9.1: Humedad

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El aire es una mezcla de varios gases, incluyendo nitrógeno, oxígeno y vapor de agua.

La presión total de aire ejercida por un volumen de aire en un contenedor dado sobre ese contenedor es la suma de las presiones individuales (parciales) de estos gases.
La presión de vapor es la presión individual o parcial del vapor de agua.

Cuanto más cálido es el aire, más humedad puede contener. Por lo que su capacidad de retención de humedad cambia con la temperatura.

Una gráfica psicométrica, mostrada en la Figura 9.1.1, representa el contenido de humedad del aire a diversas temperaturas. Este gráfico muestra que a medida que aumenta la temperatura del aire, también aumenta la cantidad de humedad que se puede retener en el aire seco.

Temperatura de bulbo seco: Temperatura sin humedad en el aire; conocida como “aire absoluto”.
Punto de rocío Temperatura: Saturación completa — la cantidad máxima de vapor de agua que el aire puede retener. Tenga en cuenta que el vapor de agua puede transportar más calor que el aire.

La tabla psicométrica que representa el contenido de humedad del aire a diversas temperaturas muestra que a medida que aumenta la temperatura del aire, también aumenta la cantidad de humedad que se puede retener en el aire seco.

Figura 9.1.1. Gráfico psicométrico

Crédito: http://hem.dis.anl.gov/eehem/95/951108.html

Como sabemos, existen cantidades variables de humedad (en forma gaseosa o vapor) en el aire. La Humedad Absoluta es la cantidad real de humedad que está contenida en el aire. Se representa en la fórmula

\[ Absolute \, Humidity = \dfrac{Amount \, of \, Water \, Vapor \, (lb)}{Amount \, of \, Dry \, Air \, (lb)} \]

La humedad relativa, en contraste, es la relación entre la cantidad de humedad en el aire y la cantidad máxima de humedad que el aire puede retener a una temperatura determinada. Se representa en la fórmula

\[ Relative \, Humidity \, (at \, given \, temp) = \dfrac{Amount \, of \, Water \, Vapor \, (lb)}{Max \, Amount \, of \, Water \, Vapor \, Air \, can \, Hold} * 100 \]

Ejemplo 1

Calcule la humedad relativa del aire cuando el aire contenga 0.002 lb de humedad por libra de aire seco mientras que la humedad máxima que el aire puede mantener a esa temperatura es 0.005 lb por lb de aire seco.

Contestar: \[ Relative \, Humidity = \cfrac{\cfrac{0.002 \, lb}{lb \, dry \, air}}{\cfrac{0.005 \, lb}{lb \, of \, dry \, air}} * 100 = 40\% \]

Se dice que el aire está saturado cuando la cantidad de vapor de agua en el aire es la máxima posible a una temperatura y presión existentes.

Se dice que el aire está saturado al 100% de humedad relativa cuando contiene la máxima cantidad de humedad posible a esa temperatura específica.
El aire que retiene la mitad de la cantidad máxima de humedad a una temperatura dada tiene una humedad relativa del 50 por ciento.

Cuando la humedad relativa alcanza el 100% o está saturada, la humedad se condensará, lo que significa que el vapor de agua cambia a vapor líquido.

Así, el nivel de saturación del aire está relacionado con la temperatura del aire. A medida que la temperatura del aire aumenta (o se vuelve más cálida), queda más agua en fase gaseosa. A medida que la temperatura disminuye (o se vuelve más fría), las moléculas de agua se ralentizan y es más probable que se condensen en superficies cercanas.

El punto de rocío es la temperatura a la que el aire alcanza el 100 por ciento de humedad relativa Si el aire se enfría por debajo del punto de rocío, la humedad en el aire se condensa.

La humedad se condensará en una superficie cuya temperatura esté por debajo de la temperatura del punto de rocío del aire junto a ella. Para el aire a una humedad absoluta dada, cuanto más fría sea la superficie, mayor será la humedad relativa junto a esa superficie. Entonces, la superficie más fría de una habitación es el lugar donde probablemente ocurrirá primero la condensación (llamada la primera superficie de condensación).

Punto Importante

La saturación es la cantidad máxima de vapor de agua en el aire a una temperatura y presión existentes. Se dice que el aire está saturado al 100 por ciento de humedad relativa cuando contiene la máxima cantidad de humedad posible a esa temperatura específica.

El punto de rocío es la temperatura cuando el aire alcanza el 100% de humedad relativa.

El siguiente video explica más a fondo la humedad y la condensación.