punct de condensare

În general, expresia punct de rouă (în engleză rouă ) înseamnă o anumită stare termodinamică (reprezentată de temperatură și presiune ) la care un amestec bifazic multicomponent lichid - vapori devine saturat cu vapori. ^[1] Cu alte cuvinte, dincolo de punctul de rouă (adică la temperatură mai mare și / sau presiune mai mică) există doar abur, în timp ce sub punctul de rouă (adică la temperatură mai mică și / sau presiune mai mare) sistemul este bifazic (constând a unui lichid în echilibru cu vaporii săi). În schimb, punctul de îngheț ( îngheț ) este definit ca acel punct de rouă special stabilit la o temperatură sub zero.

Punct de rouă și punct de fierbere

În cazul sistemelor cu un singur component (adică constând dintr-o singură substanță chimică , în stare pură), trecerea fazei lichid-gaz are loc prin traversarea punctului de fierbere. Prin urmare, punctul de fierbere este situat între zona de existență a gazului (sau vaporilor) și zona de existență a lichidului.

În cazul sistemelor cu mai multe componente (adică constând din mai multe substanțe chimice, de exemplu aer și apă ), trecerea fazei lichid-gaz are loc printr-o zonă cu două faze lichid-gaz, care este delimitată de două condiții, numit „punct de rouă” și „ punct de bule ”. Punctul de rouă, în special, este situat între zona de existență a gazului (sau vaporilor) și zona de existență a amestecului gaz-lichid, în timp ce punctul de bule este situat între zona de existență a lichid și zona de existență a amestecului gaz-lichid.

Exemple de diagrame posibile de temperatură-concentrație pentru sisteme cu două componente. Punctul de rouă (vapori saturați) corespunde curbei punctate (la temperatură mai mare), în timp ce punctul de bule (lichid saturat) corespunde curbei continue (la temperatură mai mică). Condițiile pentru care punctul de rouă și punctul de bulă coincid (în a doua și a treia diagramă) se numesc „puncte azeotrope ”.

Punct de rouă al aerului

Grafic care arată dependența punctului de rouă de temperatura aerului și de umiditatea relativă.

În meteorologie, expresia temperatură de rouă înseamnă temperatura la care, la presiune constantă, aerul (sau, mai exact, amestecul aer-vapori) devine saturat cu vapori de apă .

Indică la ce temperatură trebuie adus aerul pentru a condensa vaporii de apă din acesta până la rouă , fără nicio modificare a presiunii. Dacă punctul de rouă scade sub 0 ° C, se mai numește și punctul de îngheț .

Orice exces de vapori de apă („suprasaturare”) se va transforma într-o stare lichidă . În mod similar, punctul de rouă este acea temperatură la care trebuie răcită o masă de aer, la presiune constantă, pentru a deveni saturată (adică atunci când procentul de vapori de apă atinge 100% din cantitatea posibilă în aer la temperatura respectivă.) și, prin urmare, poate începe să se condenseze dacă pierde căldură suplimentară. Acest lucru duce la formarea de îngheț , rouă sau ceață datorită prezenței picăturilor mici de apă suspendată.

Această temperatură se găsește pe graficul psihrometric trasând o linie constantă de titlu până când atinge curba de saturație.

Pentru un anumit nivel de presiune, dar indiferent de temperatură, punctul de rouă indică fracția molară a vaporilor de apă din aer, cu alte cuvinte umiditatea specifică a aerului. Dacă presiunea aerului crește fără a modifica fracția molară, va crește și punctul de rouă. Reducerea fracției molare va face ca punctul de rouă să revină la starea inițială. Din acest motiv, același punct de rouă în Roma și pe Mont Blanc indică faptul că există mai mulți vapori de apă pe Mont Blanc decât în Roma pentru fracțiunea de aer.

Pe de altă parte, pentru un anumit nivel de temperatură, dar indiferent de presiune, valoarea punctului de rouă indică umiditatea absolută a aerului. Dacă temperatura crește fără a schimba umiditatea absolută, va crește și punctul de rouă. Reducerea umidității absolute va face ca punctul de rouă să regreseze la valoarea inițială. În același mod, creșterea umidității absolute după o scădere a temperaturii aduce punctul de rouă la nivelul său inițial. Aceasta înseamnă că același punct de rouă în Roma și pe Mont Blanc indică faptul că greutatea vaporilor pe metru cub de aer este aceeași.

Cantitatea de vapori de apă care poate fi conținută în aer depinde de temperatura și presiunea acestuia. O creștere a temperaturii permite aerului să conțină o cantitate mai mare, în timp ce o reducere reduce cantitatea până când atinge punctul de rouă, care reprezintă starea în care vaporii se condensează și se separă sub formă de apă. Punctul de rouă și presiunea vaporilor sunt reciproc corespunzătoare și independente de presiunea totală a aerului.

