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Didattica: le grandezze igrometriche

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Vediamo come può essere determinato il contenuto di vapore dell'aria

figura 12 4Esistono diverse modalità per determinare il contenuto di vapore dell'aria. In questo editoriale, cercheremo di spiegare quali sono le grandezze igrometriche più usate per finalizzare questo scopo.

 Iniziamo con il definire il concetto di Umidità assoluta ( Ua ), che può essere fisicamente descritta come il rapporto tra la massa di vapore ed il volume di aria stesso che lo contiene.

Ua= Mv/V (gr/m3)

L'umidità specifica, indicata anche con (Us) è invece il rapporto tra la massa di vapore e la massa totale dell'aria che lo contiene.

Us= Mv/M = Mv/Ma+Mv (gr/kg)

Ma, indica la massa di aria asciutta, Mv la massa di vapore, mentre M la massa totale dell'aria che viene considerata.

E' di fondamentale importanza, distinguere l'USE (umidità specifica effettiva) dall'USS che è quella di saturazione.

La differenza, tra le due grandezze che abbiamo preso come riferimento sta nel fatto che la USE non ha dipendenze dalla temperatura, ma rappresenta il vero ed effettivo contenuto della massa d'aria che a sua volta presenta particolari condizioni di temperatura e di pressione, mentre la USS dipende al contrario dalla temperatura e mostra la quantità necessaria che serve per far si che che una massa d'aria condizionata da una certa temperatura e una certa pressione venga saturata.

Introducendo il discorso di umidità relativa, sappiamo che da definizione è: il rapporto tra la massa di vapore effettivamente presente in un volume di aria ad una data temperatura e la massa di vapore necessario per saturare quel volume di aria, alla stessa temperatura moltiplicato per 100.

Ur=e/es(t) X 100 o  Mv/Mvs X 100%

Nel caso dell'ultima forma da me scritta Mv, non è altro che la massa di vapore acqueo effettivamente presente, mentre Mvs la massa di vapore presente se l'aria fosse satura.

Di tutte quelle grandezze che fino ad ora abbiamo definito sappiate che in meteorologia quella più importante è l'umidità relativa. Essa serve per valutare se un determinato ambiente è più o meno lontano da un punto di saturazione. 

Sappiamo che l'umidità realtiva è in funzione della temperatura; tanto che al suo aumentare Ur diminuisce, perchè Use rimane costante e Uss varia rapidamente. In questo modo viene spiegato il motivo per il quale la medesima quantità di vapore può saturare un determinato luogo, dando luogo ad espisodi di nebbia, mentre la stessa quantità fa risultare un'altra area secca ( quella che si trova a temperatura maggiore rispetto alla prima ). Salendo di quota, questo processo spiega il motivo per il quale l'aria che sale ad una determinata quota e si raffredda in maniera adiabatica può dare luogo alla genesi di nubi.

Arrivati a questo punto, possiamo definire delle temperature convenzionali di interesse meteorologico.

- Temperatura di rugiada td ( "dew-point temperature ): la temperatura alla quale si deve raffreddare, l'aria umida affinchè il vapore in essa presente raggiunga la saturazione, il tutto a pressione di vapore costante.

Abbiamo ancora la temperatura di brina o tf ( "frost point temperature"): è la temperatura alla quale si deve raffreddare l'aria umida, affinchè questa diventi satura rispetto al ghiaccio mantenendo costante la pressione di vapore.

Se la temperatura di rugiada, assume valori negativi prende il nome di brina. 

Infine, introduciamo la temperatura di bulbo bagnato tw ("wet-bulb temperature"): è la temperatura che assumerebbe una massa di aria, se seguendo un processo adiabatico a pressione costante venisse portata alla saturazione attraverso l'evaporazione di acqua a discapito del calore ceduto all'aria stessa.

figura 12 4

ashrae

 

Emanuele Valeri

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