습도계
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濕度計, hygrometer
이름 그대로 습도를 측정하는 기구. 실험 기구로도 쓰이고 일상 생활에서도 쓰인다.온도계와 묶여서 온도와 습도를 모두 표시하는 온습계도 많이 있다. 물론 요즘은 세상이 좋아져서 인터넷 일기 예보를 통해 이런 거 직접 쓰지 않고도 자기가 사는 지역의 습도를 언제든지 알 수 있다.
습도를 정확히 측정하려면 수증기를 함유한 공기를 화학적인 건조제 속으로 지나가게 하여 수증기를 전부 흡수시킨 뒤에 증가된 건조제의 무게를 측정하면 되지만 단시간 내에 실용적인 측정을 하기에는 적합하지 않다. 따라서 완전한 습도 측정법은 아니지만 모발 ·가죽 ·나무질 등의 유기물이 대기 속의 수증기를 흡수했을 때 나타내는 무게 ·용량(또는 길이)의 변화로써 측정하는 방법이 채택되고 있다.
가장 널리 사용되고 있는 것은 모발습도계인데, 모발은 습도가 0%에서 100%로 증가하면 그 길이가 약 2.5% 늘어나므로 이 늘어나는 정도에 따라 습도를 알 수 있다. 이보다 더 정확한 습도계로서 널리 쓰이고 있는 것으로는 건습구(乾濕球)를 이용하는 습도계가 있다. 이것은 건구라고 하는 보통의 온도계와 그 옆에 구부(球部)를 거즈 등 물을 빨아올리는 천으로 싸고, 천의 한쪽 끝을 물이 담긴 그릇에 넣어 그릇에서 빨아올린 물이 끊임없이 온도계의 구부에서 증발하도록 한 습구를 세워 놓은 것으로서 건구와 습구가 가리키는 눈금 및 그 눈금차를 구하고, 수표(數表)를 써서 습도를 측정하도록 되어 있다.
습도계로는 이 밖에 수증기의 응결을 이용하는 이슬점 습도계, 흡수 습도계, 전기식 습도계, 적외선 흡수 습도계 등이 있고, 라디오존데에서 사용하고 있는 습도계는 흡습성(吸濕性)을 가진 염화리튬의 전기저항의 변화로써 습도를 측정한다. 흡수 습도계는 앞에서 말한 건조제에 수증기를 흡수시키는 방식의 정확한 습도계로서 절대습도를 측정할 수 있다. 이 밖의 것은 상대습도 측정용이다.
초등학교 고학년만 돼도 배우는 대표적인 습도계이다. 시험에는 주로 이 습도계의 사진을 보고 습도가 얼마나 되는지 맞히는 문제가 나온다. 사용법은 단순하다. 건구온도와 습구온도의 온도 차와 습구온도를 구한 다음 습도표를 보고 습도를 구하면 된다.
원리는 증발로 인한 기화열을 이용한 열역학적 방법. 온도계를 두 개 중 하나는 그냥 놓고[1], 하나는 물에 적신 헝겊을 두른 온도계[2]를 놓는다. 그러면 하나는 지금의 온도를 나타내고, 하나는 물이 증발하면서 실제 기온보다 낮은 온도를 나타낸다. 건조하면 물이 많이 증발하므로 습구온도계 의 온도는 낮을 것이다. 습하다면 물이 조금 증발하므로 습구의 온도는 건구의 온도와 비슷할 것이다. 이 두 개의 온도계의 차이로 지금의 습도를 알아내는 것이다. 그 차이를 습도표에서 찾아서 그때의 습도를 알아낸다. 증발 속도가 습도 측정에 영향을 주므로, 이에 영향을 주는 풍속에 주의해야 한다. 때문에 바람을 막아주는 실내에서 주로 사용한다.
습구 온도계는 물이 증발하여 나오기 때문에 낮은 온도에서는(특히 영하) 제대로 측정이 불가능하다. 또한 온도계 특성상 그늘진 곳에서 측정해야 하며, 바람이 불지 않아야 한다는 조건 때문에 실외에선 사용할 수 없다. 또한 물이 계속 증발하므로 정기적으로 물을 채워 넣어줘야 한다.
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습도에 따른 물질의 길이변화 특성을 이용한다. 모발을 습도계에 사용하려면 조직을 파괴하지 않고 탈지(脫脂)하는 것이 중요하므로 에틸에테르, 질이 좋은 벤젠, 묽은 칼륨, 탄산나트륨의 따뜻한 용액으로 우선 모발을 씻는다. 모발로서는 젊은 서양 여성의 금발 중에서 오그라들지 않은 것이 적합하다고 하나 한국인의 모발이라도 지장이 없으며, 또 동물의 털이 사용되는 경우도 있다.
흡습성 물질이 습도에 의해서 변형되는 것을 이용하여 습도를 측정하는 것은 레오나르도 다 빈치에 의하여 시도되었고, 1780년대 스위스의 H.B.소쉬르[3]에 의해 실용화되었다. 보리이삭의 비틀림으로 습도를 측정하는 것도 시도되었다.
수증기를 흡수하면 전기저항이 변하는 물질을 이용한다. 목면 등의 흡수성이 강한 물질을 사용하며, 상대습도가 높으면 수분 흡수가 크게 일어나고 전기저항은 감소한다. 이러한 저항의 변화를 측정하여 습도를 측정한다.
커패시터 사이를 수분에 잘 반응하는 유전물질로 채우고, 습도에 따라 유전율이 변하여 전극 양단의 전기용량이 변하면 이를 측정함으로써 습도를 측정한다.
