Relatório 1 - Psicrometria

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FACULDADE SALESIANA MARIA AUXILIADORA 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
CAROLINE FLORENCIO 
HELLEN CRISTINA PINTO PAULA 
GISELLE BATISTA DOS SANTOS 
 
 
 
 
PSICROMETRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Macaé - RJ 
Março/2019 
 
 
 
FACULDADE SALESIANA MARIA AUXILIADORA 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAROLINE FLORENCIO 
HELLEN CRISTINA PINTO PAULA 
GISELLE BATISTA DOS SANTOS 
 
 
 
 
PSICROMETRIA 
 
 
 
Trabalho apresentado em cumprimento as 
exigências da disciplina de Laboratório de 
Engenharia Química II, ministrada pelo(a) 
professora Priscila Martins no curso de 
graduação em Engenharia Química na 
Faculdade Salesiana Maria Auxiliadora. 
 
 
 
 
Macaé - RJ 
Março/2019 
 
 
AVALIAÇÃO DO TRABALHO ACADÊMICO 
 
Após o exame do Trabalho Acadêmico, atribuo os seguintes graus: 
❑ Estrutura e Organização do Trabalho: _____ 
As ideias estão comunicadas e organizadas de modo satisfatório; o conteúdo 
e a linguagem são satisfatórios; a estrutura gramatical (incluindo a ortografia) e a 
apresentação são aceitáveis. 
❑ Estratégia e Criatividade: _____ 
Pode usar informação exterior relevante de uma natureza formal ou informal; 
identifica todos os elementos importantes do problema e mostra uma compreensão 
da relação entre eles; reflete uma apropriada e sistemática estratégia para a 
resolução do problema e mostra de uma forma clara o processo de solução e os 
resultados. 
❑ Rigor Científico e Correção dos Conceitos Matemáticos Envolvidos: _____ 
Descreve e justifica os procedimentos utilizados; indicam as dificuldades 
encontradas, os erros cometidos e o modo como estes foram corrigidos; mostra 
compreender os conceitos e princípios matemáticos do problema; usa terminologia e 
notação apropriada e executa completa e corretamente os algoritmos. 
❑ Avaliação Final:_____ 
 
 
Trabalho apresentado em cumprimento as 
exigências da disciplina de Laboratório de 
Engenharia Química II, ministrada pelo(a) 
professor(a) Priscila Martins no curso de 
graduação em Engenharia Química na 
Faculdade Salesiana Maria Auxiliadora. 
 
 
 
 
____________________________________ 
Prof (a): Priscila Martins 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 1: Carta psicrométrica para o sistema ar-água a 1atm .............................. 11 
FIGURA 2: Aparelho psicrômetro .............................................................................. 15 
FIGURA 3: Fluxograma referente ao método das medições .................................... 15 
FIGURA 4: Valores referente a Pressão de vapor de água pura .............................. 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 1: Valores obtidos durante a medição ........................................................ 16 
TABELA 2: Resultados obtidos através dos cálculos realizados............................... 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE EQUAÇÕES 
 
EQUAÇÃO 1: Umidade absoluta ............................................................................... 12 
EQUAÇÃO 2: Umidade absoluta ............................................................................... 12 
EQUAÇÃO 3: Umidade de Saturação ....................................................................... 12 
EQUAÇÃO 4: Umidade Percentual ........................................................................... 13 
EQUAÇÃO 5: Umidade Relativa ............................................................................... 13 
EQUAÇÃO 6: Pressão Parcial .................................................................................. 13 
EQUAÇÃO 7: Determinar a Pressão Parcial ............................................................. 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 7 
 1.1. Objetivo ............................................................................................................ 7 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .............................................................................. 8 
 2.1. Definição e aplicação do psicrômetro ............................................................... 8 
 2.2 Umidade do ar ................................................................................................... 8 
 2.3 A temperatura de bulbo seco (TBS) e temperatura de bulbo úmido (TBU) ....... 9 
 2.4 Carta psicrométrica ......................................................................................... 10 
3. MATERIAIS ........................................................................................................... 14 
4. PROCEDIMENTOS ............................................................................................... 14 
 4.1 Método ............................................................................................................ 15 
5. RESULTADOS ...................................................................................................... 16 
6. DISCUSSÃO ......................................................................................................... 19 
7. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 20 
8. REFERENCIAL TEÓRICO .................................................................................... 21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A psicrometria é uma ciência que apresenta os fundamentos e definições 
relacionados a um sistema envolvendo um vapor e um gás. Esses fundamentos são 
principalmente utilizados em operações unitárias de secagem, umidificação e 
desumidificação de gases, ou seja, para caracterizar o ar utilizo a psicrometria. 
 
