Stijgt of daalt vochtige lucht in een kleine ruimte?

[Taigu]

Vanuit een nieuwe hobby heb ik een vraag over vochtige lucht. De situatie is als volgt:

In een kleine ruimte (L50xB50xH100) is een constante temperatuur aanwezig (21 C). De lucht in deze ruimte dient een constante RL te hebben van 72%. Hiervoor is de nodig apparatuur aanwezig welke de lucht bevochtigt. De ruimte is niet 100% luchtdicht, dus normaliter neemt de luchtvochtigheid langzaam af richting een RL van 50-55%. Om dit te compenseren is er apparatuur in gebruik welke de luchtvochtigheid beinvloedt.

De vraag is, moet deze apparaat zich bij voorkeur onderin of bovenin de ruimte bevinden?

Op internet vind ik wisselende antwoorden. Her en der staan bijvoorbeeld wisselende statements over het gewicht van vochtige lucht ten opzichte van droge lucht. Veel informatie is gerelateerd aan meteorologie waar een aantal andere factoren (afkoelen van stijgende lucht) meespelen wat in mijn voorbeeld niet of zeer minimaal van toepassing is.

Ik heb het topic in W&L gestart omdat er hier regelmatig experts op het gebied van natuurkunde aanwezig zijn. Mocht dit niet wetenschappelijk genoeg zijn, dan zie ik dit topic wel verplaatst worden, bij voorbaat dan mijn excuses.

[CodeCaster]

quote: http://www.wiz-art.nl/Luchtvochtigheid.doc

Wat is nu de invloed van die RH op de luchtdichtheid. We moeten dan terug naar een oude Italiaanse natuurkundige ene Amadeo Avogadro die heeft in het begin van de 19e eeuw ontdekt dat een bepaald volume gas (dus ook lucht) bij een vaste temp en druk altijd hetzelfde aantal gasmoleculen bevat onafhankelijk van de soort. Hier zit de truc. Als we enkele moleculen waterdamp aan de lucht toevoegen moeten er evenveel moleculen stikstof of zuurstof uit. De vraag die overblijft is of die molecuul waterdamp zwaarder of lichter is dan die moleculen die hij er uit duwt. De scheikunde geeft hierop het antwoord via het atoomgewicht. Stikstof is N2 en weegt dus per molecuul 2x14=28 en zuurstof is O2 en weegt dus 2x16=32. Water is H2O en weegt dus per molecuul 2x1+1x16=18 en ziedaar, een waterdamp molecuul is lichter dan zowel stikstof als zuurstof. Dus, hoe meer moleculen waterdamp toegevoegd worden hoe lager de dichtheid van het luchtmengsel en dus hoe lager de luchtweerstand.
(...)
Bij 20grC,40% RH en 750mm luchtdruk op 0m hoogte is de dichtheid 94,316
Bij 20grC,90% RH en 750mm luchtdruk op 0m hoogte is de dichtheid 94,183

We zien dus dat de invloed van een hogere vochtigheid naar een lagere dichtheid is maar ook dat die invloed slechts heel gering is. Als we echter de temperatuur verlagen van 20 naar 0grC dan wordt bij 40%RH de dichtheid 105,777. Dat gaat veel harder! Hetzelfde geldt voor de invloed van de luchtdruk, die is aanzienlijk.

Vochtige lucht stijgt dus op

[TrailBlazer]

Lucht is een mengsel van stikstof N₂en zuurstof O₂ beide hebben een hoger massagetal dan H₂O. Omdat er in een hoeveelheid lucht altijd hetzelfde aantal moleculen zit zou vochtige lucht volgens mij dan lichter moeten zijn dan droge lucht.

damn het klopt ook nog had bovenstaande namelijk niet gelezen maar gewoon met VWO natuurkunde/scheikunde beredeneerd.

[ Voor 18% gewijzigd door TrailBlazer op 24-06-2009 09:53 ]

[Anoniem: 60780]

Nog nooit een wolk gezien?

[Cheezus]

Anoniem: 60780 schreef op zondag 28 juni 2009 @ 10:46:
Nog nooit een wolk gezien?

Nog nooit mist gezien?

Ik denk dat vochtige lucht inderdaad op stijgt. Als je de vochtigheid constant wil houden zou je misschien de meter in het midden kunnen plaatsen? Bovenin is het dan iets vochtiger en onderin iets droger.

[Anoniem: 124325]

Wolken en mist zijn aërosols en gedragen zich niet als een gas op zich. . .kleine druppeltjes (of stofjes zoals in rook) die in een gas verspreid zijn bewegen gewoon mee met het draaggas. Die druppeltjes boven een bepaalde maat "zinken" in het draaggas net als zand in water als het gas waarin ze zich bevinden perfect in rust is. Vochtige lucht is gewoon lucht met verdampt water er in. . . op welke temperatuur waterdamp in lucht op zee niveau praktisch niet meer zou stijgen weet ik niet. Kwestie van experimenteren of uitrekenen op basis van "mean free path" van de aanwezige moleculen.

