Teoría de la Academia de Humedad 5 - Efecto de la temperatura y la presión sobre el % rh

Teoría básica sobre la humedad - parte 5: un parámetro importante que debe medirse y controlarse en diversas aplicaciones
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Efecto de la temperatura y la presión sobre el %rh

La presión de vapor de saturación depende sólo de la temperatura. No hay efecto de la presión total, y no hay diferencia entre la situación en un espacio abierto y la de un recipiente cerrado.

  • En un espacio abierto, con nivel de humedad y temperatura constantes, %rh es directamente proporcional a la presión total. Sin embargo, el valor de %rh está limitado al 100 % ya que p no puede ser mayor que ps.
  • En un recipiente cerrado de volumen fijo, %rh disminuye al aumentar la temperatura, pero no tan fuertemente como en el espacio abierto.

Ejemplos

A) Edificio de oficinas

A efectos prácticos, un edificio de oficinas puede considerarse un ambiente abierto.

Edificio rotrónico

Un aumento localizado de la temperatura creado por un calefactor o una máquina de oficina, por ejemplo, no modifica el valor de la presión parcial de vapor de agua, por lo que la presión de vapor local es la misma en todo el edificio. Sin embargo, la presión de vapor de saturación aumenta localmente. En consecuencia, la humedad relativa en las proximidades inmediatas de la fuente de calor disminuye.

Si suponemos que en el resto del edificio la temperatura es de 25 °C y la humedad relativa es del 50 %, un aumento localizado de la temperatura a 30 °C disminuye la humedad relativa de la siguiente manera:
ps a 25 °C = 3,17 kPa
ps a 30 °C = 4,24 kPa
p = 0,5 x 3,17 kPa = 1,585 kPa, correspondiente al 50 %rh
%rh localizado = 100 x 1,585/4,24 = 37,4%

B) Rocío sobre un espejo enfriado
Si se baja la temperatura de un espejo precisamente hasta el valor que hace aparecer rocío en la superficie, el valor de la temperatura del espejo se denomina punto de rocío. Utilizando el ejemplo anterior, el Punto de rocío correspondiente a una condición de 50 %rh y 25 °C puede hallarse como sigue:
ps a 25 °C = 3,17 kPa
p = 0,5 x 3,17 kPa = 1,585 kPa, correspondiente al 50 %rh

Si existe equilibrio entre el rocío sobre el espejo y el ambiente, se deduce que ps a la temperatura del espejo enfriado debe ser igual a la presión de vapor p. Basándonos en una interpolación simple de los valores de las tablas de vapor de saturación, encontramos que un valor de ps de 1,585 kPa corresponde a una temperatura de 13,8 °C. Esta temperatura es el punto de rocío.El ejemplo anterior muestra que la conversión de humedad relativa en punto de rocío y viceversa requiere el uso de un termómetro y de tablas de vapor de saturación.

C)

C) Compresión en una cámara cerrada
Si se aumenta la presión total dentro de una cámara cerrada de una a una atmósfera y media y se mantiene constante la temperatura, la presión parcial del vapor de agua aumenta 1,5 veces. Como la temperatura es la misma, también lo es la presión de saturación ps. Si suponemos que teníamos una condición de 50 % rh y 25 °C antes de la compresión, la condición posterior es de 75 %rh y 25 °C.

D) Inyección de un gas seco en una cámara cerrada
Si se inyecta nitrógeno seco en una cámara cerrada donde ya hay aire en una condición de 50 %RH y la temperatura se mantiene constante, la presión total en la cámara aumenta. Sin embargo, la presión parcial de vapor de agua p permanece constante porque la fracción molar de vapor de agua en la cámara disminuye en una cantidad que equilibra exactamente el aumento de la presión total (véase la ley de Dalton). Como la temperatura se mantiene constante, la presión de vapor de saturación ps tampoco varía. Por lo tanto, la humedad relativa se mantiene al 50%, a pesar de que se haya inyectado un gas seco en la cámara.

Ley:
Reglas prácticas para la humedad relativa en aplicaciones de aire húmedo


Recordemos que %rh = p/ps x 100

1. A medida que aumenta la temperatura de un sistema, la humedad relativa disminuirá porque ps aumentará mientras que p permanece igual. Del mismo modo, a medida que la temperatura de un sistema disminuye, la humedad relativa aumentará porque ps disminuirá mientras que p permanece igual. Al disminuir la temperatura, el sistema alcanzará finalmente la saturación donde p = ps y la temperatura del aire = la temperatura del punto de rocío.

2. A medida que la presión total de un sistema disminuye, la humedad relativa disminuirá porque p disminuirá pero ps no cambiará porque la temperatura no ha cambiado. Del mismo modo, a medida que aumenta la presión total de un sistema, la humedad relativa aumentará hasta que finalmente se alcance la saturación.

Aprenda más sobre la humedad en el siguiente vídeo: "Explicación de la medición de la humedad relativa"

Ver entradas anteriores del blog:
Teoría de la Academia de la Humedad 1
Teoría de la Academia de la Humedad 2
Teoría de la Academia de la Humedad 3
Teoría de la Academia de la Humedad 4
Atentos a la Teoría de la Academia de la Humedad parte 6 en el Blog de PST




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