Dadas as condições de uma sala de
de temperatura de bulbo seco (TBS) e
de umidade relativa, determinar para a mistura de vapor da) A temperatura de bulbo úmido (TBU);
b) A umidade absoluta;
c) A entalpia de saturação;
d) O desvio na entalpia;
e) A entalpia verdadeira;
f) A temperatura de ponto de orvalho;
g) O volume específico;
R: TBU
água
ar seco;
ar seco;
ar seco;
ar seco;
air seco.
b) A umidade absoluta;
c) A entalpia de saturação;
d) O desvio na entalpia;
e) A entalpia verdadeira;
f) A temperatura de ponto de orvalho;
g) O volume específico;
R: TBU
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado nos dá a temperatura de bulbo seco (TBS) de
e a umidade relativa de
de uma sala. O conteúdo que vamos usar aqui é da psicrometria, que estuda as propriedades do ar úmido. Para resolver as partes (a) a (g), vamos precisar entender conceitos como temperatura de bulbo úmido, umidade absoluta, entalpia, entre outros.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a temperatura de bulbo úmido (TBU). Ela é a temperatura que um termômetro marcaria se a sua ponta estivesse coberta com um pano úmido e exposto ao fluxo de ar. Para encontrar a TBU, usamos tabelas psicrométricas ou fórmulas específicas que relacionam TBS, umidade relativa e outras propriedades do ar.
Passo 3
Calculando a temperatura de bulbo úmido (TBU): Com TBS =
e umidade relativa de
, consultando uma tabela psicrométrica ou usando uma fórmula adequada, encontramos que a TBU é aproximadamente
.
Passo 4
Agora, vamos para a umidade absoluta (UA), que é a quantidade de água presente no ar por unidade de massa de ar seco. A fórmula básica para calcular a umidade absoluta é:
Onde:
-
é a massa molecular da água, -
é a pressão parcial da água, -
é a constante dos gases para a água, -
é a temperatura em Kelvin.
Com os valores dados e calculados anteriormente, determinamos que a umidade absoluta é cerca de
de água por kg de ar seco.
Passo 5
Vamos falar sobre a entalpia de saturação (h’). A entalpia é uma medida da energia total do ar úmido, incluindo tanto a energia do ar seco quanto a da água presente nele. A entalpia de saturação é a entalpia quando o ar está completamente saturado (100% de umidade relativa). Usando fórmulas psicrométricas, achamos que
de ar seco.
Passo 6
O desvio na entalpia (D) é a diferença entre a entalpia de saturação e a entalpia real do ar. Ele indica quanto a entalpia real está abaixo ou acima do valor de saturação. Calculando essa diferença:
Então,
de ar seco.
Passo 7
A entalpia verdadeira (h) é a entalpia real do ar úmido, considerando a umidade presente. Já sabemos que
e
, então:
Passo 8
A temperatura de ponto de orvalho (TPO) é a temperatura na qual o vapor d’água presente no ar começa a condensar em água líquida. Usando as relações entre TBS, TBU e umidade relativa, calculamos que a TPO é aproximadamente
.
Passo 9
Por último, o volume específico (
) é o volume ocupado por uma unidade de massa de ar seco. É calculado usando a equação dos gases ideais:
Onde
é a constante dos gases,
é a temperatura em Kelvin e
é a pressão. Com os valores disponíveis, determinamos que
de ar seco.
Resposta
a) TBU
;
b) UA água
ar seco;
c) Entalpia de saturação ar seco;
d) Desvio na entalpia ar seco;
e) Entalpia verdadeira ar seco;
f) Temperatura de ponto de orvalho ;
g) Volume específico air seco.
b) UA
c) Entalpia de saturação
d) Desvio na entalpia
e) Entalpia verdadeira
f) Temperatura de ponto de orvalho
g) Volume específico