每日彙整: 2015-10-03

樹莓派、樹莓派之學習、樹莓派之教育

勇闖新世界︰ W!o《卡夫卡村》變形祭︰感知自然‧溼度

究竟是『 濕 溼度』還是『 溼 濕度』？《說文解字》講︰

濕，水。出東郡，東武陽入海。从水 ㄕ 聲。

溼，幽溼也。从水；一，所以覆也，覆而有土，故溼也。㬎省聲。

或許『同源』難辨耶？？於是維基百科『濕度』詞條寫道︰

溼度

一般在氣象學中指的是空氣溼度，它是空氣中水蒸氣的含量。空氣中液態或固態的水不算在溼度中。不含水蒸氣的空氣被稱為乾空氣 。由於大氣中的水蒸氣可以占空氣體積的 0% 到 4% ，一般在列出空氣中各種氣體的成分的時候是指這些成分在乾空氣中所占的成分。

綜述

空氣的溫度愈高，它容納水蒸氣的能力就愈高。雖然水蒸氣可以與空氣中的部分成分（如懸浮灰塵中的鹽）進行化學反應，或者被多孔的粒子吸收，但這些過程或反應所占的比例非常小，相反的大多數水蒸氣可以溶解在空氣中。乾空氣一般可以看作一種理想氣體，但隨著其中水蒸氣成分的增高它的理想性越來越低。這時只有使用范德瓦耳斯方程才能描寫它的性能。

理 論上「空氣中的水蒸氣飽和」這個說法是不正確的，因為空氣中的水蒸氣的飽和度與空氣的成分本身無關，而只與水蒸氣的溫度有關。在同一溫度下，真空 中的水蒸氣的飽和度與空氣中的水蒸氣的飽和度實際上是一樣高的。但出於簡化一般人們（甚至在科學界）使用「空氣中溶解的水蒸氣」或「空氣中的水蒸氣飽和」 這樣的詞句。在這篇文章中我們也使用這些常用的詞句。

假如飽和的空氣的溫度降低到露點以下和空氣中有凝結核（如霧劑）的話（在自然界一般總有凝結核存在），空氣中的水蒸氣就會凝結。雲、窗戶玻璃和其他冷的表面上凝結成的水、露和霧、人在冷空氣中哈出的氣等等許多現象就是這樣形成的。偶爾（或在實驗室中人工造成的）水蒸氣可以在露點以下也不凝結。這個現象叫做過飽和。

空氣中水蒸氣的溶解量隨溫度不同而變化。一立方公尺空氣可以在攝氏10度下溶解9.41公克的水，在攝氏30度下溶解30.38公克的水。

測量

溼度計

要表達空氣溼度的高低，有多種可以利用的度量值，包括蒸汽壓、絕對溼度、相對溼度、比溼、露點等。溼度計可以用來測量溼度。

絕對溼度

「絕對溼度」指一定體積的空氣中含有的水蒸氣的質量，一般其單位是公克／立方公尺。絕對溼度的最大限度是飽和狀態下的最高溼度。

下面是計算絕對溼度的公式：

\rho_w := \frac{e}{R_w \cdot T } = \frac{m}{V}

其中的符號分別是：

e – 蒸汽壓，單位是帕斯卡（Pa)

R_w –水的氣體常數=461.52J/（kg K）

T – 溫度，單位是開爾文（K）

m –在空氣中溶解的水的質量，單位是千克（kg）

V –空氣的體積，單位是立方公尺（m3）。

相對溼度（RH）

一台溼度計正在記錄相對溼度

「相 對溼度」（RH）是絕對溼度與最高溼度之間的比，它的值顯示水蒸氣的飽和度有多高。相對溼度為 100% 的空氣是飽和的空氣。相對溼度是 50% 的 空氣含有達到同溫度的空氣的飽和點的一半的水蒸氣。相對溼度超過 100% 的空氣中的水蒸氣一般凝結出來。隨著溫度的增高，空氣中可以含的水就增多。也就是 說 ，在同樣多的水蒸氣的情況下，溫度降低，相對溼度就會升高；溫度升高，相對溼度就會降低。因此在提供相對溼度的同時也必須提供溫度的數據。透過最高溼度 和溫度也可以計算出露點。

以下是計算相對溼度的公式：

\varphi := \frac {\rho_w}{\rho_{w, max}} \cdot 100\ % = \frac {e}{E} \cdot 100\ % = \frac {s}{S} \cdot 100\ %

其中的符號分別是：

\rho_w–絕對溼度，單位是公克／立方公尺

\rho_{w, max}–最高溼度，單位是公克／立方公尺

e–蒸汽壓，單位是帕斯卡

E–飽和蒸汽壓，單位是帕斯卡

s–比溼，單位是公克／公斤

S–最高比溼，單位是公克／公斤

比溼

比溼是汽化在空氣中的水的質量與溼空氣的質量之間的比。假如沒有凝結或蒸發的現象發生的話，一個封閉的空氣在不同的高度下的比溼是相同的。在飽和狀態下的最高比溼的符號是 S 。

