยากาศจากการระเหยจากแหล่งต่างๆเช่นทะเลแม่น้ำน้ำในพื้นดินการหายใจและการคายน้ำของพืชและสัตว์รวมถึงแหล่งอื่น ๆ

ปริมาณของโมเลกุลของไอที่สะสมอยู่ในอากาศขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศ อุณหภูมิที่สูงขึ้นการกักเก็บโมเลกุลของน้ำในอากาศก็จะยิ่งมากขึ้น แต่ถ้าความชื้นโดยรอบสูงกว่าความชื้นสมดุลของวัสดุบางชนิดวัสดุนั้นจะรับโมเลกุลของน้ำจากสิ่งแวดล้อม

วัสดุและสารที่มีความชื้นสมดุลต่ำจะถูกใช้เป็นเครื่องทำให้แห้งในห้องนี่คือกรณีของซิลิกาเจลที่แสดงในรูปที่ 1 และแคลเซียมคลอไรด์

สารอุ้มน้ำ

สารที่จับไอน้ำจากอากาศหรือของเหลวที่ล้อมรอบเป็นสารดูดความชื้นและใช้เป็นสารดูดความชื้นในสิ่งแวดล้อมตามที่เราได้กล่าวไปแล้ว

สำหรับกลไกการทำงานของสารดูดความชื้นโดยทั่วไปมีสองประเภท:

- โมเลกุลของน้ำถูกขังอยู่ในโครงสร้างผลึกของสารโดยไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับมัน

- ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของน้ำและสารที่เป็นปัญหา

ในกรณีแรกมีโซเดียมซัลเฟตในขณะที่ในกรณีที่สองมีโลหะอัลคาไลและไฮไดรด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง

สารหรือวัสดุดูดความชื้นอื่น ๆ ได้แก่ :

-กระดาษ

- เส้นใยฝ้าย

-ไม้

-น้ำตาล

-น้ำผึ้ง

- แอลกอฮอล์บางชนิดเช่นเอทานอลและเมทานอล

- ขายเช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์แคลเซียมคลอไรด์โซเดียมคลอไรด์

สารอุ้มน้ำบางชนิดมักจะละลายในน้ำที่ดูดซับเช่นเกลือน้ำตาลหรือน้ำผึ้ง สารที่ละลายในน้ำที่ถูกดึงขึ้นมาเองเรียกว่าสารอ่อนช้อย

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของการดูดความชื้น

วัสดุหรือสารที่ดักจับความชื้นสามารถขยายตัวได้ในกรณีนี้จะทำให้เกิดความเค้นหรือความเครียดกับวัสดุโดยรอบ นั่นคือกรณีของแบตเตอรี่เก่าที่จับความชื้นโดยรอบขยายตัวและทำให้บรรจุภัณฑ์แตก

อีกกรณีหนึ่งที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับปกหนังสือแบบเคลือบซึ่งประกอบด้วยหน้ากระดาษแข็งที่ดูดซับความชื้นในขณะที่ฟิล์มพลาสติกไม่มี ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นมากกระดาษแข็งจะดูดซับน้ำและขยายตัวส่งผลให้ฝาหย่อนคล้อยออกไปด้านนอก

คุณลักษณะที่อธิบายไว้ในย่อหน้าก่อนหน้าของการขยายตัวที่แตกต่างกันโดยการให้น้ำของวัสดุสองชนิดที่แตกต่างกันถูกนำมาใช้ในการสร้างเครื่องมือเพื่อวัดความชื้นในสิ่งแวดล้อมเช่นไฮโกรมิเตอร์

ไฮโกรมิเตอร์

ไฮโกรมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความชื้นโดยรอบ เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้ทำการวัดความชื้นโดยรอบทางอ้อม

ตัวอย่างเช่นอาจเป็นความแปรปรวนทางกลเนื่องจากการดูดซับความชื้นโดยสารที่ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์

รูปที่ 2. ไฮโกรมิเตอร์ขดลวดเกลียว Bilayer (โลหะ - กระดาษชุบด้วยเกลือ) ที่มา: Wikimedia Commons

ความจุไฟฟ้าของแผ่นโลหะสองแผ่นที่คั่นด้วยอากาศอาจเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องจากความชื้นในสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไป

ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุบางชนิดอาจไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความชื้นโดยรอบ เป็นคุณสมบัติเหล่านี้ที่ใช้เป็นเซนเซอร์วัดความชื้น

