Psicometria - abordagem simples

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Psicrometria

O estudo detalhado da mistura ar seco – vapor d´água é de tal importância que constitui uma ciência à parte, a Psicrometria, dotada de todo um vocabulário próprio.
A Psicrometria é definida como o ramo da física relacionado com a medida ou determinação das condições do ar atmosférico, particularmente com respeito à mistura ar seco- vapor d´água, ou ainda aquela parte da ciênciaque está de certa forma intimamente preocupada com as propriedades termodinâmicas do ar úmido,dando atenção especial às necessidades ambientais, humanas e tecnológicas.
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 ramosda atividade humana. 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.

O Ar
O ar atmosférico é constituído de uma mistura de gases assim como de vapord´água e de contaminantes ( fumaça , poeira e outros poluentes gasosos ou não). Extensivas medições têm mostrado que a composição do ar seco é relativamente constante tendo pequenas variações na quantidade dos componentes com o tempo, localização geográfica e altitude.
A composição do ar utilizada na construção da maioria das tabelas de propriedades é a seguinte:
Componente| | % em base molar |
Nitrogênio | | 78.10 |
Oxigênio ArgônioCO2 e traços de outros elementos | | 20.950.920.03 |

Misturas de gases ideais e a Lei de Dalton

Nesse estudo admitisse que um componente numa mistura de gases não seja influenciado pela presença dos demais componentes e que cada componentepossa ser tratado como um gás ideal.

Assim, para uma mistura de gases ideais, a pressão é a soma das pressões parciais dos componentes. Na determinação da energia interna, da entalpia e da entropia de uma mistura de gases ideais, o modelo de Dalton é o mais útil devido a hipótese de que cada componente da mistura se comporta como se ele isoladamente , ocupasse todo volume. Assim a energiainterna, a entalpia e a entropia podem ser calculadas com a soma das respectivas propriedades de cada componente nas condições em que ele se encontra na mistura. A análise das misturas de gases ideais com composição constante é uma extensão natural daquela utilizada na descrição de processos que envolvem substâncias puras.
Não nos aprofundaremos nas análises de equações dessas misturas, pois requerum estudo extensivo das propriedades termodinâmicas e das equações de estado generalizadas que podem ser encontradas em livros de termodinâmica. Vamos apresentar uma simplificação, que em muitos casos é razoável, para o problema que envolve uma mistura de gases ideais em contato com a fase sólida ou líquida de um dos seus componentes. Um exemplo típico é a mistura de ar e vapor d´água em contatocom água líquida ou gelo que é encontrada nos processos de condicionamento de ar e de secagem.

Propriedades termodinâmicas do ar úmido

A partir daqui é necessário uma breve definição de algumas propriedades termodinâmicas que estão associadas às propriedades do ar úmido.

Pressão parcial de vapor (Pv)
É a pressão parcial exercida pelas moléculas de vapor de água presentes no ar úmido.Pressão de saturação de vapor (Ps.)
Ocorre quando o ar está totalmente saturado de vapor d´água.

Umidade relativa (Ф)
É a razão entre a pressão parcial do vapor na mistura, Pv e a pressão de saturação do vapor à mesma temperatura Ps.

Ф=PvPs=P1Ps

O ponto Ps está sobre a linha de saturação na pressão de saturação.

Ponto de orvalho (T0)
É a temperatura na qual o vapor se condensa ou...
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