Andiamo adesso ad approfondire il principio fisico che sta alla base dello psicrometro.
Poiché l'evaporazione provoca un abbassamento di temperatura assorbendo calore, la temperatura indicata dal bulbo umido è inferiore a quella segnata dall'altro termometro, e la differenza dei valori (proporzionale all'evaporazione) porta alla conoscenza del valore dell'umidità attraverso delle tabelle psicrometriche.
Nell'immagine sovrastante, notiamo come si distribuisce l'energia cinetica delle particelle di un liquido (Maxwell-Boltzmann). Se immaginiamo di seguire in ogni istante una particella, questa, attraverso gli urti, avrà un'energia cinetica sempre diversa; se quando si trova sulla superficie ha energia sufficiente da vincere l'attrazione delle altre particelle, passa alla fase vapore.
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