- Uma câmara frigorifica para resfriamento de maçãs, com temperatura interna de
, foi construida em uma localidade onde a temperatura do ar externo é de
. Estimando que a temperatura superficial das paredes externas da câmara possa atingir até
, pergunta-se qual a máxima umidade relativa que pode ocorrer no local sem que ocorra condensação nas paredes. Resolva o problema analiticamente e graficamente.
Passo 1
O enunciado dá uma câmara frigorífica cuja temperatura interna é
, o ar externo está a
e a superfície externa das paredes pode atingir até
. Precisamos evitar que ocorra condensação sobre essas paredes, ou seja, a umidade do ar externo não pode ter ponto de orvalho acima de
. O conteúdo aqui envolve vapor d’água, pressão de vapor de saturação e ponto de orvalho.
Passo 2
Para não haver condensação, o ponto de orvalho do ar (
) deve ser menor ou igual à temperatura da superfície fria (
):
Como a umidade relativa é a razão entre a pressão parcial do vapor e a pressão de vapor de saturação à temperatura do ar, a condição limite (máxima) ocorre quando
.
Passo 3
Usamos a fórmula de Tetens para a pressão de vapor de saturação em kPa:
onde
está em
. A umidade relativa máxima será
Passo 4
Calculemos
Passo 5
Logo
Passo 6
Grafico esquemático da curva de
e das linhas em
e
:
Pressão de vapor de saturação \(e_s\) (kPa)
^
6 | • S (35,\,5,63)
| /
5 | /
| /
4 | /
| /
3 | /
| /
2 | • D (15,\,1,70) curva \(e_s(T)\)
| /
1 |__________/________________________________>
0 10 15 25 35 40 \(T\) (°C)
No gráfico, a interseção da curva
com
(ponto D) dá
, e seu traço horizontal até
mostra que a fração de
é cerca de 0,303, ou
.
Resposta
A umidade relativa máxima sem condensação é aproximadamente
.