Что такое влажность воздуха и почему стенки рюмки запотевают?

На вопрос, где же, собственно, начинается метеорология, можно ответить: в рюмке белого столового вина! Известно, что, в отличие от красных вин, белое столовое вино приятнее пить охлажденным. Как только вино подано, знаток небрежным движением пальца касается рюмки, чтобы узнать, запотело ли стекло. Если оно не запотело, значит, вино недостаточно охлаждено. Перед тем как рюмку наполнили, она была, конечно, сухой, но через некоторое время — именно, если вино достаточно холодное — рюмка снаружи запотевает, то есть покрывается мельчайшими капельками воды. Но это не перелившееся через край вино. Значит, влага появилась откуда-то из воздуха. Это прямо похоже на колдовство, хотя обратный процесс, когда вода исчезает в воздухе, нам хорошо знаком!

Если в комнате с центральным отоплением воздух кажется нам слишком сухим, мы ставим где-нибудь тарелку с водой, и через некоторое время, самое позднее на следующий день, вода из тарелки исчезает. Нетрудно догадаться о взаимосвязи: при нагревании вода исчезает, а при охлаждении (вспомните рюмку с вином) она снова появляется. Следовательно, вода совершает свой невидимый для нас путь по воздуху в форме газа. В нашем примере холодное вино охладило изнутри рюмку, а рюмка в свою очередь охладила прилегающий к ней воздух. Такое появление из воздуха невидимой прежде воды, несомненно, известно вам из повседневного опыта, например запотевание окон в вагоне или автомобиле. Люди, носящие очки, тоже хорошо знакомы с этим явлением.

Опыт показывает также, что летом, когда температура в помещении и снаружи почти одинакова, запотевания обычно не происходит, при резких же температурных контрастах оно начинается очень быстро, особенно зимой. Посмотрим, как это происходит. Садясь в автомобиль, долго простоявший на улице, мы замечаем, что окна его прозрачны и сухи. Потом включаем отопление и отправляемся в путь. Вскоре на стеклах появляются тысячи мельчайших капелек воды, но заметьте — не снаружи, на холодном воздухе, а внутри, где стало теплее. Стекла окон снаружи при езде охлаждаются и охлаждают прилегающий к ним воздух внутри автомобиля до тех пор, пока из него не выпадет влага. В жарко натопленном и забитом пассажирами железнодорожном вагоне зимой вода буквально ручьями стекает по стеклам; охлаждение снаружи вызвало отпотевание окон изнутри.

У теплого воздуха достаточно «силы», чтобы содержать в себе эту невидимую газообразную воду, но холодный воздух утрачивает эту способность, и тогда начинается процесс выпадения влаги, который мы называем потением.

Физики назвали такое состояние невидимой в воздухе воды вводящим в заблуждение термином «водяной пар». При этом мы тотчас же вспоминаем «пар», который видели в прачечной или который вырывается из трубы локомотива. Но то, что мы видим, — это уже не водяной пар в физическом смысле, а снова результат процесса охлаждения, аналогичного отпотеванию окон. В прачечной испарившаяся из котла вода вновь сгущается на более холодных стенках и в холодном воздухе в форме крохотных капелек воды. Если повнимательнее присмотреться к «пару» над трубой локомотива, то окажется, что над самой трубой воздух прозрачен,— там мы имеем дело с настоящим невидимым водяным паром. И лишь несколько выше мы замечаем туман, который не искушенный в физике или метеорологии человек и называет паром; с физической точки зрения это не пар, а искусственное облако. Наверное, было бы целесообразнее придумать вместо названия «водяной пар» другой термин, так как в быту считают, что локомотив пускает именно пары. Действительно, правильнее было бы говорить: из трубы локомотива «вылетают облака», а в прачечной образуется туман! Поэтому лучше обходить это смешение понятий и говорить о «водяном газе» или невидимом веществе, которое образуется при испарении жидкой воды в результате нагревания. Когда при охлаждении это вещество снова становится видимым, то это опять не что иное, как жидкая вода, только в виде множества мелких капелек, оседающих на стенках рюмки или оконном стекле. Если капелек в воздухе очень много и они еще ни на что не осели, то мы наблюдаем дымку, видимость ухудшается. Однако ухудшение видимости может быть результатом загрязнения воздуха пылью или другими частицами.