Defina saturação do ar, qual o papel do aumento de temperatura na pressão de saturação do ar. Explique.
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que é saturação do ar e explicarmos como o aumento de temperatura afeta a pressão de saturação. Vamos recorrer à psicrometria e à termodinâmica de mudança de fase da água, em particular à equação de Clausius–Clapeyron, para dar conta disso.
Passo 2
Saturação do ar significa que o ar contém exatamente a quantidade máxima de vapor d’água que lhe é possível àquela temperatura. Em termos de pressões parciais, chamamos de pressão de vapor real
e de pressão de saturação
. Quando o ar está saturado, tem-se
ou seja, a taxa de evaporação da água iguala a taxa de condensação.
Passo 3
A variação da pressão de saturação com a temperatura é dada pela equação de Clausius–Clapeyron, que para mudança fase líquida–vapor pode ser escrita como
onde
é o calor latente de vaporização,
é a constante dos gases para o vapor d’água e
é a temperatura absoluta.
Passo 4
Da equação acima vemos que, como
, o produto
é positivo, logo
Isto significa que, ao aumentar
, a pressão de saturação
cresce de forma exponencial (ao integrar, obtém-se
). Na prática, ar mais quente pode acomodar mais vapor antes de ficar saturado.
Resposta
Saturação do ar é a condição em que a pressão parcial do vapor d’água no ar atinge a pressão de saturação
. O aumento de temperatura eleva
segundo a equação de Clausius–Clapeyron, permitindo que o ar mais quente retenha mais vapor d’água antes de saturar.