Was ist die 'relative Feuchte', und worauf bezieht sich diese 'relative Feuchte' ?

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  1. #1 Mattina, 04.03.2003
    Mattina

    Mattina Gast

    ???
     
  2. JDB

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    In Luft ist die relative Feuchte das Verhältnis des tatsächlichen Wasserdampf-Partialdrucks p zum Sättigungsdampfdruck ps. Wenn z.B. bei einer Lufttemperatur von 20°C (dann ist ps = 2340 Pa) ein Dampfdruck von 1872 Pa herrscht, dann ist die relative Feuchte 1872 Pa / 2340 Pa = 0.8 = 80%.

    In einem porösen Baumaterial herrscht eine rF von x %, wenn es Luft mit einer rF von x % so lange ausgesetzt war, bis es den Gleichgewichtszustand erreicht hat und keine Feuchte mehr aufnimmt oder abgibt.
    Die Feuchte in dem Material ist dann im Gleichgewicht mit der rF der Luft in den Porenräumen.
    Bei einer rF von weniger als ca. 50% bedeutet das, daß sich eine molekulare Schicht mit einer Dicke von einer oder ein paar Moleküllagen an den Porenwandungen angelagert hat; bei höheren relativen Feuchten tritt zusätzlich Kapillarkondensation auf.

    Dabei passiert folgendes: die üblichen Formeln für den Sättigungsdampfdruck (wie z.B. in der DIN 4108) gelten nur für ebene Wasseroberflächen. Über konkav gekrümmten Oberflächen, in denen die Wassermoleküle stärker gebunden sind, herrscht ein niedrigerer Sättigungsdampfdruck; dieser Effekt ist um so ausgeprägter, je stärker die Oberfläche gekrümmt ist.

    In einer teilweise gefüllten Kapillare nimmt die Grenzfläche zwischen Wasser und Luft die Gestalt eines Meniskus an, dessen Krümmung von den beteiligten Grenzflächenenergien und insbesondere vom Radius der Kapillare abhängt. Wenn das Luftvolumen in einer solchen Kapillare mit Luft gefüllt ist, deren Wasserdampfpartialdruck größer als der Sättigungsdampfdruck an der Meniskusoberfläche ist (wobei die rF in der Luft immer noch kleiner als 100% sein kann), dann ist die Luft in unmittelbarer Nähe des Meniskus übersättigt und Wasser kondensiert aus der Luft auf den Meniskus, d.h. die Kapillare füllt sich.

    In einem porösen Material gibt es in der Regel eine breite Verteilung verschiedener Porengrößen. In den kleinsten Poren sind eventuelle Menisken so stark gekrümmt, daß in diesen Poren schon ab 50% relativer Feuchte in der Porenluft Wasser auf den Menisken kondensiert. Erst füllen sich die kleinsten Poren, und nach und nach auch die größeren Poren (mit immer schwächerer Krümmung der Menisken), bis eine Porengröße erreicht ist, für die - wegen des Porenradius und der entsprechend geringen Krümmung des Meniskus - der Sättigungsdampfdruck am Meniskus gleich dem Dampfdruck in der Porenluft ist. Auf diese Weise führt die Kapillarkondensation zu einem von der relativen Feuchte in der Porenluft abhängigen Flüssigwassergehalt, auch wenn diese rF unter 100% liegt. Die Wassermenge, die benötigt wird, die Poren bis zu diesem Punkt zu füllen, hängt von der Porenstruktur und der Porengrößenverteilung des Materials ab.