A Psicrometria pode ser definida como “o ramo da física relacionado com a 
medição das condições do ar atmosférico, principalmente com respeito à mistura ar 
seco – vapor d’água”. 
 
O conhecimento das condições de umidade e temperatura do ar é de grande 
importância. Além do conforto térmico, que depende mais da quantidade de vapor 
presente no ar do que propriamente da temperatura, também em muitos outros 
ramos da atividade humana é importante esse conhecimento. A conservação de 
produtos como frutas, hortaliças, ovos e carnes, em câmaras frigoríficas depende da 
manutenção da umidade relativa adequada no ambiente. Por exemplo, a perda de 
peso depende da umidade do ar na câmara de estocagem, se a umidade é baixa, a 
perda de peso é elevada e vice-versa. 
 
Independente de quem seja realmente o inventor, é extremamente útil, 
poupando tempo ao simplificar as formas de se obter o calor sensível (calor seco) e 
o calor latente (calor úmido). Ele descreve todas as combinações possíveis de 
temperatura, conteúdo de umidade, densidade e calor, contidas no ar normalmente 
em uso. 
 
1.1 Objetivo 
 
Determinar através do aparelho psicrômetro os dois pares de temperatura 
(temperatura de bulbo seco e temperatura de bulbo úmido) para três ambientes 
diferentes, e a partir da carta psicrométrica, determinar também os valores de 
umidade absoluta, de saturação e percentual, além de calcular a umidade relativa. 
 
 
8 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
2.1 Definição e aplicação do psicrômetro 
 
A psicrometria é a parteda termodinâmica que tem por objetivo o estudo das 
propriedades do ar úmido. Os conceitos e definições que a psicrometria traz podem 
ser importantes nas operações de secagem, umidificação e desumidificação de 
gases, em que ocorre transferência de massa entre uma fase líquida e um gás. 
 
A psicrometria estuda as misturas de ar e vapor d´água, isto é, o estudo do ar 
úmido (no limite, estudo de misturas binárias nas quais um dos componentes é um 
vapor condensável). 
 
A sua aplicação está em: controle de clima, em especial em condicionamento 
de ar para conforto térmico; condensação em superfícies frias (o orvalho sobre a 
grama em uma manhã fria, a água sobre a superfície externa de um copo de 
cerveja), etc., resfriamento evaporativo e os rastros brancos deixados pelas turbinas 
dos aviões. 
 
2.2 Umidade do ar 
 
A umidade do ar diz respeito à quantidade de vapor de água presente na 
atmosfera - o que caracteriza se o ar é seco ou úmido - e varia de um dia para o 
outro. O ar seco é a mistura dos vários gases que compõem o ar atmosférico, como 
nitrogênio, oxigênio, gás carbônico e outros, que formam mistura homogênea para 
uma grande faixa de temperaturas. O ar é úmido quando, além da mistura de gases, 
tem vapor d'água, que pode saturar à temperaturas ambiente, e então condensar. 
 
Conceitos de umidade do ar são também extremamente importantes na vida 
humana, onde umidades muito altas podem dificultar a dissipação de calor e 
resfriamento do corpo; já umidades muito baixas podem causar ressecamento das 
mucosas das vias aéreas, pele e olhos, tornando o ser humano mais vulnerável a 
problemas relacionados, sendo que problemas respiratórios são muito evidentes em 
épocas de baixa umidade. 
9 
 
De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), valores de umidade 
abaixo de 20% oferecem risco à saúde, sendo recomendável a suspensão de 
atividades físicas, principalmente das 10 às 15horas. A baixa umidade do ar, entre 
outros efeitos no nosso organismo pode provocar sangramento nasal, em função do 
ressecamento das mucosas. 
 
