Como variam (a) a umidade absoluta (também chamada de umidade específica) e (b) a umidade relativa do ar de uma sala bem vedada quando o ar é aquecido? E quando o ar é resfriado?
Passo 1
O enunciado pergunta como variam (a) a umidade absoluta (ou umidade específica) e (b) a umidade relativa numa sala bem vedada quando o ar é aquecido e quando é resfriado. O conteúdo envolve conceitos de psicrometria, em especial as definições de umidade específica e de umidade relativa, e sua dependência da temperatura.
Passo 2
Definimos os dois indicadores:
onde
é a massa de vapor d’água e
é a massa de ar seco (umidade específica), e
onde
é a pressão parcial de vapor d’água no ar e
é a pressão de saturação à temperatura
(umidade relativa).
Passo 3
Análise do aquecimento em sala vedada
Como a sala é vedada, não há troca de massa de vapor com o exterior e, enquanto não houver condensação ou evaporação em superfícies internas, teremos e
constantes, logo
Como a sala é vedada, não há troca de massa de vapor com o exterior e, enquanto não houver condensação ou evaporação em superfícies internas, teremos
Por outro lado, ao aquecer,
cresce (pois a capacidade do ar de reter vapor aumenta), enquanto
permanece constante, de modo que
Passo 4
Análise do resfriamento acima do ponto de orvalho
Se o ar for resfriado, e
continuam constantes até que a temperatura atinja o ponto de orvalho
. Nesse intervalo,
Se o ar for resfriado,
Passo 5
Análise do resfriamento abaixo do ponto de orvalho
Ao resfriar além de , o vapor em excesso condensa em superfícies, reduzindo
. Por isso:
Ao resfriar além de
enquanto o ar permanece saturado, ou seja,
para toda temperatura abaixo do ponto de orvalho.
Resposta
(a) Umidade absoluta
:
- Ao aquecer sem condensação,
permanece constante. - Ao resfriar até o ponto de orvalho,
também permanece constante; abaixo do ponto de orvalho, diminui devido à condensação.
(b) Umidade relativa
:
- Ao aquecer,
diminui (pois cresce e fica constante). - Ao resfriar,
aumenta até ; abaixo do ponto de orvalho, mantém-se em (saturado), com condensação do excesso de vapor.