Relatório 1 - Quantidade da umidade relativa do ar

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1 – 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 processos envolvendo gases úmidos. O ar é bastante empregado para promover a secagem de materiais. O mesmo é selecionando para exercer a função de fornecedor de calor requerido para evaporação de água de um material e para promover a remoção da água evaporada de materiais processados em secadores.
O ar atmosférico é uma mistura de muitos gases contendo vapor de água e 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 como tempo, localização geográfica e altitude. A composição percentual em volume (ou molar) do ar seco é: nitrogênio 78,084; oxigênio 0,934; dióxido de carbono 0,0314; neônio 0,001818; hélio 0,000524; metano 0,0002; dióxido de enxofre a 0,0001; hidrogênio 0,00005 e componentes em menores quantidades tais com criptônio, xenônio e ozone 0,0002. O peso molecular médio do ar seco é 28,9645 (ASHRAE, 1985).
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.
– Temperatura de bulbo úmido
A temperatura de bulbo úmido é temperatura em estado estacionário atingida por uma pequena porção de liquido 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 figura 1 indica o dispositivo experimental.
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), então a água evapora e escoa para o interior do ar. O ara ao escoar sobre a mecha embebida com água tenda a saturação junto à interface (ar-mecha umedecida). Para que a evaporação 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 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 obtida pela 
Equação (1), sendo T, Tw eYw, a temperatura de bulbo seco do ar; a temperatura de bulbo úmido do ar e a umidade absoluta do ar saturado, respectivamente, na temperatura de bulbo úmido. Yw é obtido de tabelas para a pressão ao nível do mar e para outras situações pode ser calculado: Yw (Kg água / Kg ar seco), para condições de saturação; Y é a umidade do ar para uma condição de não saturação.
- Figuras
– Equações
Equação (1)
Equação (2)
Equação (3)
– Objetivo
Conceituar umidade relativa e absoluta do ar, descrevendo o conceito de temperatura de bulbo seco e bulbo úmido, quantificando a temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido doa ar bem como calcular a umidade absoluta e relativa do ar.
– Materiais
Dois termômetros
Gaze
Barbante
Tesoura
Água
Ventilador
4 – Procedimento experimental
Envolver o bulbo de um termômetro com uma mecha de algodão o gaze. Molhar a mecha ou gaze de algodão com água.
Instalar ou posicionar um termômetro de bulbo seco e termômetro de bulbo úmido em uma corrente de ar.
Quantificar a temperatura de bulbo seco e de bulbo úmido.
Efetuar os cálculos e interpretar os resultados.
– Tabelas
Yw para 18° C = 0,012991
Pvs para 26º C = 3,363