quantificação do ar atmosferico

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UNIVERSIDADE DE UBERABA
Nome aluno
QUANTIFICAÇÃO DA UMIDADE DO AR ATMOSFÉRICO
UBERABA
2017
Nome aluno
QUANTIFICAÇÃO DA UMIDADE DO AR ATMOSFERICO
Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Operações Unitárias II, prática realizada no dia 02 de agosto de 2017, no curso de Engenharia Química, na Universidade ...
Prof. 
UBERABA 
2017
INTRODUÇÃO
A psicrometria relaciona-se com a determinação das propriedades termodinâmicas de um gás úmido e com a utilização das mesmas na análise de condições e processes envolvendo gases úmidos. O ar é bastante empregado para promover a secagem de materiais. O mesmo é selecionado para exercer a função de fornecedor de calor requerido para evaporação de água de um material e para promover a retirada de água evaporada de Ar úmido é uma mistura binária de ar seco com vapor de água. A quantidade de água no ar úmido varia de zero (ar seco) até um máximo que depende da temperatura e da pressão. A última condição é denominada de saturação e corresponde a um estado de equilíbrio entre o ar úmido e a água em estado condensado (líquido ou sólido). O peso molecular da água é 18,01534.
A umidade relativa do ar é a relação entre a quantidade de água existente no ar (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na mesma temperatura (ponto de saturação). Ela é um dos indicadores usados na meteorologia para se saber como o tempo se comportará (fazer previsões).
Essa umidade presente no ar é decorrente de uma das fases do ciclo hidrológico, o processo de evaporação da água. O vapor de água sobe para a atmosfera e se acumula em forma de nuvens, mas uma parte passa a compor o ar que circula na atmosfera.
Porém, o ar, assim como qualquer outra substância, possui um limite até o qual ele absorve a água (ponto de saturação). Abaixo do ponto de saturação, há o ponto de orvalho (quando a umidade se acumula sob a forma de pequenas gotas ou neblina) e, acima dele, a água se precipita na forma de chuva.
A umidade relativa do ar vai variar de acordo com a temperatura (a 0ºC a umidade relativa do ar é de 4,9g/m³ e a 20ºC é de 17,3g/m³), a presença ou não de florestas ou vegetação, rios e represas (desertos, por exemplo, tem a umidade relativa do ar muito baixa) e, mesmo, à queda da temperatura (orvalho).
Em um deserto a umidade relativa do ar pode chegar a 15%, sendo que a média mundial é de 60%.
A umidade absoluta é definida como a massa de vapor de água (usualmente em gramas) por unidade de volume (usualmente em m3).
A temperatura de bulbo úmido é a temperatura em estado estacionário atingida por uma pequena porção de líquido que evapora em uma grande quantidade de ar úmido não saturado. Para quantificar experimentalmente esta temperatura, o bulbo de um termômetro (ou a extremidade de um termopar) é recoberta por uma mecha embebida com água. A mecha pode ser uma gaze de algodão.
A temperatura de bulbo seco é a temperatura medida na situação ambiente de determinado local diversos poluentes. O ar é denominado seco quando todo vapor de água e contaminantes foram removidos. A composição do ar seco é aproximadamente constante, contudo pequenas variações, nas quantidades dos componentes individuais, ocorrem com o tempo, localização geográfica e altitude. A composição percentual em volume (ou molar) do ar seco é: nitrogênio 78,084; oxigênio 20,9476; argônio 0,934; dióxido de carbono 0,0314; neônio 0,001818 hélio 0,000524; metano 0,0002; dióxido de enxofre O a 0,0001; hidrogênio 0,00005 e componentes em menores quantidades tais como kriptônio, xenônio e ozônio 0,0002. O peso molecular médio do ar seco é 28,9645 (ASHRAE, 1985).
A pressão do vapor de água na superfície da água liquida será maior do que a pressão parcial do vapor no interior do ar (se o mesmo não estiver saturado) e a água evapora e escoa para o interior do ar. O ar ao escoar sobre a mecha embebida com água tende a saturação junto à interface (ar - mecha umedecida). Para que isto aconteça, é necessário que uma quantidade de calor, correspondente ao calor latente de evaporação da água, seja transferida para a água da mecha, em forma de calor sensível do ar. Como consequência, a camada de ar, em contato com o termômetro, esfria-se até uma temperatura tanto mais baixa quanto mais intensa for a evaporação, o que depende de quanto o ar esteja afastado da saturação. A água que umedece a mecha tende a adquirir a mesma temperatura. Se a velocidade do ar for elevada e a área de contato entre o ar e a água da mecha for pequena, não haverá mudança significativa na temperatura ou na umidade da corrente gasosa. A temperatura atingida pela água retida na mecha é a Temperatura de Bulbo Úmido do ar (Tw).
A umidade do ar quantificada em massa de água/ massa de ar seco pode ser quantificada pela equação (1):
Sendo:
Y = umidade absoluta do ar atmosférico;
T = a temperatura (°C) de bulbo seco do ar;
Tw = a temperatura (°C) de bulbo úmido do ar;
Yw = a umidade absoluta do ar saturado (é obtido de tabelas para o nível do mar e para outras situações pode ser calculado).
A umidade absoluta do ar também pode ser quantificada pela Equação (2):
Sendo:
Y = ar saturado
Pv = Pressão parcial de vapor de água no ar;
P = pressão atmosférica total do local onde se faz a medição;
0,62198 = relação entre 
A umidade relativa do ar, φ, é calculada pela Equação (3):
Sendo:
φ = umidade relativa do ar atmosférico;
Pv = pressão parcial de vapor d/e água no ar;
Pvs = pressão de vapor de água no ar.
Todos estes cálculos são de grande importância, pois, são aplicados na indústria de vários segmentos.
OBJETIVOS
Essa pratica teve como objetivo conceituar a umidade relativa e absoluta do ar.
Descrevendo o conceito de temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido, atrás da quantificação de temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido do ar, consegue-se calcular a umidade absoluta e relativa do ar.
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 - MATERIAIS
1 Termômetros (-10°C a 110°C);
1 Suporte universal;
1 Tesoura;
1 Pisseta;
1 Gazes;
1 Cordão de algodão;
1 Ventilador;
1 Água destilada;
– MÉTODOS
Envolver o bulbo de um termômetro com uma mecha de algodão ou gaze. Molhar a mecha ou gaze de algodão com água.
Instalar ou posicionar um termômetro de bulbo seco e o termômetro de bulbo úmido emuma corrente de ar.
Quantificar a temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido.
Efetuar os cálculos e interpretar os resultados
4.CÁLCULOS
5.CONCLUSÃO
6. REFERÊNCIAS
ASHRAE Handbook – 2009. Fundamentls. ASHRAE. 2009. Cap. 1.
ASHRAE Handbook – 1985. Fundamentls. ASHRAE. 1985. Cap. 6.
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/geografia/umidade-atmosferica.htm Acesso em 15/08/2017
http://www.infoescola.com/meteorologia/umidade-relativa-do-ar/ Acesso em 15/08/2017