Kolik vody unese vzduch: kapacita a teplota
Dusný letní večer, kdy je vzduch těžký a lepkavý, a mrazivé zimní ráno, kdy praská suchem. Je to tentýž vzduch, jen o jiné teplotě, a přesto v jednom je vody plno a ve druhém skoro žádná. Rozdíl nedělá počasí jako takové, ale kolik vody vzduch při dané teplotě vůbec unese.
Kapacita vzduchu pro vodní páru je jedna z nejdůležitějších věcí v celém oboru. Vysvětluje, proč se něco rosí, proč v zimě bývá doma sucho a proč při vysoušení topíme. Tenhle článek ukazuje, jak kapacita souvisí s teplotou.
Teplý vzduch je větší houba
Vzduch se dá představit jako houba na vodu. Studená houba je malá a pojme málo, teplá je velká a pojme hodně. Když vzduch ohřejete, jeho houba se zvětší; když ho ochladíte, zmenší se.
Proto v teplém pokoji může být vody hodně, a přesto se nic nesráží: houba má ještě rezervu. Ve studené předsíni stačí mnohem méně vody a houba je plná, takže přebytek začne kondenzovat na stěnách.
Tahle jednoduchá představa vysvětlí většinu jevů kolem vlhkosti. Zbytek jsou už jen konkrétní čísla.
Křivka nasycení: kolik se do vzduchu vejde
Maximum vody, které vzduch při dané teplotě unese, se nazývá nasycení. Orientačně vypadá takto:
| Teplota vzduchu | Přibližná kapacita vodní páry |
|---|---|
| 5 °C | ~7 g na m3 |
| 20 °C | ~17 g na m3 |
| 30 °C | ~30 g na m3 |
Všimněte si, že kapacita neroste rovnoměrně. Mezi 5 a 20 °C přibude zhruba 10 gramů, ale mezi 20 a 30 °C dalších třináct. Čím tepleji, tím prudčeji kapacita stoupá. Odborně se téhle rostoucí čáře říká křivka nasycení.
Vraťme se k tomu dusnu a mrazu z úvodu. Mrazivé ráno kolem 5 °C unese nanejvýš zhruba 7 gramů vody na krychlový metr, kdežto dusný letní den kolem 30 °C až asi 30 gramů, tedy víc než čtyřnásobek. Proto je letní vzduch po bouřce tak těžký a proto se v mrazu skoro nic neorosí, dokud teplota povrchu neklesne opravdu hluboko.
Studený vzduch tedy unese málo vody, i když je „nasycený” na vysoké procento. Právě proto větrání v mrazu často vlhkost sníží: studený venkovní vzduch v sobě skoro žádnou vodu nemá, a jakmile ho uvnitř ohřejete, získá velkou rezervu a nasaje vlhkost z bytu.
Co se stane, když teplý vzduch ochladíte
Teď to obraťme. Vezměte teplý vzduch, který je vodou skoro nasycený, a ochlaďte ho. Jeho houba se zmenší, jenže voda nikam nezmizí. V určitém okamžiku se do menší houby všechna nevejde a přebytek se srazí na kapky.
Přesně to se děje na studeném skle okna, na chladných stěnách v rozích nebo na potrubí. Teplota, při které k tomu dojde, se jmenuje rosný bod, a věnuje se jí samostatný článek rosný bod. Zatímco tady jde o kapacitu a její křivku, rosný bod je konkrétní teplota, při níž křivku protnete a začne kondenzace.
Stejný princip stojí i za orosenou lahví z lednice nebo za tím, proč se v létě potí studené sklepní stěny: teplý vlhký vzduch se u chladného povrchu ochladí pod svůj rosný bod.
Proč se při vysoušení topí
Kapacita vzduchu je také důvod, proč je teplo jednou z pák profesionálního vysoušení. Když vzduch ohřejete, zvětšíte jeho houbu, takže z mokrého materiálu pojme víc vody. Tu pak z prostoru odvede kondenzační vysoušeč nebo větrání.
Samotné topení ale vlhkost neodstraní, jen zvýší kapacitu. Voda musí ještě někam odejít, jinak se po ochlazení zase srazí. Proto se teplo kombinuje s odvlhčováním nebo s odvětráním. Souvislost tří pák (teplo, sušší vzduch, proudění) shrnuje pilíř o psychrometrii.
Kapacita zároveň vysvětluje, proč kondenzační vysoušeče ztrácejí účinnost v chladu: pod zhruba 15 °C je vzduch tak „malá houba”, že z něj stroj stáhne jen málo vody. Ve studených prostorech se proto buď temperuje, nebo se sahá po jiné technice.
Kam dál
Kapacita je jedna z veličin vlhkého vzduchu. Jak zapadá do celku, shrnuje pilíř o psychrometrii. Proč stejné procento na vlhkoměru znamená při různé teplotě jiné množství vody, rozebírá relativní vs. absolutní vlhkost; konkrétní teplotu kondenzace pak rosný bod.
Pokud řešíte konkrétní vlhkost ve stavbě a chcete ji změřit a vyhodnotit, podívejte se na naši službu měření vlhkosti.