Pressão atmosférica versus altitude

Topo | Fim

O comportamento psicrométrico do ar depende da pressão atmosférica. Esse valor é, portanto, um parâmetro básico, ao qual um determinado diagrama se refere. Muitas vezes, ele é dado pela altitude geográfica do local e uma relação entre as duas grandezas é:

p_atm = p_atm0 e ^{−( g μ}0 ^{h / p}atm0 ⁾ #A.1#. Onde:

p_atm: pressão atmosférica em Pa.

g: aceleração da gravidade em m/s².

μ₀: massa específica do ar na altitude 0 em kg/m³.

h: altitude geográfica do local em metros.

p_atm0: pressão atmosférica no nível 0 em Pa (101325 Pa).

Pressão de vapor na saturação

Topo | Fim

A pressão de vapor na saturação em função da temperatura pode ser calculada por:

p_vs = 22105649,25 e^X #A.1#.

O expoente X é dado por:

X = −27405,526 + 97,5413 T − 0,146244 T² + 0,00012558 T³ − 0,000000048502 T⁴ / ( 4,34903 T − 0,0039381 T²) #A.2#.

Onde:

p_vs: pressão do vapor, em Pa, da água no ar saturado na temperatura T.

T: temperatura do ar saturado em kelvin (K).

Unidade absoluta

Topo | Fim

UM_abs = 0,6219 p_v / (p_atm − p_v) #A.1#. Onde:

UM_abs: umidade absoluta em kg de água por kg de ar seco.

p_v: pressão de vapor da água contida no ar em Pa.

p_atm: pressão atmosférica em Pa.

Unidade relativa

Topo | Fim

Esta fórmula é dada pela definição da grandeza:

UM_rel = 100 p_v / p_vs #A.1#. Onde:

UM_rel: umidade relativa em %.

pv: pressão (em Pa) de vapor da água no ar em uma determinada temperatura.

p_vs: pressão (em Pa) de vapor da água no ar saturado na mesma temperatura.

Índice de saturação

Topo | Fim

Por definição, índice de saturação (ou grau de saturação) é a relação percentual entre a umidade absoluta em uma determinada temperatura e a umidade absoluta do ar saturado na mesma temperatura.

IS = 100 UM_abs / UM_{abs_sat} #A.1#.

Substituindo o valor da umidade absoluta,

IS = 100 (p_v/p_vs) (p_atm − p_vs) / (p_atm − p_v). Considerando a definição de umidade relativa,

IS = UM_rel (p_atm − p_vs) / (p_atm − p_v) #B.1#.

Desde que os valores de pressão de vapor são bastante baixos em relação à pressão atmosférica, pode-se concluir que o grau de saturação é quase igual à umidade relativa. Por isso, algumas vezes é confundido com ela, mas as definições são diferentes.

Volume específico

Topo | Fim

v = (p_atm0 / p_atm) (0,7734 + 1,224 UM_abs) T_bs / 273,15 #A.1#. Onde:

v: volume específico em m³/kg.

p_atm0: pressão (em Pa) atmosférica na altitude 0.

p_atm: pressão (em Pa) atmosférica na altitude considerada.

UM_abs: umidade absoluta em kg/kg.

T_bs: temperatura de bulbo seco em kelvin (K).

Temperatura de bulbo úmido

Topo | Fim

A fórmula seguinte relaciona temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido e pressões parciais de vapor:

p_v = p_vs − 0,5 (t_bs − t_bu) p_atm / 755 #A.1#. Onde:

p_v: pressão de vapor em Pa.

p_vs: pressão (Pa) de vapor de saturação na temperatura t_bu.

t_bs, t_bu: temperaturas de bulbo seco e úmido em °C.

p_atm: pressão (Pa) atmosférica.

Entalpia específica

Topo | Fim

h = 4,1868 [ 0,24 t_bs + (597,3 + 0,441 t_bs) UM_abs ] #A.1#. Onde:

h: entalpia em kJ/kg.

t_bs: temperatura de bulbo seco em °C.

UM_abs: umidade absoluta em kg de água por kg de ar seco.

Ponto de orvalho

Topo | Fim

t_orv = [ 186,4905 − 237,3 log (p_v/100) ] / [ log (p_v/100) − 8,2859 ] #A.1#. Onde:

t_orv: temperatura (ou ponto) de orvalho em °C.

p_v: pressão (Pa) de vapor da água contida no ar.