มีไฮโกรมิเตอร์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าไซโครมิเตอร์ที่คำนวณความชื้นโดยอาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิของเทอร์มอมิเตอร์สองตัวคือหลอดหนึ่งมีกระเปาะแห้งและอีกอันมีกระเปาะเปียก

RH

ไฮโกรมิเตอร์โดยทั่วไปจะวัดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ สิ่งนี้ถูกกำหนดให้เป็นผลหารระหว่างความชื้นของอากาศหารด้วยความชื้นของอากาศอิ่มตัวและคูณด้วย 100 ดังนั้นความชื้นสัมพัทธ์จึงแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ได้อย่างสะดวก

สูตรที่ช่วยในการกำหนดความชื้นสัมพัทธ์มีดังต่อไปนี้:

ในนิพจน์นี้ Pv คือความดันไอและ Pvs ความดันไออิ่มตัว

เพื่อให้แน่ใจว่าอากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำจุดน้ำค้างจะถูกค้นหา ซึ่งประกอบด้วยการลดอุณหภูมิจนถึงจุดที่อากาศไม่รับไอน้ำมากขึ้นและเริ่มกลั่นตัวบนวัตถุเย็นเช่นโลหะและแก้ว

การวัดความชื้นที่จุดน้ำค้างคือระดับความชื้นสัมพัทธ์ 100%

ความชื้นเฉพาะ

ปริมาณที่มีประโยชน์มากอีกอย่างหนึ่งคือความชื้นเฉพาะ กำหนดเป็นจำนวนกรัมของไอน้ำต่ออากาศชื้น 1,000 กรัมและใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้เพื่อกำหนด:

- ตัวอย่างที่ 2 (การทดลองที่บ้าน)

การทดลองต่อไปนี้เป็นการสาธิตเชิงปฏิบัติและเป็นภาพของการดูดความชื้นของไม้นั่นคือความสามารถในการดูดซับน้ำและทำให้เกิดการขยายตัวและแรง

ใช้ไม้จิ้มฟันห้าอันแล้วแบ่งครึ่ง แต่ไม่ต้องแยกให้หมด จากนั้นจะเรียงเป็นวงกลมเหมือนที่แสดงในรูปต่อไปนี้:

รูปที่ 3 เริ่มต้นการจัดเรียงไม้จิ้มฟันที่แห้งและหักตรงกลาง ที่มา: raulexperimentos.blogspot.com

หยดน้ำวางอยู่ตรงกลาง ทันทีที่หยดน้ำตกลงตรงกลางของแท่งไม้มันมีแนวโน้มที่จะขยายตัวเนื่องจากการดูดซับ (เพื่อไม่ให้สับสนกับการดูดซึม) ของน้ำผ่านเส้นใยของไม้

ในช่วงเวลาสั้น ๆ ไม้ดูเหมือนจะมีชีวิตขึ้นมาเนื่องจากการขยายตัวทีละน้อยและหลังจากนั้นประมาณ 1 นาทีผลจะเป็นดังที่เห็นในรูปต่อไปนี้

รูปที่ 4. การกำจัดไม้จิ้มฟันขั้นสุดท้ายเนื่องจากการดูดซับความชื้น ที่มา: raulexperimentos.blogspot.com

อ้างอิง

Biostudy วัสดุธรรมชาติ 2 ปุ่ม การดูดความชื้นและการแพร่กระจายของไอ สืบค้นจาก: mirencaballerobioestudio.com
raulexperiments ไม้ anisotropy และ hygroscopy: ดาวเกิด สืบค้นจาก: raulexperimentos.blogspot.com
มอก การดูดความชื้น / พฤติกรรมที่น่าแปลกใจ กู้คืนจาก: tis-gdv.de
วิกิพีเดีย ไฮโกรมิเตอร์. สืบค้นจาก: es.wikipedia.com
วิกิพีเดีย ดูดความชื้น สืบค้นจาก: es.wikipedia.com
วิกิพีเดีย ความชื้นสัมบูรณ์ สืบค้นจาก: es.wikipedia.com
วิกิพีเดีย ความชื้นในอากาศ. สืบค้นจาก: es.wikipedia.com
วิกิพีเดีย RH สืบค้นจาก: es.wikipedia.com
วิกิพีเดีย Hygroscopy สืบค้นจาก: en.wikipedia.com

การดูดความชื้น: แนวคิด, สารดูดความชื้น, ตัวอย่าง - กายภาพ - 2025