以下是計算比溼s的公式：

s = \frac{m_{\mathrm{water}}}{m_{\mathrm{air\ total}}} = \frac{m_{\mathrm{water}}}{m_{\mathrm{air\ dry}} + m_{\mathrm{water}}} = \frac{\frac{m_{\mathrm{water}}}{V_{\mathrm{total}}}}{\frac{m_{\mathrm{air\ total}}}{V_{\mathrm{total}}} + \frac{m_{\mathrm{Water}}}{V_{\mathrm{total}}}} = \frac{\rho_{\mathrm{Water}}}{\rho_{\mathrm{air\ dry}} + \rho_{\mathrm{water}}} = \frac{\rho_{\mathrm{water}}}{\rho_{\mathrm{air\ total}}}

s = \frac{\rho_{\mathrm{Water}}}{\rho_{\mathrm{air\ dry}} + \rho_{\mathrm{Water}}} = \frac{\frac{e}{R_w \cdot T}}{\frac{p - e}{R_L \cdot T} + \frac{e}{R_w \cdot T}} = \frac{ e \cdot M_{\mathrm{Water}} }{ {(p - e)} \cdot {M_{\mathrm{air\ dry}}} + {e} \cdot {M_{\mathrm{Water}}} } = \frac{\frac{M_{\mathrm{Water}}}{M_{\mathrm{air\ dry}}} \cdot e}{p - \left(1 - \frac{M_{\mathrm{Water}}}{M_{\mathrm{air\ dry}}}\right) \cdot e} \approx \frac{0{,}622 \cdot e}{p - 0{,}378 \cdot e} \approx 0{,}622 \cdot \frac{e}{p}

其中使用的符號為：

\rho_{\mathrm{Water}} = \frac{e}{R_w \cdot T}和R_w = \frac{R}{M_{\mathrm{Water}}}

\rho_{\mathrm{air\ dry}} = \frac{p - e}{R_L \cdot T}和R_L = \frac{R}{M_{\mathrm{air\ dry}}}

相似的最高比溼為：

S := \frac{m_{\mathrm{water\ saturate}}}{m_{\mathrm{air\ total}}} = \frac{\rho_{\mathrm{Water\ saturate}}}{\rho_{\mathrm{air\ total}}} \approx \frac{0{,}622 \cdot E}{p - 0{,}378 \cdot E}

其中使用的符號分別為： m_x –質量，單位為公克

\rho_x –密度，單位為公克／立方公尺

V_{\mathrm{total}} –溼空氣的總體積，單位為立方公尺

R_w –水的氣體常數，單位為焦耳／（公斤·開爾文）

R_L –干空氣的氣體常數，單位為焦耳／（公斤·開爾文）

T–溫度，開爾文

M_{\mathrm{Water}}–水的摩爾質量=18.01528公克／摩爾

M_{\mathrm{air\ dry}}–干空氣的摩爾質量=28.9634公克／摩爾

e–蒸汽壓，單位是帕斯卡

p–氣壓，單位為帕斯卡

E–飽和蒸汽壓，單位為帕斯卡

───

 

因此區分『術語』是作『溼度』，『通常』俗寫『濕度』，亦無辯乎？？假使說『空氣中的水蒸氣飽和』的講法『不恰當』，那麼

《 Raspberry Pi Learning Resources 》

Temperature

The Sense HAT features a number of sensors, including a temperature sensor.

The image above shows a clinical thermometer. You may have been asked to place one in your mouth when you’ve been ill. Notice that the numbers start at 35, so it’s only used for measuring human body temperature. The Sense HAT temperature sensors can measure temperatures from as low as -40 degrees Celsius up to +120 degrees Celsius though, so they are much more versatile than a clinical thermometer. The Sense HAT has two temperature sensors. One is built into the humidity sensor and the other is built into the pressure sensor. You can choose which one to use, or you could use both and average the result.

───

 

『溫度』文本，所謂『平均』的說法是否『合適』的呢？這又該用什麼『原則』來判斷的耶？？

 

【用什麼度量溫度？】

pi@raspberrypi ~ $ sudo python3
Python 3.2.3 (default, Mar  1 2013, 11:53:50) 
[GCC 4.6.3] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from sense_hat import SenseHat
>>> 感測 = SenseHat()

# 壓力計量溫度
>>> 溫度_壓力計 = 感測.get_temperature_from_pressure()
>>> print("溫度: %s C" % 溫度_壓力計)
溫度: 30.652084350585938 C
>>> 壓力 = 感測.get_pressure()
>>> print("壓力: %s Millibars" % 壓力)
壓力: 1008.718994140625 Millibars

# 溼度計量溫度
>>> 溫度_溼度計 = 感測.get_temperature_from_humidity()
>>> print("溫度: %s C" % 溫度_溼度計)
溫度: 30.774192810058594 C
>>> 溼度 = 感測.get_humidity()
>>> print("溼度: %s %%rH" % 溼度)
溼度: 70.17244720458984 %rH
>>>