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METEOROLOGIA GENERALE
UMIDITA’
A cura del Prof. G. Colella
Obiettivo
Conoscere le grandezze
igrometriche e il loro legame con la
temperatura. Saper valutare
l’importanza dell’umidità nei
fenomeni meteorologici
Argomenti Trattati
Passaggi di stato
Pressione di vapore e legge di Magnus
Principio di Watt
Temperatura di rugiada
Temperatura di brina
Grandezze igrometriche
PASSAGGI DI STATO
CALORE LATENTE
PROCESSO
PASSAGGIO DI
STATO
CALORE LATENTE
EVAPORAZIONE
liquido/vapore
- 600 cal/g
CONDENSAZIONE
vapore/liquido
+ 600 cal/g
SOLIDIFICAZIONE
liquido/ghiaccio
+80 cal/g
FUSIONE
ghiaccio/liquido
- 80 cal/g
PRESSIONE TOTALE
La pressione totale
è la somma delle
pressione
Parziali.
DEFINIZIONI
Evaporazione: Passaggio del liquido allo
stato aeriforme lento e graduale a qualsiasi
temperatura in modo spontaneo.
Ebollizione: Passaggio del liquido allo stato
aeriforme in modo tumultuoso e rapido. Interessa tutto
il liquido, è funzione della pressione esterna ed avviene
a temperatura ben definita per ogni sostanza.
Tensione di vapore: è la forza che il fluido
esercita su ogni cm2 di superficie delle pareti del
recipiente che lo contiene.
SATURAZIONE
Un vapore si dice
saturo quando è in
presenza del suo
liquido e se lo stato
liquido ed
aeriforme sono in
equilibrio.
PRESSIONE di VAPORE
1)Recipiente a T=cost. e
con acqua.
L’acqua evapora e l’aria
del recipiente diventa
satura.
2) Aumentando la
temperatura (da 20° a 30°)
evaporerà altra acqua
fina alla saturazione.
3) La pressione di
saturazione aumenta
PRESSIONE di VAPORE es
Il legame tra temperatura e tensione
di vapore saturo viene espresso
attraverso la legge di
MAGNUS
eS(t) = 6.1 10at/b+t
PRESSIONE di VAPORE
La curva mostra
l’andamento della
pressione di vapore
saturo, rispetto
all’acqua, in
funzione della
temperatura.
DEFINIZIONI
Saturazione: Un vapore si dice saturo quando è in
presenza del suo liquido e se lo stato liquido ed
aeriforme sono in equilibrio.
Tensione di vapore saturo:è la forza che il
fluido esercita su ogni cm2 di superficie delle pareti del
recipiente che lo contiene in condizione di saturazione.
La tensione di vapore saturo dipende dalla temperatura (aumenta
all’aumentare della temperatura)
Questo legame è espresso dalla formula di MAGNUS:
es(t) = 6.1 10at/b+t
(hPa)
PRESSIONE di VAPORE
eS(t) = 6.1 10at/b+t
TEMPERATURA DI RUGIADA td
E’ la temperatura alla quale
si deve raffreddare, a
pressione di vapore costante,
l’aria umida affinché il
vapore in essa presente
raggiunga la saturazione.
PRINCIPIO DI WATT
La tensione del vapore saturo,
contenuto in un recipiente a
temperatura non uniforme, è
uguale alla tensione di vapore
corrispondente alla temperatura
più bassa
TEMPERATURA DI RUGIADA
td
fornisce la quantità
di vapore presente nella
massa d’aria
Se t = td l’aria è satura
td è sempre minore o
uguale a t
Temperatura di brina tf
E’ la temperatura alla quale
si deve raffreddare l’aria
umida affinché diventi
satura rispetto al ghiaccio
mantenendo costante la
pressione di vapore.
Temperatura di bulbo bagnato tw
E’ la temperatura che assumerebbe
una massa d’aria quando, seguendo
un processo adiabatico a pressione
costante, venisse portata alla
saturazione mediante evaporazione
di acqua a spese del calore ceduto
dall’aria stessa.
GRANDEZZE IGROMETRICHE
 Umidità Assoluta Ua = Mv/V
(gr/m3 )
 Umidità Specifica Us = Mv/M (gr/Kg)
 Rapporto di Mescolanza r = Mv/ Ma (gr/Kg)
 Umidità Relativa Ur = (Mv/ Mvs) 100 (%)
Umidità Assoluta Ua
Ua = Mv/V
(gr/m3 )
E’ il rapporto tra la massa
di vapore e il volume di
aria che lo contiene.
Non dipende dalla temperatura
Umidità Specifica Us
Us = Mv / M (gr/Kg)
E’ il rapporto tra la massa di vapore e
la massa d’aria che lo contiene
M = Ma + M v
Us = Mv/M= Mv / Ma + Mv
Umidità Specifica Us
Umidità Specifica effettiva Use = Mve/M
Non dipende in modo significativo dalla
temperatura.
Umidità Specifica di saturazione Uss = Mvs/M
Aumenta con la temperatura anche se non sono
direttamente proporzionali.
Rapporto di Mescolanza r
r = Mv/ Ma (gr/Kg)
E’ il rapporto tra la massa di
vapore e la massa d’aria
asciutta
r è circa uguale a Us perché Ma è circa = a M
Umidità Relativa Ur
Ur = (Mv/ Mvs) 100 (%)
Ur = (Use/Uss) 100 (%)
E’ il rapporto tra la massa di vapore
effettivamente presente in un volume
d’aria ad una data temperatura, e la
massa di vapore necessaria per
saturare quel volume d’aria, alla
stessa temperatura
UMIDITA’ RELATIVA
Ur = (Mv/ Mvs) 100
Ur = (e/es) x 100
Ur = (Use/Uss) 100
Umidità Relativa Ur
Una regola pratica che permette di
determinare approssimativamente la
Ur è quella di applicare la seguente
formula empirica derivata
dall’esperienza:
Ur = 100% -5(t -td)
IMPORTANTE
Legame T, td, Ur
T è sempre MAGGIORE o UGUALE a td
se T = td
Ur = 100% (aria satura)
se T diminuisce e si avvicina a td,
Ur AUMENTA
se T aumenta e si allontana da td,
Ur DIMINUISCE
BIBLIOGRAFIA
G. Colella V Edizione,
Meteorologia Aeronautica
IBN Editore, 2009, Cap 6.