Enunciado

75- Uma amostra de ar atmosférico, a 100   k P a , apresenta temperatura e umidade relativa iguais a 25   ° C e 75   % . Determine a umidade absoluta e o ponto de orvalho dessa mistura.

Considere que a mistura é aquecida até que a temperatura atinja 30   ° C num processo isobárico. Qual é o ponto de orvalho da mistura nesta nova condição?

Passo 1

O ponto de orvalho é a temperatura onde o vapor pode condensar ou solidificar com certa facilidade e ele tem esse nome justamente por formar pequenas bolhas de água tal como na imagem do orvalho embaixo (ou como na teia de aranha abaixo)

São imagens bem legais de se ver até! Vou colocar umas durante a questão

O que a questão quer da gente inicialmente é a umidade absoluta ( ω ) do ar atmosférico a 25   ° C e umidade relativa ( ϕ ) de 75   % .

Sabendo que a relação entre as duas umidades é de:

ϕ = ω × p a 0.622 p g

Onde a é a pressão do ar na mistura(que é a pressão da mistura toda menos a pressão do líquido vaporizado na mistura) e p l a pressão do líquido e pela tabela B . 1.1 vemos que a pressão da água saturada a 25   ° C é de p g = 3.1691   k P a , logo:

ϕ = p v p g → p v = 0.75 × 3.1691 = 2.377   k P a

Achamos aqui a pressão do líquido na mistura, então para encontrar a umidade absoluta temos

0.75 = ω × 100 - 2.377 0.622 × 3.1691

ω = 0.01514

Passo 2

Show, encontramos a umidade absoluta, agora para a temperatura de orvalho que pela mesma tabela B . 1.1 encontraremos uma pressão de água saturada de:

T o r v a l h o = 20 + 25 - 20 3.1691 - 2.3385 × 2.377 - 2.3385 = 20.23   ° C

Essas são as temperaturas e umidades para que a água faça esse efeito de bolhinhas na amostra de ar atmosférico que coletamos.

Saca aquela águinha que fica na lata do refri, então é disso que estamos falando

Passo 3

Agora aquecemos essa mistura de forma que agora ela tem 30   ° C e mantendo a mesma pressão de 100   k P a , ou seja, a pressão de saturação da água nesse estado passa a ser de:

p g = 4.2461   k P a

E como a pressão interna não muda, logo a pressão interna da água dentro da amostra não muda também, logo a umidade relativa passa a ser:

ϕ = 2.377 4.2461 = 56 %

E por não mudar a pressão da água dentro da amostra, logo, a temperatura de orvalho também não muda e é de 20.23   ° C

E abrações rapaziada, até as próximas

Resposta

A T = 25   ° C

ω = 0.01514

T o r v a l h o = 20.23   ° C

A 30   ° C

ϕ = 2.377 4.2461 = 56 %

T o r v a l h o = 20.23   ° C

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