Defina e exemplifique:
Umidade absoluta

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (1) uma definição de “Umidade absoluta” e (2) um exemplo que ilustre essa definição. Não foram fornecidos outros dados numéricos no enunciado.

Passo 2

Definição direta e simples: a umidade absoluta é a quantidade de massa de vapor d’água presente por unidade de volume de ar. Em linguagem matemática isso se escreve como
\rho_v=\frac{m_v}{V},
onde \rho_v é a umidade absoluta (em \mathrm{kg/m^3}), m_v é a massa de vapor d’água (em \mathrm{kg}) e V é o volume de ar (em \mathrm{m^3}). Pense assim: quantos gramas de vapor existem dentro de um metro cúbico de ar.

Passo 3

Como calcular na prática usando física simples (lei dos gases ideais). O vapor d’água, em condições de atmosfera comum, comporta-se apropriadamente como um gás ideal. A lei dos gases para o vapor escreve
p_v V = m_v R_v T,
onde p_v é a pressão parcial do vapor (em \mathrm{Pa}), R_v é a constante específica do vapor d’água e T é a temperatura absoluta (em \mathrm{K}). Daí isolamos m_v/V:
\rho_v=\frac{m_v}{V}=\frac{p_v}{R_v T}.
Aqui R_v costuma ser tomado como R_v=461{,}5\\ \mathrm{J/(kg\cdot K)}. Essa fórmula é muito prática porque transforma o problema em: conheço p_v e T, então obtenho \rho_v.

Passo 4

Explicando as variáveis e unidades (sem mistério):
  • \rho_v é a umidade absoluta em \mathrm{kg/m^3}. Para usos práticos costuma-se multiplicar por 1000 para obter \mathrm{g/m^3}.
  • p_v é a pressão parcial do vapor d’água em \mathrm{Pa} (ou \mathrm{kPa}). Se você tem a umidade relativa \mathrm{RH} e a pressão de saturação e_s(T), então p_v=\mathrm{RH}\cdot e_s(T) (com \mathrm{RH} em fração, ex.: 0{,}5 para 50\%).
  • T é a temperatura em kelvin: T(\mathrm{K})=T(^{\circ}\mathrm{C})+273{,}15.
  • R_v=461{,}5\\ \mathrm{J/(kg\cdot K)} é a constante dos gases para vapor d’água.

Passo 5

Diferença rápida e importante (pra você não confundir na prova):
  • Umidade absoluta \rho_v: massa de vapor por volume ( \mathrm{kg/m^3} ou \mathrm{g/m^3}).
  • Umidade relativa (RH): razão entre a pressão parcial do vapor e a pressão de saturação à temperatura corrente; é uma porcentagem. A mesma \mathrm{RH} pode corresponder a diferentes umidades absolutas se a temperatura mudar.
  • Umidade específica (às vezes chamada mixing ratio ou specific humidity) é massa de vapor por massa de ar seco; é distinta da umidade absoluta.

Passo 6

Exemplo numérico passo a passo (faça assim na prova): ar a 20^\circ\mathrm{C} com 50\% de umidade relativa. Primeiro obtenha a pressão de vapor de saturação a 20^\circ\mathrm{C}. Um valor tabelado comumente usado é
e_s(20^\circ\mathrm{C}) = 2{,}338\\ \mathrm{kPa}.
Com \mathrm{RH}=50\%=0{,}5 temos a pressão parcial do vapor
p_v = 0{,}5\cdot 2{,}338\\ \mathrm{kPa} = 1{,}169\\ \mathrm{kPa}=1169\\ \mathrm{Pa}.
A temperatura absoluta é
T = 20 + 273{,}15 = 293{,}15\\ \mathrm{K}.
Aplicando a fórmula
\rho_v=\frac{p_v}{R_v T}=\frac{1169}{461{,}5\cdot 293{,}15}.
Agora faça as contas passo a passo (na prova faça aproximações conscientes):
461{,}5\cdot 293{,}15 \approx 135294{,}7,
\rho_v \approx \frac{1169}{135294{,}7}\approx 0{,}00864\\ \mathrm{kg/m^3}.
Convertendo para gramas por metro cúbico:
\rho_v \approx 8{,}64\\ \mathrm{g/m^3}.
Interpretação: ar a 20^\circ\mathrm{C} e 50\% RH contém cerca de 8{,}6 gramas de vapor por metro cúbico.

Passo 7

Outro comentário prático rápido: ar saturado a 20^\circ\mathrm{C} teria \rho_v aproximadamente o dobro desse valor (cerca de 17{,}3\\ \mathrm{g/m^3}), porque 100\% RH significa p_v=e_s. Assim, temperaturas mais altas permitem muito mais vapor por volume antes de atingir saturação — por isso o ar quente “suporta” mais humidade absoluta.

Resposta

Definição: Umidade absoluta é a massa de vapor d’água por unidade de volume de ar, \rho_v=\dfrac{m_v}{V}, e pode ser calculada por \rho_v=\dfrac{p_v}{R_v T}.
Exemplo: Ar a 20^\circ\mathrm{C} com 50\% de RH tem p_v=1{,}169\\ \mathrm{kPa}, T=293{,}15\\ \mathrm{K} e portanto \rho_v\approx 0{,}00864\\ \mathrm{kg/m^3}\approx 8{,}64\\ \mathrm{g/m^3}.

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