114年:呼治儀器
有關空氣中水含量的敘述，下列何者正確？
A相對濕度的計算公式是：RH(%) = Capacity/Content × 100%
B絕對濕度的計算單位是gm/mL
C絕對濕度會隨著溫度增加而遞減
D在密閉系統中當相對濕度為100%時，若環境溫度降低會發生冷凝作用
詳細解析
本題觀念：
空氣中水含量的量測方式，包括相對濕度（RH）、絕對濕度（AH）的定義、公式、單位，以及溫度與凝結的關係。
選項分析
- (A) 相對濕度的計算公式是：RH(%) = Capacity/Content x 100% — 錯誤。公式倒反了。正確公式是 RH(%) = Content/Capacity x 100%（實際含水量 / 最大容水量）。Capacity 是分母，Content 是分子。
- (B) 絕對濕度的計算單位是 gm/mL — 錯誤。絕對濕度的標準單位是 mg/L（毫克/公升）或 g/m³（克/立方公尺），兩者數值相同。gm/mL 的量級完全不對（那會是水而非水蒸氣了）。
- (C) 絕對濕度會隨著溫度增加而遞減 — 錯誤。絕對濕度是「每公升氣體中實際含有的水蒸氣質量」，它本身不會隨溫度改變而自動增減。會隨溫度升高而增加的是「容水量（capacity）」，導致相對濕度下降，但絕對濕度本身不變（除非有水的加入或移除）。
- (D) 在密閉系統中當相對濕度為 100% 時，若環境溫度降低會發生冷凝作用 — 正確。
答案解析
正確答案為 (D)。
在密閉系統中，當氣體已經達到 100% 相對濕度（飽和狀態）時：
- 溫度下降 → 氣體的最大容水量（capacity）降低
- 但系統中實際水蒸氣量（content）不變
- 當 content > 新的 capacity 時，多餘的水蒸氣就會凝結成液態水
- 這就是冷凝（condensation）現象
這也是為什麼呼吸管路在使用加熱型濕化器時，如果管路末端溫度較低，就容易出現冷凝水（rainout）的原因。
核心知識點
- RH(%) = Content / Capacity x 100%（實際含量/飽和容量）
- 絕對濕度單位：mg/L 或 g/m³
- 氣體容水量（capacity）隨溫度升高而增加
- 飽和氣體降溫 → 冷凝（condensation）
- 體溫 37°C 飽和時：AH = 43.9 mg/L，水蒸氣壓 = 47 mmHg