Каждый твердый влажный материал способен поглощать влагу из окружающей среды или отдавать ее окружающей среде. Окружающая влажный материал среда может содержать либо только водяной пар, либо смесь водяного пара с газами. Обозначим парциальное давление водяного пара в смеси с воздухом рп. Влаге, содержащейся во влажном материале, соответствует определенное давление водяного пара рм, называемое давлением водяного пара во влажном материале.
При контакте материала с влажным воздухом возможны три состояния системы:
1) давление водяного пара во влажном высушиваемом материале рм больше, чем его парциальное давление в окружающем материал воздухе или газе, т. е. рм > рп. В этом случае происходит процесс десорбции влаги из материалов в окружающую среду, т. е. процесс сушки. Давление водяного пара в высушиваемом материале рм зависит от влажности материала, температуры и характера связи влаги с материалом;
2) парциальное давление пара в окружающей среде больше, чем его давление во влажном материале, т. е. рп > рм. В этом случае происходит сорбция влаги материалом, т. е. процесс увлажнения материала;
3) значения давления водяного пара во влажном материале и в окружающей среде равны, т. е. рм = рп. В этом случае наступает динамическое равновесие. Влажность материала, при которой наступает динамическое равновесие, называется равновесной влажностью Wр. Равновесная влажность зависит от парциального давления водяного пара рп или пропорциональной ему относительной влажности воздуха φ. Зависимость равновесной влажности от φ при t = const называется изотермой сорбции и устанавливается экспериментальным путем.
Состояние динамического равновесия является предельным в процессах сушки и увлажнения. При сушке давление пара у поверхности материала, уменьшаясь, стремится к равновесному. При увлажнении, наоборот, давление паров у поверхности, увеличиваясь, стремится к равновесию.
Различают свободную и связанную влагу в материале.
Под свободной влагой понимают влагу, скорость испарения которой из материала равна скорости испарения воды со свободной поверхности (рм=рн). Скорость испарения связанной влаги из материала всегда меньше скорости испарения воды со свободной поверхности. При этом рм <рн, где рн — давление насыщенного водяного пара.
Для характеристики содержания влаги в материале используют понятия: влажность материала w, выраженную в процентах, и влагосодержание х, которое представляет собой содержание влаги в килограммах на 1 кг материала.
Влажность материала может быть рассчитана по отношению к его общему количеству или по отношению к количеству находящегося в нем абсолютно сухого вещества.