Questo articolo discute la relazione tra umidità relativa e temperatura. L'umidità può essere definita come la presenza di gocce d'acqua nell'aria, che la rendono una miscela aria-acqua.
L'aria umida è di natura umida. In questo articolo studieremo l'effetto della temperatura sull'umidità relativa. In poche parole, l'umidità relativa e la temperatura sono inversamente proporzionali tra loro. Il motivo alla base di ciò è discusso nelle sezioni successive di questo articolo.
Che cos'è l'umidità relativa?
L'umidità relativa è il rapporto tra la quantità di acqua presente nella miscela aria-acqua e il massimo di acqua che può essere presente nella miscela aria-acqua. Rappresenta la quantità relativa di vapore che può essere aggiunta fino a saturazione.
In parole semplici possiamo dire che è la misura di quanta acqua è presente all'interno della miscela aria-acqua rispetto al massimo alla quantità di acqua che può essere aggiunta alla miscela. Vediamo la formula dell'umidità relativa nella prossima sezione per rendere le cose più chiare.
Formula di umidità relativa
Abbiamo discusso la definizione di umidità relativa nella sezione precedente. Per rendere più chiaro il significato diamo un'occhiata alla formula dell'umidità relativa.
La formula dell'umidità relativa è data nella sezione seguente-
φ = pv/Ps
dove,
phi è l'umidità relativa
Pv è la pressione parziale del vapore
Ps è la pressione di saturazione
Che cos'è l'umidità specifica?
L'umidità specifica è diversa dall'umidità relativa. È definito come il rapporto tra la quantità di acqua presente nella miscela aria-acqua e la massa totale della miscela aria-acqua.
La formula per calcolare l'umidità specifica è data nella sezione seguente-
ω = mv/ma
Dove,
omega è l'umidità specifica
mv è la massa di vapore
ma è la massa della miscela di vapore acqueo dell'aria
Rapporto umidità relativa e temperatura
Sappiamo tutti che l'acqua evapora in presenza di calore o temperature più elevate. Questo fenomeno può essere applicato per definire il relazione tra temperatura e umidità relativa.
Quando diciamo che entrambi sono inversamente proporzionali tra loro, significa che un valore aumenta e l'altro diminuisce. In questo caso all'aumentare della temperatura diminuirà il valore dell'umidità relativa. E viceversa. Il motivo è che l’aria calda ha più capacità di trattenere l’umidità, quindi il denominatore aumenta. Se l'aria diventa secca allora diminuisce anche il valore dell'umidità relativa. Quando la temperatura scende, l'aria si bagna e quindi aumenta anche il valore dell'umidità relativa.
Grafico dell'umidità relativa e della temperatura
Il grafico che rappresenta l'umidità relativa e la temperatura è chiamato grafico di Mollier o diagramma di Mollier. Ci sono anche molte altre grandezze rappresentate.
Nel grafico possiamo vedere che la curva dell'umidità relativa ha una pendenza negativa quando andiamo da destra a sinistra. Da destra a sinistra significa che il valore della temperatura diminuisce. Quando andiamo da sinistra a destra cioè quando aumentiamo la temperatura, aumenta anche il valore dell'umidità relativa.
Formula umidità relativa e temperatura
Per derivare a formula tra temperatura e umidità relativa, utilizziamo molti concetti della termodinamica principalmente: legge dei gas ideali, legge della termodinamica, psicometria e conservazione della massa.
Utilizzando i concetti di cui sopra otteniamo la seguente formula (la formula viene utilizzata per calcolare la temperatura del punto di rugiada della miscela)-
Tdp = 4030 (Tdb+235)/4030 – (Tdb+235)lnRH-235
dove,
Tdp è la temperatura del punto di rugiada
Tdb è la temperatura a bulbo secco
RH è l'umidità relativa
Grafico dell'umidità relativa e della temperatura
Abbiamo già discusso del grafico di Mollier nella sezione precedente. Il grafico di Mollier rappresenta la relazione tra le varie proprietà psicometriche e la temperatura a bulbo secco.
La temperatura a bulbo secco è rappresentata sull'asse x o asse orizzontale. Il valore della temperatura a bulbo secco aumenterà quando ci spostiamo da sinistra a destra. Il valore dell'umidità relativa diminuisce man mano che ci si sposta da sinistra a destra o quando aumenta la temperatura del bulbo secco. Il motivo è che le gocce d'acqua evaporano all'aumentare della temperatura. L'aumento della temperatura produce aria più secca.
Immagine crediti: Markus Schweiss, HS-Wasserdampf inglese, CC BY-SA 3.0
Fattori che influenzano l'umidità relativa?
L'umidità relativa è influenzata principalmente dalla temperatura e dalle posizioni geografiche. Abbiamo già discusso dell'effetto della temperatura sull'umidità relativa.
L'aria è umida quando la temperatura è inferiore e quando la temperatura è maggiore l'aria diventerà secca poiché aumenta la capacità dell'aria di trattenere l'umidità. Anche le posizioni geografiche influiscono sull’umidità relativa. Ad esempio, vicino alle zone costiere i livelli di umidità sono molto elevati a causa dell’evaporazione. E i luoghi lontani dai corpi idrici hanno livelli di umidità più bassi.
Cos'è la psicometria?
La psicrometria è lo studio delle proprietà di varie proprietà della miscela di aria e vapore acqueo. Queste proprietà possono includere umidità specifica, temperatura del punto di rugiada, temperatura a bulbo umido, umidità relativa ecc.
Questa branca della termodinamica trova importanti applicazioni nell'industria della refrigerazione e del condizionamento. È molto importante mantenere i livelli di umidità in determinati luoghi. Livelli di umidità eccessivi possono causare gravi danni e guasti. Allo stesso modo la mancanza di umidità può anche danneggiare il sistema in considerazione.
Qual è la temperatura a bulbo umido?
Il nome stesso suggerisce che la temperatura del bulbo umido è correlata all'umidità del bulbo. È la temperatura che mostra il termometro quando il bulbo è coperto da un panno umido.
A causa del panno bagnato, la temperatura diminuisce leggermente a causa dell'assorbimento del calore da parte delle molecole d'acqua sul panno. Queste molecole d'acqua sono responsabili dell'aumento dei livelli di umidità relativa nel sistema. Dobbiamo notare che la temperatura del bulbo umido è sempre inferiore o uguale alla temperatura del bulbo secco. La temperatura del bulbo secco e quella del bulbo umido sono uguali alla saturazione.
Cos'è il diagramma di Mollier?
Il diagramma di Mollier è una rappresentazione grafica di varie proprietà psicrometriche che cambiano con la temperatura del bulbo secco.
La temperatura a bulbo secco è rappresentata sull'asse orizzontale. Altre proprietà sono ampiamente tracciate nel grafico. Come l'umidità specifica viene tracciata come linee orizzontali e relative le linee di umidità sono tracciate obliquamente in modo tale che le linee si pieghino verso sinistra.
Ciao .... Sono Abhishek Khambhata, ho perseguito B. Tech in ingegneria meccanica. Durante i miei quattro anni di ingegneria, ho progettato e pilotato veicoli aerei senza pilota. Il mio forte è la meccanica dei fluidi e l'ingegneria termica. Il mio progetto del quarto anno era basato sul miglioramento delle prestazioni dei veicoli aerei senza pilota utilizzando la tecnologia solare. Mi piacerebbe entrare in contatto con persone che la pensano allo stesso modo.
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