습도의 표시법에 대해서

습도의 표시법에 대해서

우리들이 생활하고 있는 환경속에서, 습도라든지 수분이라든지 하는 것은, 자주 듣는 말이며, 또, 매우 중요한 양이기도 합니다.

이전에는 습도는 기상상의 자료 중 하나로 이용되었을 뿐이었지만, 최근에는 공업상 매우 중요한 양이 되어 제대로 수치로 나타낼 필요성이 생겼습니다.

그러기 위해서는 어떤 기기로 측정하면 좋은지, 또 그 기기를 어떻게 관리해 나가는 것이 좋은지...'습도'에 대해 몇 가지 지식을 가지는 것이 중요합니다.

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다만 유감스럽게도 이 '습도'에 대한 측정방법의 발전은 다른 물리량의 측정방법에 비해 늦어지고 있는 것이 현재 상황이며 정밀도가 좋은 측정기기에 의한 측정이 끊어지기 시작한 것은 최근 들어서입니다.

서점에서도 이해하기 쉬운 '습도' 해설서가 없고, 또 몇 가지 문헌도 발간, 발표되고는 있지만 내용이 매우 어렵고 너무 전문적이어서 가능한 한 이해하기 쉽고, 초보자분들을 대상으로 '습도' 기초지식에 대해 설명하겠습니다.

습도라고 하는것은 일반적으로는이 공기가 얼마나 습한가,이 공기에 얼마 정도의 수분이 포함 되어 있는가라고 표현을하는데 이것으로 만족해서는 전문가가될 수 없습니다.

습도를 다루는 데에는 다양한 용어가 나옵니다.

그럼 조금 더 다른 말로 습도를 정의해 볼까요?

습도란? '어떤 기체 안에 포함된 수증기의 질량 또는 그 비율'이라고 정의합니다.

여기에 나오는 수증기는 기체 안에 기체상태로 존재하는 수증기(수분)를 가리키며, 작은 물방울이나 얼음조각이라도 액체 혹은 고체로 존재하는 것은 제외합니다.

조금 이야기가 어려워졌어요.

그럼 다음 문제를 생각해 보세요.

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(문제)

위 그림과 같이 주전자에 물을 넣고 끓입니다.

당연히 토출구는 그림과 같은 상태가 됩니다.

자, 그럼 습도는 어느 부분에서 정의할까요?

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올바른 곳에 o표을 하세요.

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습도를 표현하기 위해서는 다양한 전문적인 용어들이 있습니다.

대표적인용어를살펴보죠.

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[상대습도 Relative Humidity]......U

일기 예보 등에서 습도라고 불리는 것은, 이 상대 습도를 의미하는 경우가 대부분입니다.

상대습도란 어떤 온도에서의 기체 내의 수증 기압과 그 기체의 포화 수증 기압의 비를 100분율로 나타냅니다.

(포화수증기압이란 ...나중에 나옵니다.) 단위는 %를 사용합니다. (다른 단위와 혼합하여 사용할 경우 %RH를 사용할 때도 있습니다.)

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[절대습도 Absolute Humidity] ...dv

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어떤 온도에서의 기체 단위부적 중(1m3)에 포함되는 수증기의 질량(g)을 나타냅니다.

단위는 g/m3를 사용합니다.

다만, 공조업계 등에서는 다음의 혼합비를 절대습도라고 부를 수도 있으므로 주의하시기 바랍니다.

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[혼합비 Humidity Mixing Ratio]......r.

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수증기 이외의 공기(마른 공기) 1kg에 대해 몇 kg의 수증기가 존재하는지를 나타냅니다.

온도, 압력, 부피가 변화해도 수증기의 양이 변화하지 않으면 이 혼합비는 변하지 않습니다.

단위는 kg/kg를 사용합니다.

공조업계 등에서는 이 혼합비를 절대습도라고 부르며 빈번히 사용합니다.

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[포화수증기압 Pressure of satulated water vapor]......es

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기체 안에 포함된 수증기의 양에는 한계가 있어, 더 이상 포함되지 않는 한계를 포화라고 부릅니다.

이 때의 수증기 압력을 포화 수증기압이라고 부르며, 이 값은 온도, 압력에 의해 변화합니다.

또 0°C 이하에서는 물과 공존하는 경우, 얼음과 공존하는 경우에 따라 값이 달라지므로 주의가 필요합니다.

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이슬점(노점)/서리점 Dew Point/Frost point......td

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기체의 온도가 높을수록 많은 수증기를 포함할 수 있습니다.

수증기를 포함한 기체를 냉각해 가면 수증기의 양은 변화하지 않지만 상대습도(%RH)는 상승하여 어떤 온도에서 100%RH가 됩니다.

이 상태를 포화상태라고 부르며 이 기체에서는 더 이상 수증기를 포함한 여유가 없는 온도임을 나타냅니다.

즉, 더 이상 냉각을 진행하면, 수증기의 일부가 응축해, 이슬(물)이 되어, 외부에 나타나기 때문입니다.

이 온도를 그 기체의 노점온도라고 부릅니다.

당연히 물이니까 0도 이하에서는 서리(얼음)로 나타나죠.

이 서리 상태로 나타나는 점을 서리점이라고 부르며 이슬점과 구별하고 있습니다.

또 이슬이 나타나는 현상은 결로라고 부릅니다.

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*사람이 하루에 들이마시는 공기의 무게를 알고 계십니까?

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약 12~13kg의 공기를 들이마시고 있다고 합니다.

공기 12kg은 0°C에서 비교적 건조한 상태에서 약 10m3, 3장 크기의 방 정도의 부피를 말합니다.

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예를 들어 25°C, 60% RH의 공기를 하루 들이마셨다면 어느 정도의 수분을 들이마신 셈이 될까요?

25°C 60%RH의 공기 1kg에는 약 0.012kg의 수분이 포함되어 있습니다. (이건...맞아요! 혼합비이군요.)

0.012kg/kg×12kg=0.144kg=약 150cc입니다.

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문제 " 답"

기체 안에 기체 상태로 존재하는 수증기...라고 말하고 있습니다.

B부분은 김, 즉 수분이 물방울로서 나타나고 있습니다.

C부분은 겉보기에는 기체 상태(김이 보이지 않는다)이므로 정답으로 해도 되지만 주전자의 입에서 김이 뿜어져 나와 있는 상태이므로 수분이 기체 상태인지 물방울(김기) 상태인지 판별이 어렵습니다.(그 외 몇 가지 문제는 있지만요.) 이 문제는, 습도의 정의를 얻기 위한 것이므로, 어려운 것은 별로 생각하지 않고, 단순하게 기체 상태, A를 정답으로 합니다.