Punctul de rouă este asociat cu umiditatea relativă . O valoare ridicată a umidității relative indică faptul că temperatura este aproape de punctul de rouă. Dacă umiditatea relativă este de 100%, punctul de rouă coincide cu temperatura. Având în vedere un punct de rouă constant, o creștere a temperaturii va duce la o scădere a umidității relative. Din acest motiv, climatele ecuatoriale pot avea o umiditate relativă scăzută, dar pot fi percepute ca fiind foarte umede.

Când punctul de rouă este atins în timpul nopții, scăderea temperaturii, datorită radiației termice terestre, se oprește sau scade semnificativ datorită eliberării căldurii latente de condens (dacă este peste temperatura zero) și / sau a înghețului (dacă este mai mică zero termic), disipat încet și de radiații: tendința tipică a temperaturii în aceste circumstanțe este cea a unui dinte de ferăstrău cu o tendință ușor descendentă. Cu toate acestea, cu cât această valoare de saturație este mai mică, cu atât mai puțini vapori de apă sunt prezenți în atmosferă, cu atât mai puțini vapori sunt dispuși să se condenseze / să înghețe, cu atât mai puțină căldură latentă va fi eliberată și temperatura poate continua să scadă, deși într-un ritm mai rapid. sau la o rată constantă în cazul temperaturilor foarte scăzute; invers, cu cât această valoare este mai mare (în special peste zero), cu atât rata de scădere se diminuează până la limita de staționaritate.

Aplicații în aeronautică

Temperatura de rouă, în câmpul aeronautic , este indicată în mesajele meteorologice de tip METAR . Dacă indicația grupului de temperatură, în mesajele METAR, arată că acestea sunt aproape egale, înseamnă că conținutul de umiditate relativă (RH) din masa de aer este aproape de 100%. Aceste informații sunt de o mare importanță pentru un pilot care se pregătește să decoleze sau să aterizeze. Când temperaturile sunt similare, de exemplu: 12/12 vom avea 100% RH în masa de aer și există riscul să se formeze ceață , deoarece vaporii de apă conținuți în masa de aer vor fi atins saturația și va începe să condensează .

Metode de calcul

Aproximarea Magnus-Tetens

$T_{d}={\frac {b\ \alpha (T,UR)}{a-\alpha (T,UR)}}$ ${\ displaystyle T_ {d} = {\ frac {b \ \ alpha (T, UR)} {a- \ alpha (T, UR)}}}$ $T_ {d} = {\ frac {b \ \ alpha (T, UR)} {a- \ alpha (T, UR)}}$

cu: $\alpha (T,UR)={\frac {a\ T}{b+T}}+\ln UR$ ${\ displaystyle \ alpha (T, UR) = {\ frac {a \ T} {b + T}} + \ ln UR}$ $\ alpha (T, UR) = {\ frac {a \ T} {b + T}} + \ ln UR$ unde a = 17,27 și b = 237,7 ° C

Gama de valabilitate:

T (temperatura măsurată): 0 ° C <T <60 ° C
HR ( umiditate relativă ): 0,01 <HR <1,00 (nu în%)
T _d (punctul de rouă): 0 ° C <T _d <50 ° C

O altă aproximare

$T_{d}={\sqrt[{8}]{\frac {H}{100}}}\cdot [112+(0,9\cdot T)]+(0,1\cdot T)-112$ ${\ displaystyle T_ {d} = {\ sqrt [{8}] {\ frac {H} {100}}} \ cdot [112+ (0,9 \ cdot T)] + (0,1 \ cdot T) -112}$ $T_ {d} = {\ sqrt [{8}] {{\ frac {H} {100}}}} \ cdot [112+ (0,9 \ cdot T)] + (0,1 \ cdot T) - 112$

unde este

T _d este punctul de rouă în ° C;
T este temperatura în grade Celsius ;
H este procentul de umiditate relativă.

Notă

^(RO) IUPAC Gold Book, „punctul de rouă”

Bibliografie

Alan S. Foust, Leonard A. Wenzel; Curtis W. Clump; Luis Maus; L. Bryce Andersen, Principiile operațiilor unitare , Ambrosiana, 1967, ISBN 88-408-0117-0 .

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Punct de rouă , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	LCCN (EN) sh85037413 · GND (DE) 4191737-6

Portal de meteorologie

Portalul Termodinamicii

[1] (RO) IUPAC Gold Book, „punctul de rouă”

[1]