    Die Feuchtespeicherfunktion beschreibt die Feuchtemenge, die auf diese Weise vom Baumaterial aufgenommen wird, wenn es Luft mit bestimmter relativer Feuchte ausgesetzt wird. Da dieser Zusammenhang zwischen rF und Feuchtegehalt weitgehend temperaturunabhängig ist, eignet sich eben die rF als eindeutiger Parameter zur Beschreibung des Feuchtegehalts eines Materials und ist deswegen so wichtig.


    aus : http://www.hoki.ibp.fhg.de/wufi/faq.html
     
  3. #3 Martin K, 04.03.2003
    Martin K

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    Luft kann je nach Temperatur eine bestimmte Menge
    Wasser aufnehmen. Warme Luft mehr als kalte. Wenn
    sich jetzt zufällig halb so viel Wasser in der Luft befindet wie
    sie bei der aktuellen Temperatur aufnehmen kann spricht
    man von 50% rel. Luftfeuchtigkeit. Wird die Luft kälter und
    die absolute Menge Wasser ändert sich nicht(!) so steigt die
    rel. Luftfeuchtigkeit und bei > 100% fällt das Wasser aus und
    es wird nass (tau). Wenn diese Luft danach wieder erwärmt
    wird hält sie weniger wasser als vorher (ist ja was weg gefallen)
    und sie wird trockener.

    Also Feuchtigkeit relativ zu dem was sie unter den akt. Bedingungen
    aufnehmen könnte.

    stimmt das so in etwa?

    Gruß
    Martin
     
  4. Gast

    Gast Gast

    Wenn man am kalten Wintertag ausatmet, ensteht eine Nebelwolke - in der Ausatemluft ist mehr Wasserdampf enthalten als die Luft gasförmig enthalten kann. Bei normalen Luftdruck (ca. 1000 mbar) kocht das Wasser bei 100°C - und der dabei entstehende Wasserdampf hat auch einen Druck von 1000 mbar.

    Wenn der Luftdruck niedriger ist, z.B. auf einem hohen Berg kocht das Wasser bei niedrigerer Temperatur obwohl bei niedrigerer Temperatur der mögliche Wasserdampfdruck kleiner ist - aber der Luftdruck ist eben auch kleiner.

    Wenn man das Wasser in ein geschlossenes Gefäß gibt und das Gefäß evakuiert, dann kocht das Wasser eben auch z.B. bei 10°C. der Druck muß nur genügend niedrig sein - und dieser jeweilige Druck, bei dem das Wasser sieden würde ist der sogenannte Sättigungsdruck.

    Nun ist in der Regel weniger Wasser in der Luft als Wasser zu dem Sättigungsdruck gehört. Und dieses Verhältnis nennt man relative Feuchte.

    Noch eine Bemerkung zur Kapillarität. Wenn man sich das Wasser in einem dünnen Glasröhrchen anschaut, sieht man, daß die Wasseroberfläche nicht eben, sondern rund ist. Der Winkel zwischen Wasseroberfläche und dem Rand ist für eine bestimmte Kombination (z.B. Wasser - Glas) immer gleich - auch wenn der Durchmesser der Wasserfläche sehr groß ist - am Rand steigt das Wasser etwas hoch.

    Wenn jetzt der Kapillarendurchmesser klein ist, bestimmt der Randwinkel eine Kugeloberflöche, dern Radius um so kleiner ist, um so kleiner der Kapillarendurchmesser ist.

    Jetzt kommt das Entscheidende - eine gekrümmte Oberfläche kann ein Wassermolekül schwerer verlassen als eine ebene Oberfläche. Das hat zur Folge das bei gegebener Temperatur der Siedepunkt einer konkav gekrümmten Oberfläche höher liegt. An den Druckverhältnissen in der Luft ändert sich dadurch nichts - insofern ist der Satz "... dann ist die Luft in unmittelbarer Nähe des Meniskus übersättigt ..." nicht ganz zutreffend. Nur weil die die Wassermoleküle die gekrümmte Oberfläche schwerer verlassen können, verdunstet das Wasser nicht! Dagegen erfolgt das Einfangen der zufällig aus der Luft aufs Wasser treffenden Moleküle um so begieriger. Und wegen des Gleichgewichts Verdunsten - Einfangen, bleibt die kugelförmige Wasseroberfläche (Meniskus) stabil.
     
  5. Ebel

    Ebel

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