Teoria Aire Humedo

CAPÍTULO

Aire Húmedo

1

11

AIRE HÚMEDO

La atmósfera por lo general es un aire húmedo (AH.) compuesto por una mezcla de dos gases: aire seco más gas (vapor de agua), si bien es cierto el agua suele presentarse en tres de
sus fases (gas, líquido y sólido), el aire que respiramos es en gran medida gas aire seco y
gas vapor de agua.
Desde el punto de vista termodinámico el gas aireseco fue estudiado en los primeros capítulos y conocemos muy bien sus propiedades y como se comporta. Para el vapor de agua
también conocemos sus propiedades en gran medida, no obstante las propiedades del vapor
de agua merecen en este capítulo un tratamiento muy particular ya que en las condiciones
en que se encuentra en la atmósfera requiere de un previo análisis.
En cuanto a la presión elaire húmedo se encuentra mayormente a un bar de presión ó menores a esta y la temperatura puede oscilar entre los 0°C a 50°C, esto hace que el vapor de
agua conjuntamente con el aire seco se comportan como una mezcla de gases ideales, sabemos que el vapor de agua no es un gas perfecto pero en esas condiciones de presión y
temperatura actúa como si lo fuera. Además la masa de vapor de agua es muypequeña y
estando en la zona de vapor sobrecalentado bajo esas condiciones de presión y temperatura y en presencia de una mayor proporción de masa de aire seco que tiene la atmósfera
refuerza aún más este comportamiento parecido al de un gas ideal.
Bajo estas consideraciones esta mezcla obedece a la ley de Dalton de las presiones parciales.
Por lo tanto:
p T =p AS + p V
p T :´presión totaldel aire húmedo
p AS : presión del aire seco
p V : presión del vapor de agua
Esta mezcla que se encuentra ocupando un volumen ( V ) y una temperatura ( T )
Para la masa de aire seco ( mAS) la ecuación de estado será el siguiente:
p AS V = m AS R AS T
m AS : masa de aire seco en la unidad (kg

AS.

)

R AS : constante particular del aire seco
R AS = 0,287

kJ
kgK

De la misma manerapara la masa de vapor de agua ( mV ); la ecuación de estado será el
siguiente:

Termodinámica Técnica

2

pVV = mVR VT
m V : masa de vapor en la unidad (kg

H 2O

)

R V : constante particular del vapor de agua
R V = 0,463

kJ
kgK

Nota: para el vapor de agua a presiones muy altas se aleja del comportamiento de un gas
ideal; y por debajo de 0°C el agua se solidifica ytambién se aleja de esas condiciones que
se señalaron anteriormente..
Estudiaremos luego dos comportamientos importantes que le suceden al vapor de agua
presentes en el aire húmedo (AH.)
Para ello consideramos un recinto que contiene una masa de (AH.) a presión y temperatura
determinados (ver fig.1)

Como primer estudio consideraremos una masa de (AH.) a presión total y temperatura
constantes,entonces si agregamos una lluvia a de agua pulverizada al recinto de (AH.)
encerrado dentro de ella, a medida que recibe esa masa de agua pulverizada el (AH.) se va
a ir llenando de más humedad.



Aire Húmedo

3

Agregar una masa de agua líquida implica aumentar la presión de vapor, esto según los
gráficos (T-s) y (P-v) el vapor irá aumentando su presión a la misma temperatura ( T )hasta que alcance una presión PVS llamada presión de vapor saturado a esa temperatura, en
esas condiciones el (AH.) alcanzará la máxima cantidad de agua que puede aceptar, y se
dice que el ( AH ) está saturado. En el estado (2) el (AH.) aún no está saturado aunque
tiene más masa de vapor de agua que el estado (1), entonces el (AH.) aún no está saturado.
Como segundo estudio si a esa misma masa de(AH.) contenido en ese recinto le extraemos calo Q, pero manteniendo la presión de vapor constante ( PV ) partiendo del estado (1)
a una ( T1 ), si quitamos calor al aire este se va enfriando y se obtiene el estado (2) alcanzando una ( T2 ), luego si seguimos el enfriamiento se obtiene un punto también importante que es el punto de rocío ( R ), en ese estado el (AH.) alcanza la temperatura de...