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1-10 
Tabela 1.5 Calor específicos de algumas substâncias (32 - 212ºF, 0 - 100 ºC) ................................ 1-16 
Tabela 2.1 Composição em peso do ar seco ..................................................................................... 2-26 
Tabela 2.2 Propriedades das misturas de ar e vapor de água saturado (USCS) .............................. 2-32 
Tabela 2.3 Propriedades das misturas de ar e vapor de água saturado (SI) .................................... 2-33 
Tabela 2.4 Tabela Psicrométrica – USCS .......................................................................................... 2-38 
Tabela 2.5 Tabela Psicrométrica – SI ................................................................................................ 2-39 
Tabela 2.6 Calor latente de vaporização - USCS .............................................................................. 2-39 
Tabela 2.7 Calor latente de vaporização – SI .................................................................................... 2-40 

Psicrometria

Cap 1 – Revisão de Termodinâmica 1-1

1 REVISÃO DE TERMODINÂMICA

1.1 INTRODUÇÃO

A prática de ar condicionado é baseada em princípios de engenharia e na sua prática. Mas, a própria

engenharia está suportada em ciências físicas e na matemática.

Os processos de aquecimento e arrefecimento do ar são baseados nas leis de transferência de calor

da física elementar, e quer o projecto e trabalho dos equipamentos de refrigeração e aquecimento

são baseados no ramo da física chamado termodinâmica.

O processo actual de criar condições desejadas num espaço confinado baseia-se na psicrometria,
ramo este que na apresentação tradicional da física é normalmente descurada, pelo que aqui vai ser

exaustivamente estudada.

A distribuição de ar condicionado a espaços ocupados, a introdução de ar fresco exterior, a remoção

do ar viciado interior, apoia-se no ramo da física conhecido por escoamento de fluidos, existindo
nestes processos, quase sempre fornecimento de energia mecânica.

Manter a temperatura interior aos níveis desejados, contra condições exteriores extremas de calor e

frio, envolve princípios de transferência de calor.

Devido ao atrás exposto, este capítulo irá apresentar uma revisão dum certo número de propriedades

físicas tais como: temperatura, calor, densidade, peso específico, pressão, energia, calor e potência.

A sua relação ao ar condicionado irá sendo mostrada ao longo do texto.

Ainda no âmbito deste capítulo iremos apresentar sempre que necessário o sistema de unidades

mais usado nos Estados Unidos – USCS – U.S. Costumary System e o Sistema Internacional – SI –

usado nas nações mais industrializadas e que está sendo gradualmente adoptado pelos U.S.

Não quero deixar de referir uma das bases de suporte deste trabalho, que é o Modern Air

Conditioning Practice de Norman C. Harris.

1.2 TEMPERATURA

Temperatura é a medida do grau de aquecimento ou arrefecimento de um corpo ou substância.

Tocar e sentir diz-nos que o fogo é quente e que o vento norte é frio.

Durante séculos os sentidos humanos foram o aparelho de medida da temperatura, mas variando os

sentidos de uma pessoa para outra, e de uma estação do ano para outra, não são por consequência

fidedignos.

A medição rigorosa da temperatura é efectuada por termómetros e expressa em graus. Quatro

diferentes escalas de temperatura vão ser definidas, e um certo número de termómetros serão

ilustrados e descritos.

Psicrometria

1-2 Cap 1 – Revisão de Termodinâmica

1.2.1 A Escala Fahrenheit de Temperatura

Cerca de 1715, o cientista alemão Fahrenheit, usando água pura à pressão atmosférica, determinou

dois pontos fixos para a sua escala:

 o ponto de ebulição da água, o qual marcou 212ºF e
 o ponto de congelação da água, o qual marcou 32ºF

Há, por isso, 180 graus iguais entre o ponto de ebulição (pe) e o ponto de congelação (pc). Esta

escala foi estendida para além dos anteriores limites de forma a se conseguir medir temperaturas

mais altas que pe e mais baixas que pc.