2.3 A temperatura de bulbo seco (TBS) e temperatura de bulbo úmido (TBU) 
 
O psicrômetro é composto de dois termômetros, sendo: bulbo seco e bulbo 
úmido. A temperatura de bulbo seco (TBS) é a temperatura do ar medida com um 
termômetro comum, enquanto que a temperatura de bulbo úmido (TBU) é a 
temperatura do ar medida com um termômetro comum, cujo bulbo de vidro foi 
coberto por uma gaze úmida. A temperatura deve ser medida após movimentar 
rapidamente o termômetro no ar. Essa temperatura tem essa denominação pelo fato 
de o bulbo do termômetro estar úmido quando é feita a leitura da temperatura. 
 
Segundo a Norma de Higiene Ocupacional – NHO-06 diz que: 
 
a) Termômetro de de bulbo úmido (TBU) 
 
Dispositivo destinado à determinação da temperatura de bulbo úmido, 
constituindo de: 
 
• Um termômetro de mercúrio com escala mínima de +10ºC a +50ºC, com 
subdivisões de 0,2ºC ou menores, e exatidão de +0,5ºC. 
• Um pavio em forma tubular, na cor branca, de tecido de algodão com alto 
poder de absorção de água. Após algum tempo, essa temperatura permanecerá 
constante num determinado valor, dita essa, a temperatura de bulbo úmido. Não 
havendo alteração nas condições do ar e enquanto o algodão estiver 
encharcado, o termômetro indicará a mesma temperatura. 
 
 
 
 
10 
 
b) Termômetro de bulbo seco (TBS) 
 
Dispositivo destinado à determinação da temperatura do ar, denominada 
temperatura de bulbo seco, constituindo de: 
 
• Um termômetro de mercúrio com escala mínima de +10ºC a + 100ºC, com 
subdivisões de 0,2ºC ou menores, exatidão de 0,5ºC. 
• A temperatura do ar ambiente, devendo ser medida através de um 
termômetro comum. 
 
Quanto maior a diferença em relação a temperatura de bulbo seco e a 
temperatura de bulbo úmido quer dizer que a umidade será maior. A temperatura de 
bulbo úmido tende ser menor ou no máximo igual a de bulbo seco. 
 
2.4 Carta psicrométrica 
 
Muitas das propriedades de uma mistura composta de um gás e um vapor 
podem ser agrupadas em um diagrama, a carta psicrométrica ou diagrama de 
umidade. Qualquer ponto dele apresenta uma definida mistura de ar e água. Na 
Figura 1 é apresentado uma carta psicrométrica para o sistema ar-vapor de água a 1 
atm. 
 
A utilização desta carta é bem simples, inicialmente é necessário definir um 
ponto na carta. As medidas experimentais mais facilmente determinadas são a tbu e 
tbs, ou seja, a temperatura de bulbo úmido e temperatura de bulbo seco. A partir da 
definição do ponto é possível determinar outros parâmetros, tais como a umidade 
absoluta, umidade percentual, umidade de saturação, ponto de orvalho, dentre 
outros. A umidade relativa não é possível ser encontrada por essa carta. Em 
algumas cartas psicrométricas, a umidade relativa é dada ao invés da umidade 
percentual. 
 
Apesar de sua aparência complicada, o diagrama é bem simples de ser 
utilizado. A carta psicométrica é um elemento que simplifica a medida das 
propriedades do ar, eliminando tediosos cálculos que de outra forma seriam 
11 
 
necessários. Existem diversas formas de diagrama, porém, somente divergem 
quanto a posição das informações. 
 
 
Figura 1: Carta psicrométrica para o sistema ar-água a 1atm 
 
A Carta Psicrométrica contempla as seguintes propriedades do ar úmido e 
suas relações: 
 
- temperatura de bulbo seco (termômetro comum); 
- umidade absoluta; 
- umidade relativa (percentual de saturação); 
- pressão de vapor: 
- ponto de orvalho; 
- entalpia; 
- temperatura de bulbo úmido. 
 
 
 
 
12 
 
A seguir é apresentada a definição para estes parâmetros: 
 
Umidade Absoluta: É a massa de vapor contida na unidade de massa de ar 
seco ou pode também ser dada em termos de pressão parcial, representada pelas 
Equações 1 e 2. 
 