濕度計, hygrometer
1. 개요
이름 그대로 습도를 측정하는 기구. 실험 기구로도 쓰이고 일상 생활에서도 쓰인다.온도계와 묶여서 온도와 습도를 모두 표시하는 온습계도 많이 있다. 물론 요즘은 세상이 좋아져서 인터넷 일기 예보를 통해 이런 거 직접 쓰지 않고도 자기가 사는 지역의 습도를 언제든지 알 수 있다.
습도를 정확히 측정하려면 수증기를 함유한 공기를 화학적인 건조제 속으로 지나가게 하여 수증기를 전부 흡수시킨 뒤에 증가된 건조제의 무게를 측정하면 되지만 단시간 내에 실용적인 측정을 하기에는 적합하지 않다. 따라서 완전한 습도 측정법은 아니지만 모발 ·가죽 ·나무질 등의 유기물이 대기 속의 수증기를 흡수했을 때 나타내는 무게 ·용량(또는 길이)의 변화로써 측정하는 방법이 채택되고 있다.
2. 종류
가장 널리 사용되고 있는 것은 모발습도계인데, 모발은 습도가 0%에서 100%로 증가하면 그 길이가 약 2.5% 늘어나므로 이 늘어나는 정도에 따라 습도를 알 수 있다. 이보다 더 정확한 습도계로서 널리 쓰이고 있는 것으로는 건습구(乾濕球)를 이용하는 습도계가 있다. 이것은 건구라고 하는 보통의 온도계와 그 옆에 구부(球部)를 거즈 등 물을 빨아올리는 천으로 싸고, 천의 한쪽 끝을 물이 담긴 그릇에 넣어 그릇에서 빨아올린 물이 끊임없이 온도계의 구부에서 증발하도록 한 습구를 세워 놓은 것으로서 건구와 습구가 가리키는 눈금 및 그 눈금차를 구하고, 수표(數表)를 써서 습도를 측정하도록 되어 있다.
습도계로는 이 밖에 수증기의 응결을 이용하는 이슬점 습도계, 흡수 습도계, 전기식 습도계, 적외선 흡수 습도계 등이 있고, 라디오존데에서 사용하고 있는 습도계는 흡습성(吸濕性)을 가진 염화리튬의 전기저항의 변화로써 습도를 측정한다. 흡수 습도계는 앞에서 말한 건조제에 수증기를 흡수시키는 방식의 정확한 습도계로서 절대습도를 측정할 수 있다. 이 밖의 것은 상대습도 측정용이다.
2.1. 건습구 습도계
초등학교 고학년만 돼도 배우는 대표적인 습도계이다. 시험에는 주로 이 습도계의 사진을 보고 습도가 얼마나 되는지 맞히는 문제가 나온다. 사용법은 단순하다. 건구온도와 습구온도의 온도 차와 습구온도를 구한 다음 습도표를 보고 습도를 구하면 된다.
2.1.1. 원리
원리는 증발로 인한 기화열을 이용한 열역학적 방법. 온도계를 두 개 중 하나는 그냥 놓고[1], 하나는 물에 적신 헝겊을 두른 온도계[2]를 놓는다. 그러면 하나는 지금의 온도를 나타내고, 하나는 물이 증발하면서 실제 기온보다 낮은 온도를 나타낸다. 건조하면 물이 많이 증발하므로 습구온도계 의 온도는 낮을 것이다. 습하다면 물이 조금 증발하므로 습구의 온도는 건구의 온도와 비슷할 것이다. 이 두 개의 온도계의 차이로 지금의 습도를 알아내는 것이다. 그 차이를 습도표에서 찾아서 그때의 습도를 알아낸다. 증발 속도가 습도 측정에 영향을 주므로, 이에 영향을 주는 풍속에 주의해야 한다. 때문에 바람을 막아주는 실내에서 주로 사용한다.
2.1.2. 단점
습구 온도계는 물이 증발하여 나오기 때문에 낮은 온도에서는(특히 영하) 제대로 측정이 불가능하다. 또한 온도계 특성상 그늘진 곳에서 측정해야 하며, 바람이 불지 않아야 한다는 조건 때문에 실외에선 사용할 수 없다. 또한 물이 계속 증발하므로 정기적으로 물을 채워 넣어줘야 한다.
2.1.3. 습도표
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2.2. 모발 습도계
습도에 따른 물질의 길이변화 특성을 이용한다. 모발을 습도계에 사용하려면 조직을 파괴하지 않고 탈지(脫脂)하는 것이 중요하므로 에틸에테르, 질이 좋은 벤젠, 묽은 칼륨, 탄산나트륨의 따뜻한 용액으로 우선 모발을 씻는다. 모발로서는 젊은 서양 여성의 금발 중에서 오그라들지 않은 것이 적합하다고 하나 한국인의 모발이라도 지장이 없으며, 또 동물의 털이 사용되는 경우도 있다.
흡습성 물질이 습도에 의해서 변형되는 것을 이용하여 습도를 측정하는 것은 레오나르도 다 빈치에 의하여 시도되었고, 1780년대 스위스의 H.B.소쉬르[3]에 의해 실용화되었다. 보리이삭의 비틀림으로 습도를 측정하는 것도 시도되었다.
2.3. 전기저항식 습도계
수증기를 흡수하면 전기저항이 변하는 물질을 이용한다. 목면 등의 흡수성이 강한 물질을 사용하며, 상대습도가 높으면 수분 흡수가 크게 일어나고 전기저항은 감소한다. 이러한 저항의 변화를 측정하여 습도를 측정한다.
2.4. 정전용량형 습도계
커패시터 사이를 수분에 잘 반응하는 유전물질로 채우고, 습도에 따라 유전율이 변하여 전극 양단의 전기용량이 변하면 이를 측정함으로써 습도를 측정한다.