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 p_v e de pressão de saturação p_s(T). Quando o ar está saturado, tem-se
p_v = p_s(T),
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
\frac{d p_s}{d T} \;=\;\frac{L_v\,p_s}{R_v\,T^2},
onde L_v é o calor latente de vaporização, R_v é a constante dos gases para o vapor d’água e T é a temperatura absoluta.

Passo 4

Da equação acima vemos que, como L_v>0, o produto \tfrac{L_v}{R_v\,T^2} é positivo, logo
\frac{d p_s}{d T} > 0.
Isto significa que, ao aumentar T, a pressão de saturação p_s(T) cresce de forma exponencial (ao integrar, obtém-se \ln p_s \propto -1/T). 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 p_s(T). O aumento de temperatura eleva p_s(T) segundo a equação de Clausius–Clapeyron, permitindo que o ar mais quente retenha mais vapor d’água antes de saturar.

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