Com o uso da Carta Psicrométrica, a sua leitura será direto na escala de H. 
 
 
Equação 1: Umidade absoluta 
 
 
Equação 2: Umidade absoluta 
 
Sendo M a massa molar, a pressão parcial do vapor d’água na mistura e P a 
pressão total. 
 
Umidade de Saturação: É umidade em que o ar está saturado, a fase líquida 
e a fase vapor estão em equilíbrio. Nessa situação, a pressão parcial de vapor de 
água na mistura atinge seu valor de saturação, que é a pressão de vapor do líquido 
na temperatura do gás, representada pela Equação 3. 
 
Com o uso da Carta Psicrométrica, deverá manter a temperatura constante 
aumentando a umidade até a saturação (Hp=100%). 
 
 
Equação 3: Umidade de Saturação 
 
13 
 
Sendo M a massa molar, p a pressão de vapor da água na temperatura do 
gás e P a pressão total. 
 
Umidade Percentual: Relação entre a umidade absoluta e a umidade de 
saturação na temperatura do gás, sendo expressa em porcentagem, representada 
pela Equação 4. 
 
Com o uso da Carta Psicrométrica, deverá interpolar entre os valores das 
curvas mais próximas. 
 
 
Equação 4: Umidade Percentual 
 
Umidade Relativa: Representa a relação entre a pressão parcial do vapor na 
mistura e a pressão de vapor do líquido na temperatura do gás, sendo expressa em 
porcentagem. Através da carta psicométrica não é possível determinar a Hr. Há 
cartas na literatura que no lugar da Hp é apresentada a Hr, representada pela 
Equação 5. 
 
 
 Equação 5: Umidade Relativa 
 
Obtenção da Hr: Com o valor de H=0,022 Kg H2O/Kg ar seco e P=760 mm Hg 
e em seguida determinar a pressão parcial do vapor de água , representada 
pela Equação 7. 
 
 
Equação 6: Pressão Parcial 
 
Obtenhaa pressão de vapor de água a 40ºC (Tabela): pA=55,324 mm Hg. E 
em seguida determinar o Hr: 
14 
 
 
Equação 7: Determinar a Pressão Parcial 
 
Ponto de Orvalho: É a temperatura na qual a mistura gás-vapor torna-se 
saturada quando sofre um resfriamento, mantendo a pressão e umidades 
constantes. 
 
A temperatura do ponto de orvalho deve-se manter a umidade constante 
reduzindo a temperatura até que a mistura fique saturada (Hp = 100%). 
 
3. MATERIAIS 
 
Durante o experimento, utilizaram-se os seguintes materiais: 
 
• Psicrômetro; 
• Água Destilada. 
 
4. PROCEDIMENTOS 
 
a) Utilizando o psicrômetro, deverão ser determinados os pares de temperatura 
(bulbo seco e bulbo úmido) para diversos ambientes: 
- Laboratório com ar condicionado ligado (ambiente natural); ambiente externo ao 
laboratório; Laboratório com ar condicionado ligado mais forte (ambiente frio). 
 
b) Ao posicionar o psicrômetro em um determinado local em cada ambiente, 
deverá ser aguardado aproximadamente 15 min para estabilização completa 
das temperaturas. 
 
15 
 
 
Figura 2: Aparelho psicrômetro 
 
 
4.1 Método 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Fluxograma referente ao método das medições 
 
 
 
 
Medições de (tbs e 
tbu) em três 
ambientes 
 
 
Ambiente natural 
 
 
Ambiente externo 
 
 
Ambiente frio 
Anotar os valores e 
comparar os 
resultados 
Anotar os valores e 
comparar os 
resultados 
Anotar os valores e 
comparar os 
resultados 
16 
 
5. RESULTADOS 
 
Durante a realização das medições, obtiveram-se os seguintes valores: 
 
 
Medições das temperaturas 
 
Ambiente natural (ºC) 
 
Ambiente externo (ºC) 
 
Ambiente frio (ºC) 
Tbs 24 27 22 
Tbu 19 25 18 
Tabela 1: Valores obtidos durante a medição 
 
 A partir dos valores obtidos, fez-se necessária a utilização da carta 
psicrométrica para definir os seguintes valores DE: 
 
