igrometria

Misurazione del vapore acqueo contenuto in un aeriforme; di particolare importanza, in meteorologia, è la misurazione dell’umidità, assoluta o relativa, dell’aria.

fig. 1

fig. 2

Gli strumenti adoperati a tal fine sono gli igrometri. Gli igrometri più precisi sono quelli chimici, costituiti da una serie di tubi a U comunicanti, riempiti di sostanze igroscopiche (cloruro di calcio, acido fosforico ecc.): in essi si fa passare un volume noto V dell’aria (o gas o vapore) di cui si vuol misurare l’umidità; la differenza di massa dei tubi prima e dopo il passaggio dell’aria è uguale alla quantità d’acqua m contenuta nell’aria: l’umidità assoluta di questa è allora u=m/V. Gli igrometri ad assorbimento sono basati sulla proprietà di molte sostanze organiche di variare di dimensioni al variare dell’umidità relativa. Sono usati generalmente fascetti di capelli, tenuti in tensione da una molla (igrometri a capello; fig. 1); le variazioni di lunghezza sono trasmesse, in varia maniera, a un indice mobile su una scala graduata. Un igrometro ad assorbimento in cui il fascetto di capelli comanda il movimento di una punta scrivente che ne registra le variazioni di lunghezza su una striscia di carta avvolta su un tamburo in lenta rotazione uniforme costituisce la forma più semplice di igrografo. Gli igrometri ad assorbimento hanno una precisione relativamente scarsa (dell’ordine del 5%) e richiedono frequenti tarature; inoltre, rispondono poco rapidamente alle variazioni di umidità. Gli igrometri a condensazione (fig. 2) sono basati sulla determinazione della temperatura alla quale l’aria in esame diviene satura. A tal fine si provoca il raffreddamento di un recipiente a parete esterna speculare (generalmente mediante evaporazione di etere nel recipiente); quando la parete speculare si appanna, per la condensazione su di essa di goccioline d’acqua, si rileva la sua temperatura (temperatura di rugiada) a mezzo di un termometro. Da apposite tabelle igrometriche (tabelle di Régnault) si ricava la tensione del vapor d’acqua saturo alla temperatura di rugiada e quella alla temperatura ambiente: il rapporto fra le due tensioni dà l’umidità relativa; quest’ultima, nota la temperatura di rugiada e quella dell’aria, può essere anche ricavata dal diagramma igrometrico. Gli psicrometri (➔ psicrometria) sono invece basati sulla misura della temperatura dell’aria e della temperatura ‘a bulbo umido’ (temperatura cui si raffredda l’aria in prossimità di un termometro avvolto da una garza bagnata con acqua distillata che evaporando sottrae calore all’aria). Gli igrometri elettrici sono basati sulla variazione della resistenza elettrica di particolari sostanze al variare dell’umidità: fra due elettrodi di metallo non a contatto tra loro, è cosparso, in strato sottile, un sale igroscopico; la resistenza elettrica è funzione dell’umidità relativa e della temperatura; misurando pertanto la resistenza, nota la temperatura, si risale all’umidità. Gli igrometri elettrici sono usati particolarmente per misurazioni a distanza, per es. nelle radiosonde. Gli igrometri fotoelettrici sono basati sulla misurazione dell’assorbimento della luce da parte del vapor d’acqua presente nell’aria a lunghezze d’onda diverse. Gli igrometri a conducibilità termica sono basati sulla variazione di conducibilità dell’aria al variare dell’umidità.

fig. 3

Il diagramma igrometrico (o psicrometrico) del sistema aria-acqua (fig. 3) consente di interpretare facilmente i principali problemi connessi all’i.; le trasformazioni a umidità specifica costante sono rappresentate da rette verticali e le isoterme da rette quasi orizzontali. Le curve con parametro ζ sono rappresentative dei diversi valori di umidità relativa; l’andamento di ogni curva caratterizzata dalla stessa umidità relativa mostra che all’aumentare della temperatura cresce la corrispondente umidità specifica. Le curve con parametro h sono rappresentative di un processo di saturazione adiabatica, cioè di una trasformazione isoentalpica in cui l’aria si raffredda e contemporaneamente si umidifica. Dal diagramma igrometrico si può, per es., determinare la temperatura di rugiada t_R che compete a una miscela aria secca-vapor acqueo il cui punto caratteristico sia A.

È detto stato igrometrico dell’atmosfera il valore dell’umidità relativa in un dato istante e in una data località.