Psicrometro

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PSICRÔMETRO
MEDIDA DA UMIDADE RELATIVA DO AR

F 809 – Instrumentação Para Ensino

Relatório Final Jurandi Leão – 991981 Orientadora: Profa. Maria José P. M. de Almeida

Física 2005 – Ano Internacional da Física

1 – Resumo
Este projeto de ensino consiste na elaboração de experimentos para serem utilizados no ensino médio e superior. Neste caso, o experimento desenvolvido consistiu namontagem de um aparelho denominado Psicrômetro que visa medir a umidade relativa do ar por diferença de temperatura entre dois termômetros.

2 – Objetivos
O objetivo deste trabalho é a construção de um Psicrômetro que poderá ser utilizado, dentre várias situações, numa sala de aula do Ensino Médio e Superior. Procuramos manter um nível matemático relativamente acessível neste relatório para queele possa ser lido e compreendido por estudantes de Ensino Médio. Um outro objetivo será analisar uma carta psicrométrica para que possamos, com o uso do psicrômetro construído e das equações apresentadas neste relatório, obtermos resultados a respeito do ar atmosférico.

3 – Introdução
Este projeto consiste na montagem de um aparelho denominado Psicrômetro de Funda para medidas e estudo daumidade relativa do ar. Um Psicrômetro de Funda é um aparelho que consiste em dois termômetros, fixados sobre um mesmo suporte: um com o seu bulbo seco, chamado de termômetro de bulbo seco, e o outro com o seu bulbo molhado, chamado de termômetro de bulbo molhado. Este último tem esse nome porque seu bulbo é envolvido por um tecido, algodão, ou algo do gênero, embebido em água. Sua temperatura ésensivelmente menor do que a do termômetro de bulbo seco, que marca a temperatura ambiente. Essa diferença de temperatura entre os termômetros é o dado fundamental para o estudo de umidade relativa. A Psicrometria (do grego psukhros – frio) é um capítulo da termodinâmica que trata do estudo do comportamento de sistemas constituídos por uma mistura de ar e vapor de água, tal que a concentração de vapord’água é relativamente baixa. As condições de conforto humano estão relacionadas não somente com a temperatura do ar, mas também com a concentração do vapor d’água contido no ar atmosférico (umidade do ar) visto que o equilíbrio térmico que se estabelece intervém do fenômeno de evaporação. Mais concretamente, quanto mais elevada for a temperatura do ambiente, o equilíbrio térmico do corpo humanodepende mais fortemente da evaporação que da radiação e convecção e, por isso, o teor de vapor d’água contido no ar atmosférico deve ser tanto menor quanto maior for a temperatura ambiente.

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A título de exemplo, os valores recomendáveis do teor de umidade no ar, de acordo com Marques1 em seu livro Termodinâmica Térmica, expressos em gramas de vapor por grama de ar seco, são:

Temperatura(0C) 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0

Teor de Umidade (g vapor/g ar seco) 12,40 12,10 11,80 11,30 9,70

Este trabalho permite a partir de alguns cálculos matemáticos e tabelas, facilmente encontrados na Internet2-6, medir a umidade relativa do ar. A grande vantagem desse experimento é a sua simplicidade e baixo custo de realização. Apesar de sua importância, visto que trabalha com algo que estátotalmente relacionado com o bem estar da vida na terra, a umidade do ar, o experimento é relativamente simples. Os termômetros utilizados neste experimento devem ser sensíveis à variação de temperatura ambiente. No caso do Brasil, termômetros que variam de –10 à 50 0C são ideais. Esses instrumentos podem ser encontrados na faixa de R$ 3,00 à R$ 25,00, dependendo de sua qualidade e escala. Locaisinteressantes para se conseguir esses termômetros são em lojas de produtos para aquários. Posto em locais de circulação livre de ar, a evaporação da água, contida no tecido que envolve o termômetro de bulbo molhado, rouba calor do bulbo e o termômetro de bulbo molhado indica temperaturas mais baixas do que as do outro termômetro igual, com o reservatório livre, que se coloca ao lado, e mede a...
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