• Umidade absoluta: 
 
Ambiente natural: H = 0,012 kg água/kg ar seco 
Ambiente externo: H = 0,018 kg água/kg ar seco 
Ambiente frio: H = 0,016 kg água/kg ar seco 
 
• Umidade de saturação: 
 
Ambiente natural: H s = 0,082 kg água/kg ar seco 
Ambiente externo: Hs = 0,086 kg água/kg ar seco 
Ambiente frio: Hs = 0,080 kg água/kg ar seco 
 
• Umidade percentual 
 
Ambiente natural: Hp = 65% 
Ambiente externo: Hp = 83% 
Ambiente frio: Hp = 96% 
 
 
 
 
17 
 
• Umidade relativa: 
 
Calculou-se a umidade relativa tendo como base a tabela termodinâmica de 
pressão de vapor de água. 
 
Figura 4: Valores referente a Pressão de vapor de água pura 
 
Sendo assim, através de interpolações, pode-se obter os seguintes valores: 
 
• Para 24ºC: 
 
H = 0,012 
Pa = 23,22 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
• Para 27ºC: 
 
H = 0,018 
Pa = 27,51 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Para 22ºC: 
 
H = 0,016 
Pa = 20,36 
 
 
 
 
 
 
Desta forma, foi possível completar a Tabela 2 da seguinte forma: 
 
Tbs 
(°C) 
Tbu 
(°C) 
Umidade absoluta 
(Kg água/Kg ar 
seco) 
Umidade de 
saturação (Kg 
água/Kg ar seco) 
Umidade 
percentual 
(%) 
Umidade relativa 
(%) 
24 19 0,012 0,082 65 64,53 
27 25 0,018 0,086 83 82,51 
22 18 0,016 0,08 96 98,77 
 Tabela 2: Resultados obtidos através dos cálculos realizados 
19 
 
6. DISCUSSÃO 
 
Para que fosse possível realizar a prática, fez-se necessário obter dados 
referentes a três temperaturas diferentes, sendo elas: temperatura em ambiente 
natural (dentro do laboratório), temperatura em ambiente externo (fora do 
laboratório) e temperatura em ambiente frio (exposto ao ar condicionado). 
 
Desta forma, pode-se obter valores diferentes para cada condição. Tais 
valores precisaram ser diferentes, pois dentro do ambiente com o ar ligado, a 
característica que o ar toma é de fazer com que haja a remoção da umidade e 
resfriamento. Sendo assim, entende-se que o valor obtido para a temperatura dentro 
do laboratório seja menor e consequentemente, a umidade também. 
 
Ao realizar uma comparação entre a temperatura do bulbo úmido e a 
temperatura do bulbo seco, pode-se dizer que o valor foi interior, já que a água 
estava em processo de evaporação, fazendo com que o bulbo fosse resfriado e 
assim a temperatura abaixasse. 
 
Os valores de umidade percentual observados na carta psicrométrica e os de 
umidade relativa foram relativamente semelhantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
7. CONCLUSÃO 
 
A presente prática teve como objetivo estimular nosso conhecimento em 
relação a forma com que o ar se mostra em temperaturas diferentes, sendo essas 
de bulbo úmido e seco, se baseando em cálculos através de dados obtidos e da 
parte didática. 
 
Os cálculos realizados foram relativamente simples, fazendo com que além 
deles, nos baseássemos na carta psicrométrica, que foi a responsável pela maior 
parte da interpretação e obtenção dos dados para o desenvolvimento do relatório. 
 
Mediante o que foi observado, podemos concluir que os resultados foram 
satisfatórios, porém ficam questões a serem analisadas ainda, como por exemplo, 
se por acaso a velocidade do vento ao qual o psicrômetro é exposto pode influenciar 
ou não nas medidas, fazendo com que haja uma maior evaporação da água do que 
envolve o termômetro do bulbo úmido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
8. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
FOUST, A. S.; WENZEL, L. A.; CLUMP, C. W.; MAUS, L.; ANDERSEN, L. B. 
Princípios das Operações Unitárias. Segunda Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro, 
1982. 
 
ARAUJO, E. C. C. Operações Unitárias envolvendo transmissão de calor. Edufscar. 
São Carlos, 2013