Características Humedad Del Aire

Características de la humedad del aire

Introducción.-

El aire es una mezcla de gases. Otro constituyente importante del aire es el vapor de agua. Es vapor generalmente se tiene como vapor sobre calentado como un gas invisible. Sin embargo, cuando el aire es enfriado a cierta temperatura (llamado punto de roció) el vapor de agua contenido en el aire empieza a condensarse y puede ser visible como neblina o llovizna, o como cuando se tiene condensación de una superficie fría.

El contenido de vapor de agua que puede contener la atmosfera, se incrementa grandemente cuando la temperatura aumenta. A cualquier temperatura dad, la cantidad de vapor de agua puede variar prácticamente desde cero hasta la cantidad máxima que corresponda dicha temperatura

2. Objetivos.-

Determinar la humedad del aire a partir de las lecturas del bulbo seco y bulbo húmedo.

Determinar la presión de saturación del vapor de agua, la humedad relativa y humedad absoluta del aire mediante un higrómetro de punto de rocío.

Fundamento teórico

La humedad del aire es la cantidad de vapor de agua que se encuentra presente en la atmósfera terrestre. El vapor procede de la evaporación de los mares y océanos, de los ríos, los lagos, las plantas y otros seres vivos.

El comportamiento de la mezcla de aire seco y vapor de agua sigue la ley de Dalton de las presiones parciales, de acuerdo a sus respectivas propiedades. (La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de sus componentes. Pt = p1 + p2 + p3 +... y la presión parcial es la presión que ejercería cada componente en las mismas condiciones del sistema).

La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite más vapor de agua que el aire frío. El aire caliente que contiene vapor de agua se eleva en la atmósfera. La temperatura de la atmósfera disminuye una media de 0,6 ºC cada 100m. Al llegar a zonas más frías el vapor de agua se condensa y forma las nubes (de gotas de agua o cristales de hielo). Cuando estas gotas de agua o cristales de hielo pesan demasiado caen y originan las precipitaciones en forma de lluvia o nieve. Por eso se dice que la lluvia está relacionada con la humedad del aire

Hay varios modos de estimar la cantidad de vapor en el aire ambiente, cada una de ellas con aplicación en una ciencia o técnica específica. Se detallan en:

Humedad absoluta

La humedad absoluta es la masa total de agua existente en el aire por unidad de volumen, y se expresa en gramos por metro cúbico de aire. La humedad atmosférica terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.

El cálculo es:

Humedad específica

La humedad específica mide la masa de agua que se encuentra en estado gaseoso en un kilogramo de aire húmedo, y se expresa en gramos por kilogramo de aire.

Razón de mezcla

La razón de mezcla o relación de mezcla, es la cantidad de vapor de agua contenido en el aire medido en gramos de vapor por kilogramo de aire seco (g/kg). En la práctica es muy semejante a la humedad específica, pero en ciertas aplicaciones científicas es muy importante la distinción.

Humedad relativa

La humedad relativa de una masa de aire es la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene y la que tendría si estuviera completamente saturada; así cuanto más se aproxima el valor de la humedad relativa al 100% más húmedo está.

Se calcula así:

Donde:

Es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire.

Es la presión de saturación de agua a la temperatura de la mezcla de aire.

RH - es la humedad relativa de la mezcla de aire.

Contenido de humedad

El contenido de humedad en los suelos es la cantidad de agua que el suelo contiene en el momento de ser extraído. Una forma de conocer el contenido de humedad es pesar la muestra cuando se acaba de extraer, y después de haberla mantenido durante 24 horas en un horno a una temperatura de 110 °C se hace lo siguiente:

.

m1 = Masa de la muestra recién extraída.

m2= Masa de la muestra después de estar en el horno.

Presión parcial del vapor de agua

La presión parcial del vapor de agua es la parte de la presión atmosférica total ejercida por el vapor de agua contenido en la atmósfera. Se expresa en unidades de presión, milibares o cm o mm de mercurio.

