Umidità specifica

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Umidità specifica in funzione della temperatura, con pressione atmosferica di 1000 hPa

L'umidità specifica è una grandezza fisica che misura l'umidità presente in una determinata massa d'aria.

Definizione

Si definisce come il rapporto tra la massa del vapore acqueo mv e la massa dell'aria secca ms in un determinato volume:[1][2]

q = m v m s {\displaystyle q={\frac {m_{v}}{m_{s}}}}

dove mv sono i chilogrammi di vapore acqueo e ms i chilogrammi d'aria secca. Più spesso, per il vapore acqueo si usano comunque i grammi.

Nella letteratura scientifica si può trovare anche un'altra definizione di umidità specifica, come rapporto tra la massa del vapore acqueo e la massa d'aria umida (ovvero miscela tra aria secca e vapore). In termodinamica, però, si preferisce la definizione di umidità specifica basata sull'aria secca; infatti, questa non varierà mai nei normali processi termodinamici (sopra la temperatura di 132 K), al contrario della massa di aria umida (per esempio: con la condensazione del vapore nell'aria umida, il fluido può essere facilmente sottratto).

L'umidità specifica è legata al rapporto di mescolanza (r) dalle seguenti relazioni:

q = r 1 + r {\displaystyle q={\frac {r}{1+r}}}
r = q 1 − q {\displaystyle r={\frac {q}{1-q}}}

Numericamente, l'umidità specifica e il rapporto di mescolanza sono quasi uguali:

q ≈ r {\displaystyle q\approx r}

e quindi:

q ≈ 622 e p − e g v k g {\displaystyle q\approx 622{\frac {e}{p-e}}\;{\begin{matrix}\mathrm {g_{v}} \\\mathrm {kg} \end{matrix}}}

Alle temperature normali, il valore di q è all'incirca 5-20 gv/kg a livello del suolo (equivalenti a 0,5-2% dell'aria) e 0,1 gv/kg nella media troposfera (equivalente a 0,01%).

Calcolo

Tale valore d'umidità specifica è ottenibile conoscendo la pressione atmosferica in millibar (è equivalente all'ettopascal/hPa) e la temperatura dell'aria in gradi Celsius, utilizzando la formula per ricavare la pressione di vapore e il rapporto di mescolanza (tale rapporto ha un risultato del tutto simile al nomogramma di Herloffson), potendo conoscere così il valore istantaneo dell'umidità specifica.

P 0 = 6 , 11 ⋅ 10 ( 7 , 5 ⋅ T 237 , 7 + T ) {\displaystyle P_{0}=6,11\cdot 10^{\left({7,5\cdot T \over 237,7+T}\right)}}
r = 622 ⋅ P 0 P a t m − P 0 {\displaystyle r={622\cdot P_{0} \over P_{atm}-P_{0}}}
q = r ⋅ U R 100 {\displaystyle q={r\cdot UR \over 100}}

dove:

  • T è la temperatura
  • P0 è la pressione di vapore
  • Patm è la pressione atmosferica
  • r è il rapporto di mescolanza
  • UR è l'umidità relativa
  • q è l'umidità specifica

Il valore della formula del rapporto di mescolanza, moltiplicato per l'umidità relativa ci fornisce l'umidità specifica dell'aria esaminata.

Note

  1. ^ Alberto Cavallini e Lino Mattarolo, Termodinamica applicata, Cleup, 1990, ISBN 8871789253.
  2. ^ Nicola Rossi, Manuale del termotecnico, Hoepli, 2014, ISBN 978-88-203-5971-3.

Bibliografia

  • Alan S. Foust, Leonard A.Wenzel; Curtis W. Clump; Luis Maus; L. Bryce Andersen, I principi delle operazioni unitarie, Ambrosiana, 1967, ISBN 88-408-0117-0.
  • Alberto Cavallini e Lino Mattarolo, Termodinamica applicata, Cleup, 1990, ISBN 8871789253.
  • Nicola Rossi, Manuale del termotecnico, Hoepli, 2014, ISBN 978-88-203-5971-3.

Voci correlate

Collegamenti esterni

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