ponto de condensação da água

O ponto de orvalho ou temperatura de orvalho é a temperatura abaixo da qual o orvalho é naturalmente depositado. Mais tecnicamente, abaixo desta temperatura que depende da pressão e da umidade ambiente, o vapor d'água contido no ar condensa-se nas superfícies, por efeito de saturação.

Em tecnologia , o ponto de orvalho é um conceito básico importante para a operação de secadores por refrigeração a ar comprimido e condensação atmosférica criando hidrometeores . É um factor determinante no isolamento térmico do edifício que permitirá saber se existe o risco de a humidade ambiente de uma divisão se condensar ao passar pelas sucessivas camadas de uma parede exterior, em que cada camada apresenta uma determinada gradiente de temperatura, diminuindo para o exterior. Nesse caso, a umidade de condensação pode causar a deterioração da camada na qual o fenômeno ocorre.

Em meteorologia , o ponto de orvalho às vezes é usado para estimar o nível de conforto, como a temperatura sentida . A temperatura do orvalho determina de fato se a transpiração irá evaporar da pele, fazendo com que o corpo esfrie. Por exemplo, embora as cidades iranianas de Qechm e Bam , localizadas a 300  km uma da outra, exibam temperaturas de termômetro próximas no final de julho, o clima é muito abafado em Qechm (as águas quentes do Golfo Pérsico tornando-o muito úmido). permanece confortável em Bam (localizado em um deserto muito seco).

Ao contrário da temperatura, que geralmente varia muito entre o dia e a noite, os pontos de orvalho variam mais lentamente. Portanto, embora a temperatura possa cair à noite, um dia pesado geralmente é seguido por uma noite pesada.

Definição e princípio

O ponto de orvalho é um dado termodinâmico que caracteriza a umidade em um gás . O ponto de orvalho do ar é a temperatura na qual a pressão parcial do vapor d'água é igual à pressão do vapor saturado . É, portanto, a temperatura à qual é necessário resfriar um volume de ar, a pressão constante e umidade absoluta , para que fique saturado.

O ar sempre contém uma certa proporção de vapor d'água. A pressão parcial exercida por este vapor é menor ou igual a um valor máximo que depende da temperatura ambiente. Se o ar úmido for resfriado gradualmente até uma pressão constante, a pressão do vapor d'água não muda, mas o valor máximo diminui até que os dois se tornem iguais. A temperatura do ponto de orvalho corresponde à saturação do ar e qualquer resfriamento subsequente leva ao aparecimento de água na fase líquida. É o fenômeno da condensação , que ocorre quando o ponto de orvalho é atingido e locais de nucleação estão disponíveis, que cria nuvens , neblina e orvalho na meteorologia . A condensação atinge as paredes dos edifícios da mesma maneira. Esse fenômeno é o princípio de medição implementado em higrômetros de condensação, também chamados de higrômetros de ponto de orvalho.

Quando a temperatura está abaixo do ponto de congelamento , o ar pode ficar saturado em relação à água e dar gotículas super-resfriadas , ou saturado em relação ao gelo e formar geada . Nesse segundo caso, a temperatura de saturação é chamada de ponto de congelamento . O último é mais quente do que o ponto de orvalho nessas temperaturas porque a pressão do vapor saturado em relação ao gelo é menor do que em relação à água líquida. Isso faz com que o vapor de água se assente mais geralmente como um sólido do que como um líquido abaixo do ponto de orvalho.

Cálculo

Fórmula de Heinrich Gustav Magnus-Tetens

A fórmula de Heinrich Gustav Magnus -Tetens é escrita:

Tr=bα(T,φ)no-α(T,φ){\ displaystyle T _ {\ mathrm {r}} = {\ frac {b \, \ alpha (T, \ varphi)} {a- \ alpha (T, \ varphi)}}}

ou :

Tr{\ displaystyle T _ {\ mathrm {r}}} designa o ponto de orvalho, T{\ displaystyle T} a temperatura medida, φ{\ displaystyle \ varphi}a umidade relativa , α(T,φ){\ displaystyle \ alpha (T, \ varphi) \,}a função ,noTb+T+em⁡φ{\ displaystyle \, {\ frac {a \, T} {b + T}} + \ ln \ varphi} no{\ displaystyle a}e duas constantes: 17,27 e 237,7 [° C].b{\ displaystyle b}no={\ displaystyle a =}b={\ displaystyle b =}

