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공기 중으로 유입되는 물분자의 수가 공기 중에서 수면으로 돌아오는 물분자의 수보다 많을 때를 증발이라 하고, 이와 반대인 경우를 응결이라하며, 증발하는 수면에서의 물분자의 수와 응결하는 물분자의 수가 같을 때 수증기는 포화되었다고 한다.
대기가 수증기를 가질 수 있는 능력은 기온에 의해 정해지며, 주어진 온도에서 가질 수 있는 최대의 수증기를 가질 때 대기는 포화 상태에 있다고 한다. 이때 수증기에 의한 압력을 포화수증기압이라고 한다.
대기 중의 수증기량은 포화수증기량을 초과할 수 없다. 대기의 수증기압이 포화수증기압에 달하면 응결이 시작되며, 포화수증기압은 유지된다. 수증기압이 포화수증기압보다 낮을 경우 대기는 불포화되었다고 한다.
포화수증기압은 온도만의 함수이며, 물에 대한 포화수증기압은 같은 온도의 얼음에 대한 포화수증기압보다 항상 크다. 이것은 물분자간의 결합력이 액체 상태보다 고체 상태에서 더 강하기 때문이다.
대기 중에서 공기가 포화에 이르는 방법은 첫째 온도를 일정하게 유지하면서 공기 중의 수증기를 공급하거나 둘째 수증기량을 일정하게 유지하면서 냉각시켜 이슬점에 이르게 하면 된다. 실제 대기 중에서는 전자보다는 후자의 경우가 흔하다.
대기 중에 수증기가 얼마나 있는지 나타내는 것으로는 현재수증기압, 포화수증기압 외에 단위체적(1m3)의 공기 중에 포함된어 있는 수증기의 질량(g)인 절대습도(absolute humidity)와 포화수증기압에 대한 현재수증기압의 비율(%)인 상대습도(relative humidity), 건조공기 1kg에 들어 있는 수증기의 질량을 g단위로 나타낸 혼합비(mixing ratio = 수증기질량/건조공기 질량)와 습윤공기 1kg속에 포함되어 있는 수증기 질량으로 나타내는 비습(specific humidity = 수증기질량/(건조공기 질량+수증기 질량)) 등이 있다. 비습은 절대습도의 보완으로 나온 개념이다.
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