1.2.2 A Escala Celsius de Temperatura

A segunda escala de temperatura, a qual é a mais utilizada em todo o mundo, foi conhecida durante

muito tempo por centígrada devido a ter sido dividida em 100 partes iguais entre dois pontos fixos,

que são novamente os atrás descritos para a escala Fahrenheit. Dado ainda existir como referencia

em AVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) muitas referencias nas unidades USCS, é

conveniente, apesar de gradualmente nos U.S. a escala Celsius ser cada vez mais importante, ainda

sabermos converter de uma escala para outra (ver Fig 1-1)

1.2.3 Comparação das Escalas de Temperatura Fahrenheit e Celsius

Como primeira observação na comparação destas escalas, podemos observar que o zero das duas

não coincide.

Como segunda, como dividimos o mesmo espaço numa escala em 180 partes iguais e na outra em

100 partes iguais, o grau Fahrenheit é menor que o grau Celsius. Em consequência necessitamos de

maior quantidade de calor, qualquer que seja a unidade de calor, para obter a variação de um grau

Celsius do que a de um grau Fahrenheit.

Assim verificamos que cada grau Fahrenheit equivale a (100/180= 5/9) do grau Celsius. Para o ajuste

do zero, quando convertemos de Fahrenheit para Celsius necessitamos de retirar 32 à leitura

Fahrenheit. No contrário depois da proporção entre os graus, para obter a leitura em Fahrenheit

necessitamos de somar esta quantidade.

Sendo, C a temperatura em Celsius e F a temperatura em Fahrenheit, temos

  5 932 32
9 5

C F F C   

Estas duas escalas, são a base de duas escalas absolutas de temperatura, que como o seu próprio

nome indica (absolutas) não apresentam valores negativos.

Psicrometria

Cap 1 – Revisão de Termodinâmica 1-3

1.2.4 Escalas Absolutas de Temperaturas

São elas a Rankine (Fahrenheit absoluta) e Kelvin (Celsius absoluta).

Sendo R e K respectivamente as temperaturas Rankine e Kelvin, é

ºR = ºF + 459.6 K = ºC + 273.15

Fig 1-1 Escalas Fahrenheit e Celsius

1.3 CALOR

As diferentes teorias acerca da natureza do calor remontam aos filósofos gregos e sobreviveram até

ao século passado. Desde o princípio têm sido duas as teorias que se foram sucedendo em cada

época, com vários cambiantes.

Uma delas considera o calor como um fluido subtil, elástico, imponderável mas material, que se

encontra nos corpos quentes. A outra afirma que o calor é devida ao movimento das partículas que o

compõe.

A falta de uma teoria clara a seu respeito, juntamente com o triunfo da física experimental do sec.

XVIII, impulsiona uma série de experiências de diferentes tipos relacionados com a medida e o

comportamento dos corpos perante o calor.

O efeito do calor sobre os sólidos, podia-se medir com um dilatómetro ou um pirómetro de

Wedgwood, que foi concebido para medir altas temperaturas em fornos de cerâmica por meio da

dilatação de um material cerâmico colocado no seu interior; o pêndulo em grelha utiliza as diferentes

capacidades de dilatação de diferentes metais para que o comprimento efectivo dele não varie e que,

portanto o seu período permaneça constante.

Psicrometria

1-4 Cap 1 – Revisão de Termodinâmica

Fig 1-2 Dilatómetro linear simples

Fig 1-3 Pirómetro de Wedgwood

Posteriormente o pirómetro óptico (Fig 1-4) baseia-se no facto de que a radiação espectral de um

corpo incandescente é uma função da sua temperatura. Para a radiação de um corpo negro, as bem

conhecidas curvas da equação de Planck descrevem a distribuição de energia como uma função da

temperatura e do comprimento de onda. No entanto, deve ter-se em conta que a emissividade

observada dum corpo não negro também é função