Let vanddamp sænker massefylden
Det korte svar er, at mere vanddamp, ved konstant tryk og temperatur, sænker massefylden af luften. Derved sænkes luftmodstanden.
Det kan anskueliggøres ved at se på tilstandsligningen, som beskriver sammenhængen mellem trykket (p), massefylden (ρ) og temperaturen (T),
p = ρ R T
R kaldes gaskonstanten. Den afhænger af middelmolekylvægten af luftens molekyler, således at R = R*/m, hvor m er middelmolekylvægten af luften, og R* er den universelle gaskonstant, som er 8314,3 J/(kilomol K).
Da vandmolekyler er lettere end middelmolekylvægten for de 'tørre' molekyler (dvs. alle de resterende molekyler), sænkes middelmolekylvægten når andelen af vanddamp stiger. Dermed bliver R større. For fast T og p bliver ρ dermed mindre.
R for helt tør luft kalder vi R_d. Den er 287,08 J/(kg K). Den brøkdel af luftens masse som udgøres af vanddamp kaldes den specifikke fugtighed (q). Ved hjælp af de to, forholdet mellem molekylvægtene for vanddamp og tør luft (0,622) samt tilstandsligningen, finder vi,
ρ= p/(R_d (1 + 0,622 q) T)
Nær jordoverfladen varierer q i praksis mellem 0 og ca. 0,01 her i Danmark. En q = 0,01 svarer til en reduktion på ca. 0,7% i densiteten, hvilket giver en tilsvarende reduktion i vindmodstanden. Kører man 30-40 km/t, svarer det en ændring på 0,2-0,3 km/t. Det lyder af lidt, men er i sig selv nok til at man som erfaren cykelrytter bemærker det - eller i al fald registrerer det på cykelcomputeren.
Vi mærker forkert
Det er dog usandsynligt, at cykelryttere sammenknytter de små variationer i hastighed med luftfugtigheden. Det skyldes, at vores opfattelse af luftens fugtighed i det fleste tilfælde hænger sammen med den relative luftfugtighed og ikke med den absolutte, som styrer luftmodstanden. Den relative luftfugtighed kan sagtens være 100% og luften føles fugtig, selv om den absolutte fugtighed er meget lille.
