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 patří k základním pojmům celého 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. Už chladné 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. V mrazu leží strop ještě níž.
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 uzavřeného prostoru odvede kondenzační vysoušeč, okna přitom zůstávají zavřená. Jen ve velkých halách bez vysoušeče ji odnese proudění ven.
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. 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 temperuje.
Kam dál
Kapacitu doplňují další veličiny vlhkého vzduchu; celkový přehled dává úvodní článek 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.
Když vás kondenzace nebo vlhko trápí přímo doma, začněte měřením. Jak probíhá a co z něj dostanete, popisuje služba měření vlhkosti.