Presión de saturación

Cuando el aire está saturado de vapor de agua, la presión parcial del vapor recibe el nombre de presión de saturación, el cual depende de la temperatura. Cuanto más caliente está una masa de aire, mayor es la cantidad de vapor de agua. A temperaturas bajas puede almacenar menos vapor de agua. Cuando una masa de aire caliente se enfría se desprende del vapor que le sobra en forma de precipitación.

Punto de rocío

Cuando la humedad alcanza el valor 100% se produce fenómenos de condensación. Un ejemplo de ello es el rocío, que se debe cuando la humedad relativa del aire ha alcanzado el 100% y el aire no admite ya más agua.

Entonces el agua condensa en forma líquida en superficies metálicas, hojas, flores, etc. Esto se produce en invierno, ya que la temperatura desciende tanto que llega al punto de rocío, es decir, si se mantiene la cantidad de agua del ambiente constante y se disminuye la temperatura llega un momento en que se alcanza una humedad relativa del 100%. Esto hace que el agua se condense en las superficies.

Metodología

Como no existe método para determinar el contenido de vapor del aire, se lo debe calcular a partir de otras mediciones. Pudiendo ser:

Método basado en la medida de las temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo.

Método basado en la determinación del punto de rocío.

Método basado en la medida de las lecturas del bulbo seco y bulbo húmedo.

El objeto de medir ambas temperaturas del aire es el determinar las características exactas de la humedad del aire, ya sea por calculo o usando la carta psicométrica.

Los instrumentos para medir las temperaturas del bulbo seco y húmedo se llaman psicrómetros, existiendo de diversas formas.

Descripción y funcionamientos

El psicrómetro consiste en dos termómetros para la temperatura ambiente que se denomina termómetro seco el uno y termómetro húmedo el otro.

Este segundo lleva envuelto su depósito en un manguito de tela que se prolonga en una mecha que se sumerge en un pequeño depósito de agua.

El agua, por capilaridad sube por la mecha y empapa la envoltura del depósito del termómetro húmedo. Esta agua se evapora, quitando calor al mismo termómetro, por lo que marca menos temperatura que el seco.

La velocidad de evaporación y en consecuente el descenso de temperatura, es tanto mayor cuanto más seco este el aire ambiente.

Materiales

Un soporte universal

Dos termómetros

Anemómetro, gasa

Procedimiento experimental

Se montaron los dos termómetros

Se tomara lecturas de los termómetros (intervalos de 2 °C)

Determinación del punto de rocío

Descripción y funcionamiento

Se puede hacer una determinación aproximada de la temperatura del punto de rocío usando un recipiente metálico cuya superficie exterior este brillantemente pulida. Se pone agua en el recipiente y se le agrega hielo machacado poco a poco.

Se agita el agua para obtener una temperatura uniforme. Cuando la temperatura del recipiente llega a la de punto de rocío del aire ambiente, comienza a formarse una película de agua condensada sobre la superficie del recipiente. Esta temperatura es la temperatura de punto de rocío. La precisión de esta determinación depende del cuidado que se ponga para enfriar gradualmente el agua, mantener uniforme la temperatura del agua en el recipiente y observar la temperatura a la que se empaña la superficie del recipiente. Así, la determinación del punto de rocío permite establecer la presión del vapor, la humedad absoluta y relativa a la temperatura de rocío.

Materiales

Aparato para determinar punto de rocío

Termómetro

Hielo

Determinación de la presión de vapor

Material

Calentador

Termómetro

Tubo capilar de 1 metro de longitud

Bomba de vacio

Matraz kitasato

Vaso de 1000 cm3

Mercurio

Hielo

Procedimiento

Instalamos el equipo

Colocamos al matraz el agua destilada

Eliminamos el aire del sistema evacuando el aire con una bomba de vacio

Cuando se ha eliminando todo el aire. La presión que se ejerce en el sistema se deberá ahora exclusivamente a las partículas del liquido que se mide en el barómetro

Introducimos le matraz en el baño

...