Teoria di base sull'umidità parte 5 - un parametro importante da misurare e monitorare in varie applicazioni

Effetto della temperatura e della pressione sulla %rh

La tensione di vapore di saturazione dipende solo dalla temperatura. Non c'è effetto della pressione totale, e non c'è differenza tra la situazione in uno spazio aperto e quella in un contenitore chiuso.

• In uno spazio aperto, a livello di umidità e temperatura costanti, %rh è direttamente proporzionale alla pressione totale. Tuttavia, il valore di %rh è limitato al 100% poiché p non può essere maggiore di ps.
• In un contenitore chiuso di volume fisso, %rh diminuisce all'aumentare della temperatura, ma non così fortemente come nello spazio aperto.

Esempi

A) Edificio per uffici

Per scopi pratici, un edificio per uffici può essere considerato un ambiente aperto.

Un aumento localizzato della temperatura creato da un riscaldatore o da una macchina da ufficio, per esempio, non modifica il valore della pressione parziale del vapore acqueo, quindi la pressione del vapore locale è la stessa in tutto l'edificio. Tuttavia, la pressione del vapore di saturazione è aumentata localmente. Di conseguenza, l'umidità relativa nelle immediate vicinanze della fonte di calore si abbassa.

Se assumiamo che altrove nell'edificio la temperatura è di 25 °C e l'umidità relativa è del 50%, un aumento localizzato della temperatura a 30 °C abbassa l'umidità relativa come segue:
ps a 25 °C = 3,17 kPa
ps a 30 °C = 4,24 kPa
p = 0,5 x 3,17 kPa = 1,585 kPa, corrispondente al 50 %rh
%rh localizzato = 100 x 1,585/4,24 = 37,4%

B) Rugiada su uno specchio raffreddato
Se la temperatura di uno specchio viene abbassata proprio al valore che fa apparire la rugiada sulla superficie, il valore della temperatura dello specchio si chiama punto di rugiada. Usando l'esempio precedente, il punto di rugiada corrispondente a una condizione di 50 %rh e 25 °C può essere trovato come segue:
ps a 25 °C = 3,17 kPa
p = 0,5 x 3,17 kPa = 1,585 kPa, corrispondente al 50 %rh

Se c'è equilibrio tra la rugiada sullo specchio e l'ambiente, ne consegue che ps alla temperatura dello specchio raffreddato deve essere uguale alla pressione del vapore p. Sulla base di una semplice interpolazione dei valori delle tabelle di saturazione del vapore, troviamo che un valore di ps di 1,585 kPa corrisponde ad una temperatura di 13,8 °C. Questa temperatura è il punto di rugiada.L'esempio precedente mostra che la conversione dell'umidità relativa in punto di rugiada e viceversa richiede l'uso di un termometro e delle tabelle del vapore di saturazione.

C) Compressione in una camera chiusa
Se la pressione totale all'interno di una camera chiusa viene aumentata da una a un'atmosfera e mezza e la temperatura viene mantenuta costante, la pressione parziale del vapore acqueo aumenta di 1,5 volte. Poiché la temperatura è la stessa, lo stesso vale per la pressione di saturazione ps. Se supponiamo di avere una condizione di 50 % rh e 25 °C prima della compressione, la condizione dopo è 75 % rh e 25 °C.

D) Iniezione di un gas secco in una camera chiusa
Se l'azoto secco viene iniettato in una camera chiusa dove c'è già aria ad una condizione di 50 %RH e la temperatura è mantenuta costante, la pressione totale nella camera aumenta. Tuttavia, la pressione parziale del vapore acqueo p rimane costante perché la frazione molare del vapore acqueo nella camera diminuisce di una quantità che bilancia esattamente l'aumento della pressione totale (vedi legge di Dalton). Poiché la temperatura viene mantenuta costante, anche la pressione del vapore di saturazione ps è invariata. Pertanto, l'umidità relativa rimane al 50%, nonostante il fatto che un gas secco sia stato iniettato nella camera.

Impara di più sull'umidità nel seguente video: "Misurazione dell'umidità relativa spiegata"

Vedi i post precedenti del blog:
Teoria 1 dell'Accademia dell'Umidità
Teoria 2 dell'Accademia dell'Umidità
Teoria 3 dell'Accademia dell'Umidità
Teoria 4 dell'Accademia dell'Umidità
Attenti alla Teoria dell'Accademia dell'Umidità parte 6 sul Blog PST