A revisão das leis da física que regem o vapor de água em um gás úmido pode ajudá-lo a entender melhor as propriedades do que está sendo medido. Compreender essas propriedades o ajudará a fazer uma medição mais precisa e a realizar seu trabalho com mais eficiência, seja para proteger um produto contra corrosão ou para manter um ambiente preciso para armazenamento ou fabricação.
Umidade e leis da física
Da pressão à temperatura, as seguintes leis de gás ideal nos ajudam a entender como os níveis de umidade mudam dependendo do ambiente.
Definição:
O padrão de temperatura e pressão (STP) é definido em uma temperatura de 0 °C, 32 °F e uma pressão de 101,3 kPa em uma atmosfera.
| Nome | definição | Lei | Notas |
|---|---|---|---|
| Boyle’s Lei | Em temperatura constante, o produto do volume e da pressão de uma determinada quantidade de gás é uma constante. | P x V = constante | O valor da constante depende da quantidade de gás existente no volume. |
| Charles’s Lei | Com pressão constante, o volume de uma determinada quantidade de gás é proporcional à temperatura absoluta (K). Ou, a volume constante, a pressão de uma determinada quantidade de gás é proporcional à temperatura absoluta. | V= q x T Or P= j x T | q é uma constante de proporcionalidade que depende da quantidade de gás. j é uma constante de proporcionalidade que depende da amostra específica de gás e de seu volume. Para converter a temperatura em °C em temperatura absoluta em K, adicione a constante 273,15. |
| Lei das pressões parciais de Dalton | A pressão total de uma mistura de gases é igual à soma das pressões que cada gás exerceria se estivesse presente sozinho. | Pt = P1+ P2+ P3+... | P1, P2, etc., são as pressões parciais dos gases 1, 2, etc. |
| Hipótese de Avogadro | Volumes iguais de gases na mesma temperatura e pressão contêm números iguais de moléculas. | Exemplo: um litro de qualquer gás ideal a uma temperatura de 0 °C e a uma pressão de 101,3 kPa contém 2,688 x 1022 moléculas. | A temperatura de 0 °C e a pressão de 101,3 kPa é a condição padrão de temperatura e pressão ou STP. |
definição:
Foi determinado experimentalmente que o número de átomos em 12 gramas de 12C é 6,022 x 1023. Esse número é chamado de número de Avogadro.
Frações molares e pressão parcial
Frações molares e pressão parcial A composição de um mol de uma mistura de gases pode ser expressa em termos das frações molares de seus componentes. A fração molar de um componente específico é definida como o número total de moles do componente dividido pelo número total de moles de todos os componentes. A partir dessa definição, conclui-se que a soma de todas as frações molares é igual a um.
| Nome | definição | Lei | Notas |
|---|---|---|---|
| Volume de uma molécula de gás em temperatura e pressão padrão (STP) | Como um litro de gás na STP contém 2,688 x 1022 moléculas (ou átomos no caso de um gás mono atômico), segue-se que um mol de gás (6,022 x 1023 moléculas) ocupa um volume de 22,4 l na STP. | Veja as definições de mol e número de Avogadro abaixo. | |
| Constante da lei do gás ideal. | O produto do volume e da pressão de uma determinada quantidade de gás é proporcional à temperatura absoluta. | P x V = n x R x T | n é o número de moles de gás e R é a constante molar do gás. A constante R é igual a: 0,08206 atm x litro/K x mol 8,30928 Pa x m3/K x mol |
definição:
Um mol de qualquer elemento é definido como a quantidade desse elemento que contém o mesmo número de moléculas (ou átomos, no caso de um elemento mono atômico) que exatamente 12g de 12C (Carbono 12).
Exemplo: Ar seco próximo ao nível do mar
- Nitrogênio: Fração molar: 0,78084
- Oxigênio: Fração molar: 0,20948
- Dióxido de carbono: Fração molar: 0,0004
Se Pt for a pressão total de uma mistura de gases e n1, n2, etc. as frações molares de seus componentes, segue-se que:
Pt= Pt x (n1+ n2 + ...) e
Pt= Pt x n1+ Pt x n2 + ...
onde Pt x n1, Pt x n2, etc. são as pressões parciais dos componentes 1, 2, etc.
A equação acima é outra forma da lei de Dalton.
Saiba mais sobre umidade no vídeo a seguir: “Relative Humidity Measurement Explained”
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