2.2.1 De basisbegrippen in het Psychrodiagram

Verzadigingscurve

Lucht van een bepaalde temperatuur kan maximaal een aantal grammen waterdamp bevatten. In die toestand noemen we de lucht verzadigd en is de relatieve luchtvochtigheid - de RV - 100%. Meer waterdamp kan de lucht niet vasthouden, dus als er bijvoorbeeld via verdamping nog meer waterdamp wordt toegevoerd moet deze condenseren tot vloeibaar water. Als er minder waterdamp in zit dan de maximale hoeveelheid, dan spreken we over een lagere relatieve vochtigheid. Dat kunnen we zien in het diagram. Neem bijvoorbeeld verzadigde lucht van 25°C. Uit de grafiek valt op te maken dat er dan 20 gram waterdamp per kg lucht in zit door vanaf de onderste horizontale temperatuurlijn bij 25°C recht omhoog te gaan tot aan de bovenste kromme verzadigingslijn (in de figuur weergegeven met lijn 1) en vanaf dat kruispunt een horizontale lijn te volgen tot de rechter verticale as (weergegeven met lijn 2).

Open

Voor een gegeven combinatie van temperatuur en vochtigheid kunnen de verschillende grootheden worden afgelezen in het diagram: AV, RV, en VD. Als één van de drie waarden bekend is kunnen de andere twee worden afgelezen of berekend.

In dit voorbeeld: lucht van 25°C en een RV van 100% (onthoud dat 100% luchtvochtigheid de verzadigingscurve wordt genoemd) heeft een AV van 20 gram/kg; volg lijnen 1 en 2. Terwijl lucht van 25°C en een AV van 8 g/kg overeen komt met een RV van 40%; volg lijn 3 naar lijn 1. Het VD komt dan overeen met 12 gram/kg; weergegeven met de onderbroken lijn. 

De online versie van het Psychrodiagram is te bereiken via: http://hnt.letsgrow.com/psychro.

Absoluut vochtgehalte AV

Hoewel AV in feite de basis is van het Psychrodiagram, is het voor veel mensen toch een nieuw begrip. Meestal wordt immers gesproken over Relatieve vochtigheid (RV) of Vochtdeficit (VD). De waarschijnlijke oorzaak is dat de allereerste instrumenten om vochtigheid te meten, de haarhygrometers, reageren op RV. Ook de ontwikkeling van schimmels en dergelijke is gerelateerd aan RV. Later is naast RV ook VD in de tuinbouw ingeburgerd in verband met de plantactiviteit. AV geeft echter het beste en eenvoudigste inzicht in de vochtbalans van de kas; komt er vocht bij, wordt het vocht minder of blijft het stabiel? Daarnaast geeft het verschil in AV een goede maatstaf voor de mogelijkheid van vochttransport door bijvoorbeeld een energiescherm of door een luchtraam. Let wel: AV komt hiermee zeker niet in de plaats van RV en VD; het geeft aanvullende informatie over de vochtigheidstoestand.

Relatieve vochtigheid RV

Onder de verzadigingslijn staan meerdere parallelle kromme lijnen getekend. Die stellen de verschillende RV’s voor. Door nu vanaf de onderste horizontale temperatuurlijn bij 25°C recht omhoog te gaan naar de RV lijn van 40% en vervolgens weer een horizontale lijn vanaf dat kruispunt naar de rechter verticale as te trekken (ter hoogte van lijn 3 in de figuur), zien we dat de waterdampinhoud bij die toestand 8 g/kg bedraagt en dat is exact 40% van 20 g/kg. Met andere woorden: de relatieve luchtvochtigheid is het percentage aan waterdamp dat in de lucht zit ten opzichte van wat er bij een bepaalde temperatuur maximaal in kan zitten.

Het vochtdeficiet VD

Een andere afgeleide grootheid in het Psychrodiagram is het vochtdeficiet. Dit geeft aan hoeveel vocht er nog kan worden toegevoegd alvorens de lucht verzadigd is, uitgedrukt in gram/kg. In het bovenstaande voorbeeld van een luchttemperatuur van 25°C en een RV van 40% bevat de lucht 8 gram vocht per kg. Het maximale vochtgehalte is 20 gram/kg. Het vochtdeficiet VD (weergegeven met de onderbroken lijn) is daarmee gelijk aan 20 - 8 = 12 gram/kg. Veel plantkundigen geven de voorkeur aan een weergave in VD omdat ze hiermee een beter beeld hebben van de ‘verdampingsruimte’ voor de plant. Omgekeerd kan het VD misleidend zijn omdat het weinig inzicht geeft in condensatierisico’s. In feite is het dus zo dat geen enkele grootheid een volledig beeld geeft en dat er, afhankelijk van de situatie en het doel, naar verschillende grootheden moet worden gekeken.

Energie-inhoud of enthalpie

Bij elke temperatuur en vochtigheid hoort een bepaalde energie-inhoud of enthalpie. Deze energie inhoud bestaat uit twee delen. Het ene is de zogenoemde voelbare warmte. Dit is gekoppeld aan de temperatuur van de lucht en dus letterlijk voelbaar. Het andere deel wordt genoemd de latente energie. Dit is gekoppeld aan de vochtinhoud van de lucht. In het diagram zijn lijnen van gelijke enthalpie aangegeven in de vorm van lijnen die van linksboven schuin naar rechtsonder lopen. De energie inhoud in kJ/kg kan linksboven worden afgelezen. Lucht van 0°C met 0 gram/kg vocht heeft per definitie een enthalpie van 0 kJ/kg. In het diagram heeft lucht van 25°C en circa 6 g/kg vocht (RV = 30%) een enthalpie van 40 kJ/kg. Maar lucht van 15°C met 10 g/kg vocht heeft de zelfde energie-inhoud, evenals lucht van 40°C met een vochtinhoud van 0 g/kg. Voor gedetailleerde uitleg zie de Begrippenlijst Theorie.

Soortelijke massa

Wat voor de eenvoud niet in het diagram is weergegeven, is de soortelijke massa van de lucht in kg/m³. Iedereen is wel bekend met het feit dat droge lucht uitzet naarmate het warmer wordt en krimpt bij afkoeling. Bijvoorbeeld: 1 kg droge lucht neemt bij 27°C 0,85 m³ ruimte in, en bij 9°C is dat 0,8 m³. Maar 1 kg vochtige lucht neemt ook meer volume in dan eenzelfde gewicht aan droge lucht. Anders gezegd: droge lucht is zwaarder dan vochtige lucht. Dat gaat een beetje tegen het gevoel in, maar bedacht moet worden dat de molecuul massa van waterdamp (H₂O: 18 gram/mol) lager is dan die van droge lucht. Lucht bestaat namelijk voor ongeveer 20% uit zuurstof (O₂: 32 gram/mol) en voor circa 80% uit stikstof (N₂: 28 gram/mol).

De gemiddelde molecuul massa van droge lucht is dus 28,8 gram/mol. Als we waterdamp toevoegen neemt dit de plaats in van de zwaardere droge lucht en de soortelijke massa van het mengsel neemt af. Dat verklaart waarom waterdamp opstijgt in de lucht en dat de wolken niet naar beneden zakken.