濕球溫度計上的紗布在毛細管作用下，紗布表面吸收了一層水，在空氣不飽和的情況下，這層表面的水不斷蒸發，蒸發所需要的熱量由水中取得，因而水溫逐漸降低。這里存在著兩種散熱：一種是空氣向水進行傳導散熱；另一種是水向空氣進行蒸發散熱，現分析在tf ＞ θ 時的水向空氣傳熱。
空氣向水的傳導散熱：設剛開始時，紗布上表面這層水的溫度為t f ，空氣溫度為θ，開始時因tf ＞ θ ，水向空氣傳熱，當tf下降后，在tf=θ 時，Hα =0 ，當tf再下降，到θ＞tf 時存在著θ-tf 的溫度差，這個溫度差是空氣向水傳導散熱的推動力，這樣，空氣向紗布與空氣的交界面傳遞熱量，再通過紗布把空氣的熱量傳給水。設水銀球上蓋的濕紗布面積為F ，傳熱系數為α，則空氣向濕紗布交界面傳遞的熱量為：α（θ-tf）F ，此值隨tf 的下降而增加。同時紗布交界面的水也在不斷地向空氣傳遞熱量，進行蒸發散熱，使水溫T不斷下降，當紗布層水溫T 降低到τ時（tf =τ＜ θ），水層的溫度不再下降了，這時：水的蒸發散熱=空氣傳遞給水的熱量，處于動態平衡狀態。這時候紗布水層上的溫度τ 稱為濕球溫度，這時空氣向水層傳遞的熱量達到最大值，即為α（θ-τ）F 。
空氣向水進行傳導散熱量為α（θ-τ）F ，而這時的蒸發散熱量是多少？設水的汽化熱為γ（kcal／kg ），γ=γ0 +0.47 ，汽化熱γ0 =597.3kcal／kg 。設βp 為壓差蒸發散熱系數，代表單位蒸氣壓力下，單位面積上水汽蒸發量（kg／（m2·h·atm ））。那么水層溫度降到τ時，紗布水層的蒸發散熱量為：γβp （P ″τ -Pθ ）F ，因為這時空氣向水的傳導散熱=水層向空氣的蒸發散熱，處于動態平衡狀態。