KNOWLEDGE

ทฤษฎีความชื้นในอากาศ [EP.2] : ความชื้นสัมพัทธ์และความชื้นสัมบูรณ์ (Relative & Absolute Humidity)

โดย

21 มีนาคม 2023

เพื่อนๆรู้มั้ยว่าในอากาศที่เราหายใจอยู่ในทุกๆวัน จะมีละอองไอน้ำปะปนอยู่ในทุกๆโมเลกุลของอากาศ ซึ่งการที่เราจะรู้ได้ว่าปริมาณของละอองน้ำในโมเลกุลมีปริมาณที่ “เยอะ” หรือ “น้อย” เราสามารถจะวัดค่าได้จาก “ค่าความชื้น” หรือ “Humidity” นั่นเองครับ โดยนิยามของความชื้น คือสภาวะที่อากาศมีไอน้ำปะปนอยู่โดยปริมาณไอน้ำในอากาศจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอีกด้วยครับ โดยเมื่ออุณหภูมิสูงอากาศจะรับไอน้ำได้มากกว่าอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำกว่านั่นเองครับ

โดยการวัดความชื่นในอากาศมีด้วยกันอยู่ 2 แบบคือ

ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute Humidity)
ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity)

แล้วเจ้าสองตัวนี้ชื่อคล้ายๆกัน แต่ต่างกันอย่างไร เราตามไปดูกันนะครับ

1. ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute Humidity)

ความชื้นสัมบูรณ์ (Absolute Humidity) คือ การวัดค่า “น้ำหนักของไอน้ำในอากาศ ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร” ณ อุณหภูมิเดียวกัน โดยคำนวณได้จากอัตราส่วนระหว่าง “มวลของไอน้ำในอากาศ” กับ “ปริมาตรของอากาศ ณ ขณะนั้น” วัดหน่วยเป็น g/cm3 (น้ำหนักต่อปริมาตร)

กรณีที่อากาศ หดตัว หรือ ขยายตัว ค่าความชื้นสัมบูรณ์ จะมีการเปลี่ยนแปลง โดยที่ปริมาณไอน้ำยังคงเท่าเดิม ดังนั้นจึงเป็นเหตุผลที่ว่า “ความชื้นสัมบรูณ์ไม่เป็นที่นิยมมาวัดค่าความชื้นในอากาศ” นั่นเองนะครับ

2. ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity)

ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) คือ ตัวที่บ่งบอกว่า “มีปริมาณน้ำในหนึ่งโมเลกุลอากาศ มากน้อยแค่ไหน” นั่นคือ อัตราส่วนระหว่าง “ความชื้นที่มีอยู่จริงในอากาศ” กับ “ความชื้นมากสุดที่อากาศรับได้ ; เมื่ออากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำ ที่อุณหภูมิและปริมาตรเดียวกัน” นิยมคิดเป็นร้อยละ หรือ เปอร์เซ็นต์ สามารถหาได้จากความสัมพันธ์

การเปรียบค่าความชื้นสัมพัทธ์เหมือนน้ำในแก้ว (โมเลกุลของอากาศ) Credited by SciJinks

โดยการเปลี่ยนแปลงความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศจะขึ้นกับปัจจัยดังนี้

ปริมาณไอน้ำในอากาศ ในกรณีที่ค่าความกดอากาศคงที่ หากปริมาณไอน้ำเพิ่มขึ้น ค่าความชื้นสัมพันธ์ก็จะเพิ่มขึ้นตามครับ
อุณหภูมิ (Temperature) เมื่อปริมาณไอน้ำในอากาศ และค่าความกดอากาศคงที่ หากอุณหภูมิเกิดการเปลี่ยนแปลงความชื้นก็จะเปลี่ยนแปลงครับ

โดยหากอุณหภูมิลดลง – ค่าความชื้นสัมพัทธ์จะเพิ่ม โดย เมื่ออากาศเย็นลง ปริมาตรของอากาศก็จะหดตัวลง ส่งผลให้จำนวนไอน้ำต่อปริมาตรจะเพิ่มขึ้น
โดยหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้น – ค่าความชื้นสัมพัทธ์จะลดลง โดย เมื่ออากาศร้อนขึ้น ปริมาตรของอากาศก็จะขยายตัวเพิ่มขึ้น ส่งผลให้จำนวนไอน้ำต่อปริมาตรจะลดลง

ซึ่งสรุปง่ายๆคือ อุณหภูมิ จะแปรผกผันต่อ ความชื้นสัมพัทธ์นั่นเองครับ

ผลของอุณหภูมิต่อความชื้นสัมพัทธ์
Credited by canyonsandcrags.com

อย่างไรก็ตาม ค่าความชื้นสัมพัทธ์ สูงสุดจะเป็นได้แค่ 100% เท่านั้นครับ นั่นคือ จุดอิ่มตัวของอากาศที่เต็มไปด้วยปริมาณไอน้ำมากที่สุด แต่ทว่าหากอุณหภูมิยังลดลงอีก ไอน้ำที่มีอยู่มากกว่าอากาศที่รับได้ ก็จะถูกบีบตัวออกมาในรูปของ ฝน น้ำค้าง หรือ หมอก และหากอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (Freezing point) ก็จะเป็น หิมะ หรือน้ำแข็งนั่นเองครับ

เปรียบเทียบค่าความชื้นสัมบูรณ์ vs ความชื้นสัมพัทธ์

เปรียบเทียบค่าต่างๆของความชื้นเพื่อแสดงความสัมพัทธ์

เมื่อรู้กันไปแล้วว่าความชื้นในอากาศเกิดขึ้นได้อย่างไร สำหรับในแง่ของโรงงานอุตสาหกรรมเองความชื้นพวกนี้ถือว่ามีผลกระทบต่อกระบวนการผลิต และสินค้ามากๆเลยนะครับ เพราะความชื้นเหล่านี้สามารถส่งผลให้สินค้าบางชนิดเสียหาย ยกตัวอย่างเช่นการเกิดสนิม หรือการทำให้คุณภาพสินค้าไม่ได้มาตรฐานและตก QC ในที่สุด ซึ่งผลกระทบเหล่านี้บางทีอาจจะสูงถึงมูลค่าหลักล้านบาท

จะดีกว่าไหมถ้าเรามีเทคโนโลยีที่สามารถควบคุมความชื้นเหล่านี้ได้ และทำให้โรงงานไม่เสียต้นทุน และยังเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตอีกด้วย ซึ่งวันนี้ทางนายช่างมาแชร์จะขอมาแนะนำเทคโนโลยีใหม่สำหรับการควบคุมความชื้นกันครับ นั้นคือ…

เทคโนโลยีสำหรับโรงงานยุค 4.0 การวัดค่าอุณหภูมิและความชื้นด้วยระบบ Wireless ,IoT จากทาง Murata

โดยเทคโนโลยีนี้จะสามารถวัดความชื้นและอุณหภูมิได้แบบ Real-Time , มีการส่งข้อมูลแบบไร้สาย และยังเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบ IoT (Internet of Thing) โดยอุปกรณ์เซนเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิอัจฉริยะจากทาง Murata

เพียงแค่วางเซนเซอร์ไว้ในตำแหน่งที่ต้องการวัดอุณหภูมิ และความชื้น…หลังจากนั้นเซนเซอร์จะเก็บค่าแล้วส่งข้อมูลไปยังเกตเวย์ แล้วส่งต่อข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์, แทปเล็ต หรือ มือถือ เท่านี้เพื่อนๆ ก็สามารถตรวจวัด และติดตามค่าของอุณหภูมิ และความชื้นได้อย่างง่ายดายเลยครับ