O ar atmosférico encontra-se na pressão de
na temperatura de
e temperatura de bulbo úmido
. Calcular: a pressão parcial do vapor de água;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que a pressão atmosférica é de
, a temperatura do ar seco é
e a temperatura de bulbo úmido é
. Nosso objetivo aqui é calcular a pressão parcial do vapor de água presente nesse ar. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica do ar úmido, especificamente como a temperatura de bulbo úmido está relacionada à pressão de vapor.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Fahrenheit para Celsius, já que a maioria das tabelas e fórmulas de vapor utilizam essa escala. A fórmula para converter Fahrenheit para Celsius é:
Vamos aplicar isso às duas temperaturas:
Para a temperatura do ar seco (
):
Para a temperatura de bulbo úmido (
):
Passo 3
Agora, precisamos determinar a pressão de saturação do vapor de água à temperatura de bulbo úmido (
). A pressão de saturação (
) é a pressão máxima que o vapor de água pode atingir antes de começar a condensar. Podemos usar a fórmula de Antoine ou tabelas de propriedades da água para encontrar esse valor. Para simplificar, usaremos uma aproximação:
Passo 4
A pressão parcial do vapor de água (
) no ar úmido pode ser calculada usando a seguinte relação:
Onde:
-
é a pressão atmosférica total. -
é uma constante que depende do ar seco, geralmente assumida como . -
é a temperatura do ar seco. -
é a temperatura de bulbo úmido.
Primeiro, vamos converter a pressão atmosférica de
para kPa, já que usamos kPa na pressão de saturação:
Agora, aplicando a fórmula:
Passo 5
Contudo, essa abordagem simplificada não leva em conta a relação direta entre a temperatura de bulbo úmido e a pressão parcial do vapor. Uma maneira mais precisa é considerar que a pressão parcial do vapor de água à temperatura de bulbo úmido é igual à pressão de saturação nessa temperatura.
Portanto, com
, essa será a pressão parcial do vapor de água no ar.
Resposta
A pressão parcial do vapor de água é aproximadamente
.