測濕學

測濕學的原理可以應用在任何由氣體和蒸氣組成的混合氣體中，不過最常見的應用是在空氣-水蒸氣混合物上，例如暖通空調（HVAC）及氣象學都與此有關。生活中的熱舒適性不但和周圍空氣的溫度有關，也和空氣中水蒸氣的比例有關（像流汗排熱就是用水的蒸發來散熱）。

許多物質會吸收濕氣，在週圍濕度大於临界相对湿度時，會吸引水份。這種物質包括有棉花、紙、纤维素、木材、糖、氧化鈣等。使用這些物質的產業會管控這些物質製造及儲存時的相對濕度，避免相對濕度太高。若是使用到易燃物質，也會控制相對濕度，維持在較高的數值，避免因為空氣乾燥產生靜電，造成火災。

在工業乾燥（例如紙的烘乾）時，製造商會設法在較低的相對濕度（加快乾燥速度）以及較少的能量使用（若相對濕度較高，能量使用會比較少）之間平衡。許多應用中會避免水氣的凝結，這會損壞產品，或是造成锈蝕。

若相对湿度較低，可以避免黴菌和真菌的繁殖。若相对湿度在75%以下，會破壞木頭的真菌就不會繁殖。

海平面上的濕度線圖

濕度線圖（psychrometric chart）也稱為空氣線圖、濕空氣線圖或焓溼圖，是描述定壓下濕空氣熱力學性質的圖，一般是以海平面的高度為準[6]。ASHRAE型式的濕度線圖是由威利斯·开利在1904年提出[7][6]，其中說明了状态方程中的相關參數。其中的橫軸是乾球溫度，縱軸是溼度比（humidity ratio，ω），其中再用曲線說明比焓、相對濕度、濕球溫度、比容等參數。有關各參數的說明如下：

• 乾球溫度（DBT）是一般溫度計量測到的溫度，會在濕度線圖的X軸。
• 濕球溫度（WBT）是空氣樣本經過定壓理想絕熱飽和過程（也就是空氣在隔熱的條件下流過大量液態水表面之後）下，溫度計量測到的溫度。實務上，濕球溫度會將溫度計球體包裹在被稱為襪子（sock）的布，在快速流動的空氣中下蒸發（參考濕度計）。若空氣樣本中的水已經飽和，濕球溫度（WBT）和露點溫度（DBT）會相同。定濕球溫度線的斜率是水的蒸發熱和乾空氣的比熱之間的比值，大約是0.4。
• 露點溫度（DPT）是濕空氣中的水蒸氣已經飽和時的溫度。若再將熱從空氣中抽出，水蒸氣會凝結成霧，若低於冰點，則會形成霜。露點溫度很容易量測，也提供了有用的資訊，但和其他濕度性質以及飽和曲線中得到的資訊重複，因此不算是空氣樣本中的熱力學性質，。
• 相對濕度（RH）是水蒸氣的莫耳分率，和同溫度壓力下飽和空氣莫耳分率的比例。RH是無因次量，一般會用百分比表示。圖中定RH的線可以看出空氣和水的物理特性，需要用實驗量測來確定。有些概念認為空氣中「含有」濕氣，或是濕氣溶在乾空氣中，形成某一比率的飽和溶液，此概念是錯誤的，但已廣為流傳。
• 溼度比（Humidity ratio，ω）是特定條件（DBT, WBT, DPT, RH）下水蒸氣質量相對單位質量乾空氣的比例。一般會是濕度線圖（psychrometric chart）的Y軸。在特定的DBT下，會有一個特定的溼度比，其中的空氣是100%的相對濕度。這反映了水和空氣的物理特性，需要用實驗量測來確定。無因次的溼度比常表示為每公斤的乾空氣中，有多少克的水。
• 比焓，其符號為h，是潮濕空氣中熱能的和，包括空氣和水蒸氣的熱能，也稱為單位質量下的熱含量。在理想氣體的近似中，等焓線會和定WBT線平行。焓的單位在SI制下，是焦耳０每公斤空氣。
• 潮濕空氣的比容和一般比容定義不同，是當潮濕空氣中乾空氣的質量為單位質量時，潮濕空氣的體積。SI單位是立方米每公斤乾空氣。濕空氣比容的倒數常和濕空氣的密度混淆[8]。可以用下式，用潮濕空氣的比容來計算密度[9]：

${\displaystyle \rho ={\frac {M_{da}+M_{w}}{V}}\,=\left({\frac {1}{v}}\right)(1+W)}$

其中：

• ${\displaystyle M_{da}}$ 是乾空氣質量
• ${\displaystyle M_{w}}$ 是水蒸氣質量
• ${\displaystyle V}$ 是總體積
• ${\displaystyle v}$ 是濕空氣的比容，單位m³ kg⁻¹
• ${\displaystyle W={\frac {M_{w}}{M_{da}}}\,}$ 是溼度比

利用濕度線圖，可以在已知三個獨立參數（其中之一要是壓力）的情形下，知道待測濕空氣的所有特性。狀態的改變（例如二個濕空氣的混合），可以用正確壓力或是海拔高度的濕度線圖來建模，有時也可以用繪圖的方式求得。若海拔不到2000 ft（600 m），多半會使用海平面的濕度線圖。

濕度線圖也可以稱為ω-t圖，乾球溫度（t）為X軸，溼度比（ω）為Y軸。若已知特定壓力下的濕度線圖，再知道濕球溫度、乾球溫度、相對濕度、溼度比、比焓和比容中六個物理量中的二個，就可以確定其他的物理量。共有15種組合。

莫利爾圖

莫利爾圖，IP單位

莫利爾圖（Mollier diagram）也稱為莫利爾i-x圖（Mollier i-x diagram），i和x分別是對應焓和溼度比，是由理查德·穆勒在1923年建立[10]，是另一種的濕度線圖，許多德國、奧地利、瑞士、荷蘭、比利時、北歐、東歐以及俄羅斯的科學家使用此一圖表[11]。

傳統濕度線圖和莫利爾圖中的濕度相關參數概念是一樣的。二個圖看起來很不相近，但若莫利爾圖逆時針轉90度，再作垂直鏡射，就和傳統濕度線圖一樣了。莫利爾圖的坐標軸是焓和溼度比。焓的座標是傾斜的，等焓線等距，彼此平行。自從 1961年起，ASHARE的濕度線圖使用類似的坐標軸，不過還是有一些濕度線圖使用乾球溫度和溼度比的坐標軸。

• Western Cooling Efficiency Center （页面存档备份，存于） Psych: An Open Source Psychrometric Plug-in for Microsoft Excel by Kevin Brown.
• Xchanger Inc, webpage （页面存档备份，存于） Calculator for humidity, dew point, mass flows & heat flux for variable pressure systems with compressors, blowers, vacuum pumps and heat exchangers.
• Corwin's Calculators Calculator for humidity, dew point.
• How to read and use a psychrometric chart （页面存档备份，存于）
• 在线焓湿图 （页面存档备份，存于）
• Psychrometric Chart Calculator and Sketcher （页面存档备份，存于）