De vraag of vochtige lucht stijgt of niet is afhankelijk van temperatuur. Als de temperatuur hoog genoeg is is de kinetische energie van de moleculen dermate hoog dat er praktisch volledige spreiding is van de lichte en zwaardere moleculen/atomen. . .maar gravitatie speelt ook een rol. In super centrifuges (bezinkingsmethode) kan je gassen met zeer kleine dichtheidsverschillen scheiden ondanks dat de temperatuur hoog zou zijn in vergelijking met 20C. Op deze manier scheiden van vocht van lucht is een fluitje van een cent: gewoon een vortexbuis gebruiken en de waterdamp verlaat bij voorkeur de centrale uitlaat en de droge lucht verlaat bij voorkeur de periferiele uitlaat.

[ Voor 64% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 28-06-2009 12:58 . Reden: toevoeging opmerkingen over scheiden van gassen ]

[TrailBlazer]

Ik denk trouwens niet dat het uitmaakt in jouw geval je ruimte is erg klein en zal vast wel wat stroming/turbulentie zijn dat het netto geen drol uitmaakt.

[Anoniem: 124325]

TrailBlazer schreef op zondag 28 juni 2009 @ 12:57:
Ik denk trouwens niet dat het uitmaakt in jouw geval je ruimte is erg klein en zal vast wel wat stroming/turbulentie zijn dat het netto geen drol uitmaakt.

Je bedoeld in het geval van TS op 21 C. Waarschijnlijk heb je gelijk, maar hoe groot en oud is die drol in verhouding tot de ruimte waar je aan denkt. . .een verse drol is over het algemeen erg nat en zal veel vocht die ruimte in jagen. Dan is het nog de vraag hoe groot de "mean free path" (mfp) voor een watermolecuul in vochtige lucht op 1 bar druk is. Als de mfp voor de H2O-molucuul de afmeting heeft van de testruimte zullen alle H2O-moluculen zich willekeurig gemiddeld gelijkmatig zich in de ruimte verspreiden. . . dergelijke vraagstukken zijn 100% afhankelijk van o.a. druk, temperatuur en H2O-concentratie.

Ik vermoed dat het voor een kleine testruimte voor TS zijn experiment moeilijk zal zijn een dichtheidsverschil in de lucht te kunnen meten.

[Taigu]

Anoniem: 124325 schreef op zondag 28 juni 2009 @ 13:13:
[...]
Waarschijnlijk heb je gelijk, maar hoe groot en oud is die drol in verhouding tot de ruimte waar je aan denkt. . .een verse drol is over het algemeen erg nat en zal veel vocht die ruimte in jagen.

LoL. Over de drol, de ruimte wordt op vocht gehouden door acrypolymeerkristallen. Deze "vul" je met water waarna ze de vocht geleidelijk afgeven en opnemen rondom de 70% RH.

Ik vermoed dat het voor een kleine testruimte voor TS zijn experiment moeilijk zal zijn een dichtheidsverschil in de lucht te kunnen meten.

Het is geen experiment. Het gaat hier om het bewaren van goederen in een vochtige ruimte. Medebewaarders wisselen sterk van mening over de locatie van de acryoplymeerkristallen. Helaas heb ik geen accurate meetapparatuur om de RH in verhouding tot de hoogte nauwgezet te meten. Dit is wat mij betreft niet nodig gezien de duidelijke antwoorden hier, waarvoor dank.

[Anoniem: 124325]

buddhole schreef op zondag 28 juni 2009 @ 13:21:
[...]


LoL. Over de drol, de ruimte wordt op vocht gehouden door acrypolymeerkristallen. Deze "vul" je met water waarna ze de vocht geleidelijk afgeven en opnemen rondom de 70% RH.

AhHa. Nu heb ik weer iets praktisch er bij geleerd! Dus als (vanwege de kleine openingen naar de buitenlucht) zullen de krystallen eindeloos de vochtigheid in de bewaarruimte goed kunnen beheersen rond de 70%RH indien de buitenlucht RH gemiddeld net zo vaak boven de 70% zit als er onder, en indien je metingen aantonen dat de vochtigheid te ver "wegloopt" van de 70% moet je de kristallen weer nat maken, OF ze vervangen met gedroogde kristallen?

[Taigu]

Dat zou inderdaad wel de bedoeling moeten zijn. Als je extreem veel geduld hebt kun je ze vullen door ze naast een bakje water te zetten. Naast die kristallen heb je ook zogenaamde "beads".

You can use more Hearfelt Beads in your humidor than the minumum amount recommended. The additional Heartfelt Beads will give you more moisture storage and help the humidor recover quicker when it has been opened. The extra Heartfelt Beads will also help compensate for seasonal changes and a less than perfect seal in your humidor.

Als je meer info nodig hebt, pm me dan maar.

[Terror]

Kristallen boven en onderin je opstelling plaatsen. Plek waar ze het snelst leeg "getrokken" zijn, daar zijn ze het hardst nodig.