Práctica 2: Densidad y humedad del aire

Determinación de la temperatura del punto de rocío, de la presión parcial del vapor de agua y de la humedad relativa del aire.

• Para la determinación de la temperatura de punto de rocío, se introduce N-pentano en el higrómetro hasta alcanzar la mitad de su volumen aproximadamente. (ATENCIÓN: asbtenerse de fumar; el n-pentano es altamente inflamable).
• Se tapa entonces el higrómetro y se introduce un termómetro en el tapón de goma de forma que su punta toque aproximadamente la superficie del N-pentano.
• Se bombea entonces aire al interior del recipiente para facilitar la evaporación del N-pentano. A medida que se evapora esta sustancia, se enfría el recipiente metálico. Cuando la temperatura del recipiente es igual a la temperatura del punto de rocío del aire exterior, el vapor de agua contenido en esta masa de aire empieza a condensarse en el exterior del recipiente metálico.
• No es sencillo ver por primera vez la formación la condensación, por lo que es conveniente familiarizarse con la formación de las primeras gotitas. Tenga en cuenta que la temperatura que buscamos es la correspondiente al inicio de la condensación.
• Las primeras gotas se formarán alrededor de la franja del higrómetro que coincide con el nivel del N-pentano.
• Anote entonces la temperatura indicada por el termómetro, dejando inmediatamente de bombear aire para reducir la evaporación del N-pentano. A medida que el recipiente metálico se calienta, el vapor de agua condensado sobre el mismo empieza a evaporarse.
• Realice este proceso 3 veces.

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• La temperatura del punto de rocío será la media de las temperaturas obtenidas.
• Una vez medida la temperatura del punto de rocío, se vierte el N-pentano restante en su recipiente original.
• La humedad relativa simplemente será:

donde e es la presión parcial del vapor de agua a la temperatura del aire, T. Para entender cómo se obtiene e hagamos mentalmente el siguiente proceso: empecemos a enfriar el aire hasta que éste empiece a condensarse.

Al enfriar el aire la presión parcial del vapor de agua permanece constante de modo que e será igual a la presión de saturación del vapor de agua a la temperatura a la cual empieza a condensarse.

Esta temperatura es la temperatura del punto de rocío. Es decir, e = E(T_r).

Una vez calculada E(Tr) con la ayuda de la tabla 2, se calcula la humedad relativa aplicando la fórmula anterior.

Medida de la humedad relativa con un termómetro húmedo.

• Emplee el psicrómetro de pared y el de carraca, usando las tablas que los acompañan, para determinar la humedad relativa.
• La diferencia de temperaturas entre un termómetro seco y otro húmedo da una medida directa del valor de la humedad relativa. Esto es debido a que la diferencia de temperatura que registran ambos termómetros se debe a que en el termómetro húmedo la humedad relativa del aire que lo rodea es (se asume) del 100%, de forma que se encuentra más frío que el seco ya que debe proporcionar al agua de un depósito el calor necesario para que se evapore y sature el aire de humedad.
• Compare el valor obtenido con ambos psicrómetros y también con el higrómetro.

Cálculo de la densidad normal del aire.

Con la ayuda del barómetro, se determina la presión atmosférica. Aplicando la fórmula obtenida en el desarrollo teórico de esta práctica para el cálculo de la densidad del aire normalizada, 0, y utilizando los valores obtenidos en los apartados anteriores para los parámetros involucrados en esta fórmula, se calcula 0.

Es conveniente obtener por parte del alumno los errores asociados a y ₀.