Teoría 5 de la Academia de la Humedad: Efecto de la temperatura y la presión en el % de humedad relativa según la ubicación

Teoría básica sobre la humedad - parte 5: un parámetro importante que debe medirse y controlarse en diversas aplicaciones

Efecto de la temperatura y la presión sobre la humedad relativa (%hr)

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

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

Ejemplos

A) Edificio de oficinas

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

Un aumento localizado de la temperatura creado por un calefactor o una máquina de oficina, por ejemplo, no cambia la presión parcial del 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. Como resultado, se reduce la humedad relativa en las proximidades de la fuente de calor.

Suponiendo que la temperatura en el resto del edificio es de 25 °C y la humedad relativa es del 50 %, un aumento localizado de la temperatura a 30 °C reduce 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, lo que corresponde al 50 % de humedad relativa
%hr localizada = 100 x 1,585/4,24 = 37,4 %

B) Rocío en un espejo enfriado
Si la temperatura de un espejo se reduce exactamente al valor que provoca la aparición de 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 %hr y 25 °C se puede calcular de la siguiente manera:
ps a 25 °C = 3,17 kPa
p = 0,5 x 3,17 kPa = 1,585 kPa, correspondiente al 50 %hr

Si existe un equilibrio entre el rocío del espejo y el entorno, se deduce que ps a la temperatura del espejo enfriado debe ser igual a la presión de vapor p. Basándonos en una simple interpolación de los valores de las tablas de vapor de saturación, encontramos que un valor 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 para convertir la humedad relativa en punto de rocío y viceversa es necesario utilizar un termómetro y tablas de vapor de saturación.

C) Compresión en una cámara cerrada
Si la presión total dentro de una cámara cerrada aumenta de una a una atmósfera y media y la temperatura permanece constante, la presión parcial del vapor de agua aumenta 1,5 veces. Dado que la temperatura es la misma, también lo es la presión de saturación ps. Si suponemos que antes de la compresión teníamos una condición de 50 % de humedad relativa y 25 °C, la condición posterior es de 75 % de humedad relativa 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 % de humedad relativa y la temperatura permanece constante, la presión total en la cámara aumenta. Sin embargo, la presión parcial del vapor de agua p permanece constante porque la fracción molar del vapor de agua en la cámara disminuye en una cantidad que equilibra exactamente el aumento de la presión total (véase la ley de Dalton). Dado que la temperatura permanece constante, la presión de vapor de saturación ps también permanece sin cambios. Por lo tanto, la humedad relativa se mantiene en el 50 %, aunque se haya inyectado gas seco en la cámara.

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

Recuerde que %hr = p/ps x 100

1. A medida que aumenta la temperatura de un sistema, la humedad relativa disminuirá porque ps aumentará mientras que p permanecerá igual. Del mismo modo, a medida que disminuye la temperatura de un sistema, la humedad relativa aumentará porque ps disminuirá mientras que p permanecerá igual. A medida que la temperatura disminuye, el sistema acabará alcanzando la saturación, donde p = ps y la temperatura del aire = la temperatura del punto de rocío. 2. A medida que disminuye la presión total de un sistema, 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.

Obtenga más información sobre la humedad en el siguiente vídeo: Explicación de la medición de la humedad relativa

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