Psychrometr

Psychrometr nie służy do mierzenia stanu psychicznego pacjentów, ale wilgotności powietrza. Jest to prosty przyrząd, zbudowany z dwóch termometrów, gazy i pojemnika na wodę.

Zasada działania jest prosta. Jeden termometr 'suchy' mierzy po prostu temperaturę otoczenia. Drugi jest owinięty gazą która jest zwilżona wodą znajdującą się w pojemniku. Woda z gazy paruje kosztem ciepła pobranego ze zbiorniczka, wskutek czego temperatura na termometrze spada. Temu procesowi przeciwdziała dopływające do termometru z otoczenia, co w końcowym efekcie (gdy ilość ciepła traconego na parowanie zrówna się z ilością ciepła pobranego) daje ustaloną temperaturę na termometrze. Z kolei szybkość parowania zależy od ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu, stąd spadek temperatury jest zależny od wilgotności względnej.

Czyli: w suchym powietrzu, owinięcie głowy mokrym ręcznikiem pozwoli ochłodzić zbyt gorące myśli, w saunie, nawet mokry ręcznik nie pomoże.

Psychrometr mierzy tak zwaną wilgotność względną - nie ile pary wodnej jest w powietrzu w jednostkach bezwzględnych, ale ile pary wodnej jeszcze, w danej temperaturze, 'zmieści się' w powietrzu. Tak więc wilgotność względną "w" (w %) oblicza się ze wzoru

w = 100e/E

gdzie małe e jest prężnością pary w danej temperaturze i ciśnieniu, natomiast duże E jest prężnością pary nasyconej w tych samych warunkach.

Z kolei, "e" można obliczyć wg wyprowadzonego wzoru Sprung'a:

E = E1 - C·(p/1013)·(T-T1)

gdzie E1 jest prężnością pary wodnej nasyconej przy temperaturze termometru zwilżonego (T1), p - ciśnieniem (w hPa), C natomiast jest współczynnikiem psychometrycznym równym 0.5 dla wody i 0.43 dla lodu.

Ponieważ zależność jest trochę skomplikowana i nieliniowa, co widać na wykresie, to z tego powodu odczytu wilgotności dokonuje się, na podstawie pomiarów obu termometrów, poprzez odpowiednie tablice. I tak, np. przy temperaturze 20 oC i wskazaniu termometru zwilżonego 10 oC daje nam wilgotność względną 24 %, natomiast przy T = 30 oC i T = 20 oC wilgotność względna 39%. Generalnie im mniejsza różnica wskazań termometrów, tym większa wilgotność i vice versa, im większa różnica tym bardziej suche jest powietrze. Zależności te nie są liniowe, ze względu na nieliniowe charakterystyki prężności pary nasyconej od temperatury.