VAPOR D’ÁGUA NA ATMOSFERA

O ar atmosférico, como você deve saber, é uma mistura de alguns gases tais como o oxigênio, o anidrido carbônico e vapor d’água. A quantidade de vapor d’água existente em um dado volume de ar é um fator importante para a nossa vida, pois está relacionado com a ocorrência das chuvas, com o clima em geral e até mesmo com a sensação de conforto que experimentamos em um determinado ambiente ( o desconforto PE causado tanto por excesso quanto Poe baixo percentual de vapor na atmosfera). Para caracterizar a quantidade de vapor existente em uma dada massa de ar define-se a unidade absoluta, u_a,  da atmosfera , da seguintes maneia: sendo m a massa de vapor presente em um volume V  de ar, temos

           

                                    u_a = m/V

            Esta grandeza é pouco usada, porque os técnicos e cientistas preferem trabalhar com o conceito de unidade relativa  que analisaremos a seguir.         

            A pressão atmosférica é a soma das pressões exercidas por todos os gases presente no ar.  A pressão que cada um destes gases exerce isoladamente é de nominada  pressão parcial  do gás .   A pressão parcial qe o vapor d’água exerce é , em geral , muito baixa, estando situada em torno de alguns milímetro de Hg.

            È fácil perceber que, para uma dada temperatura, a pressa parcial do vapor d’água não pode ser maior do que a sua pressão de vapor ,pois , como vimos nessas condições o vapor se condensaria. Quando a pressão parcial se iguala á pressão de vapor (ele está prestes a se condensar), dizemos que o vapor esta  saturando  e, quando ela é inferior a este valor, o vapor é denominado  vapor seco ou saturado. A unidade relativa, u_a  do ar PE definida da seguinte maneira:

           

                        Pressão parcial do vapor d’água

u_r = _____________________________________________

            pressão de vapor d’água na mesma temperatura

            Vejamos um exemplo suponhamos que em um ambiente, á temperatura de 20°C, a pressão parcial do vapor d’água fosse de 10 mmHg. A pressão de vapor d’água é de 17,5 mmHg ( isto é , o vapor estaria saturado se um pressão tivesse este valor). Então,e umidade relativa do ambiente seria:

           

                                               u_r  = 10/17,5 = 0,57

            Usualmente o valor de  u_r é representado sob forma percentual, isto é

                                               u_r = 100x0,57 ou  u_r = 57%

            Evidentemente,se o vapor no ambiente estivesse saturado, sua umidade relativa seria  u_r = 100%  e se não houvesse vapor presente na atmosfera teríamos  u_r = 0 . Nesta última situação a velocidade de evaporação de água colocada em um recipiente aberto seria muito alta e no primeiro caso ( u_r = 100%) á água não se evaporaria.

            Pressão de vapor da água

Temperatura (°C)                     Pressão de vapor (mmHg)

0                                                          4,6     

5                                                          6,5

10                                                        8,9

15                                                        12,6

20                                                        17,5

40                                                        55,1

60                                                        150    

100                                                      760    

120                                                      1490

140                                                      2710

           

            A medida da umidade relativa do ar é feita por meio de aparelhos denominados  higrômetros.  Um modelo muito simples de higrômetro pode ser construído se dispusermos de um termômetro  e de um recipiente metálico liso ( ou até mesmo de um copo de vidro comum). Colocando-se água no recipiente e acrescentando-se a ela, lentamente pequenos pedaços de gelo, sua temperatura irá descrevendo gradualmente. Em certo momento observa-se que a superfície externa do recipiente torna-se embaçada, em virtude da condenação, sobre esta superfície, do vapor da água existente na atmosfera. A temperatura em que isto ocorre é denominada ponto de orvalho. Suponha e que esta condensação tenha corrido quando a temperatura do recipiente atingiu 10°C .  A tabela nos fornece o valor da pressão de vapor da água a 10°C, que é de 8,9 mmHg. Sabe-se que o vapor se condensa quando sua pressão parcial se iguala á pressão do vapor. Logo , a pressão parcial de vapor d`água na atmosfera é igual a 8,9 mmHg. O termômetro nos fornece também a temperatura do ar ambiente. Suponha que ela seja de 20°C, obtemos a pressão de vapor a esta