Vochtigheid en dauwpunt

Onderwerp: Aarde & Klimaat (havo), Gas en vloeistof, Geofysica (vwo), Thermische processen

Wat gebeurt er op de reis van een luchtbel vol water? Wordt het een wolk?

Deze opgave komt uit de lesmethode Overal Natuurkunde (2014) 5 havo, uit het keuzehoofdstuk Aarde en klimaat. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Een luchtbel met een temperatuur van 13 °C bevat 7,1 g/m3 water. Maak gebruik van figuur 1.

AK_vochtigheid_f1
Figuur 1: Grafiek van de maximale hoeveelheid waterdamp als functie van de temperatuur.
Vraag a. Bereken de relatieve luchtvochtigheid van deze lucht.

Bij 13 °C kan de lucht 11,5 g waterdamp per m3 bevatten. De relatieve luchtvochtigheid is dan:

$\frac{7,\!1}{11,\!5} \cdot 100\% = 62 \%$

Vraag b. Bepaal het dauwpunt van deze lucht.

Aflezen uit figuur 1 bij 7,1 g/m3 geeft 5 °C.

In een luchtbel op een bepaalde hoogte in de atmosfeer is de temperatuur 18 °C en de partiële dampdruk is 10 hPa. Gebruik Binas tabel 13A.

Vraag c. Bepaal de relatieve vochtigheid in die luchtbel.

Bij 18 °C is de verzadigingsdruk 2065 Pa.

De relatieve luchtvochtigheid is dan:

$\frac{10 \cdot 10^2}{2065} \cdot 100\% = 48\%$

De luchtbel stijgt.

Vraag d. Bereken de relatieve vochtigheid als de temperatuur bij constante druk is gedaald tot 12 °C.

De partiële dampdruk blijft dus 10 hPa, de verzadigingsdruk is nu 1403 Pa (zie Binas tabel
13A). De relatieve luchtvochtigheid is dan:

$\frac{10 \cdot 10^2}{1403} \cdot 100\% = 71\%$

Vraag e. Bij welke temperatuur zal wolkvorming ontstaan?

Dan is de damp verzadigd. Een verzadigingsdampdruk van 10 hPa hoort bij 7,0 °C.

De druk neemt echter af met de hoogte.

Vraag f. Leg uit of de relatieve vochtigheid dan groter of kleiner is bij grotere hoogte.

Kleiner, want de druk en dus de massa nemen af met de hoogte.