Área de validade:

• 0<T<{\ displaystyle 0 <T <} 60  ° C
• 0,01 (1%) 1 (100%)<φ<{\ displaystyle <\ varphi <}
• 0<Tr<{\ displaystyle 0 <T _ {\ mathrm {r}} <} 50  ° C

Outra fórmula

Tr=(φ/100)8[112+(0,9T)]+(0,1T)-112{\ displaystyle T _ {\ mathrm {r}} = {\ sqrt [{8}] {(\ varphi / 100)}} \, [112+ (0 {,} 9 \, T)] + (0 { ,} 1 \, T) -112}

Depressão de ponto de orvalho

A depressão do ponto de orvalho é a diferença entre a temperatura e o ponto de orvalho ( T-Tr ) para um nível de pressão dado pela atmosfera da Terra . Quanto menor for esse valor, maior será a umidade relativa naquela altitude e mais provável será a presença de nuvens. Assim, uma depressão de mais de 5  ° C geralmente está associada à ausência de uma camada de nuvem e um valor próximo a 0  ° C é sinônimo de cobertura completa. A variação da troposfera da depressão do ponto de orvalho, analisada em um diagrama termodinâmico como um tefigrama , permite saber a altura, espessura e extensão das camadas de nuvens em uma região.

Outra utilidade é poder estimar o nível de condensação por elevação (NCA) e a base das nuvens convectivas durante o aquecimento diurno de uma massa de ar instável , conhecendo a depressão do ponto de orvalho no solo. Por outro lado, um grande valor desta variável no nível médio da tropopausa indica que o ar está seco ali. Se for injetado em uma nuvem convectiva, como uma nuvem cumulonimbus , é mais denso que o ar nesta última e começa a descer dando uma rajada descendente .

Finalmente, a depressão do ponto de orvalho medida perto do solo é um indicador de umidade ou seca usado na agricultura e silvicultura para calcular vários índices, como o índice de clima da floresta .

Isodrosotherm

Em um mapa meteorológico, o valor do ponto de orvalho pode ser plotado em cada estação meteorológica. Também é possível conectar os valores iguais dos pontos de orvalho por uma linha que leva o nome de isodrosoterma . Isso permite localizar áreas úmidas e secas no mapa, o que é importante, por exemplo, para o desenvolvimento de tempestades . Em algumas regiões, a fronteira entre essas zonas é muito marcada e é possível falar de uma frente de ponto de orvalho que possui propriedades semelhantes a uma frente fria .

Notas e referências

1. René Vittone. Edifício: manual de construção. PPUR Presses polytechniques, 10 de junho de 2010. Consulte online
2. "  Comparação do tempo normal em Bam e Qeshm em 31 de julho  " (acessado em 22 de maio de 2020 )
3. "  ponto de orvalho  " , glossário meteorológico , Météo-France ,2003(acessado em 28 de março de 2014 )
4. Organização Meteorológica Mundial , "  Ponto de Orvalho  " , Glossário Meteorológico , Eumetcal (acessado em 8 de março de 2012 )
5. "  Point de frost  " , glossário meteorológico , Météo-France ,2003(acessado em 28 de março de 2014 )
6. (in) AWT Barenbrug , Psychrometry and Psychrometric Charts , Cidade do Cabo, África do Sul, Cape and Transvaal Printers Ltd.,1974, 3 e  ed. , 59  p. ( ISBN  978-0-620-01586-8 , OCLC  2913942 )
7. Organização Meteorológica Mundial , "  Depression dew point  " , Meteorological Glossary on Eumetcal (acessado em 28 de março de 2014 )
8. Organização Meteorológica Mundial , "  isodrosotherm  " , em Eumetcal (acessado em 14 de abril de 2014 )

Veja também

• Ponto de bolha
• As quantidades higrométricas: A temperatura de orvalho no site energieplus-lesite.be de Arquitetura e Clima da Universidade Católica de Louvain