5.3b SATURAÇÃO

        Há troca de moléculas de água nos dois sentidos, na interface entre água e ar (ou entre gelo e ar). As moléculas de água estão em contínuo fluxo entre as fases líquida e gasosa. Durante a evaporação, mais moléculas de água passam para a fase de vapor que retornam à fase líquida; durante a condensação, mais moléculas de água retornam à fase líquida que entram na fase de vapor. Eventualmente, um estado de equilíbrio dinâmico pode ser atingido, no qual as moléculas de água passam com a mesma taxa para a fase líquida e para a fase de vapor. Neste estado, a pressão exercida pelo vapor de água é chamada pressão de vapor de saturação. O exemplo da Fig. 5.3 pode esclarecer melhor este conceito. Imagine uma caixa fechada contendo metade do volume em água e metade em ar seco. Quando a água começa a evaporar, detecta-se um pequeno aumento na pressão do ar, como resultado do movimento das moléculas do vapor de água adicionadas ao ar pela evaporação (pressão de vapor). Quando mais e mais moléculas escapam da superfície de água, a pressão de vapor no ar cresce e força mais e mais destas moléculas a retornarem para o líquido. Eventualmente o número de moléculas de vapor retornando à superfície equilibrará o número das que a deixam. Neste ponto o ar está saturado (Fig. 5.3c).

        Se a temperatura da água for aumentada, contudo (Fig. 5.3d), a energia cinética das moléculas aumenta e elas poderão escapar da superfície de água como vapor mais facilmente. Inicialmente a evaporação prevalece, mas eventualmente um novo estado de equilíbrio é atingido. Mas agora, numa temperatura mais alta que antes, a concentração de vapor díágua é maior de forma que a pressão de vapor de saturação é maior. Em outras palavras, em temperaturas maiores é necessário mais vapor díágua para atingir a saturação (ver tabela 5.1). (A tabela 5.1 refere-se a situações onde o ar está sobre uma superfície plana de água pura).

Fig. 5.3 Ilustração esquemática de pressão de vapor e saturação



 

TEMPERATURA (° C) g/kg
-40 0,1
-30 0,3
-20 0,75
-10 2
0 3,5
5 5
10 7
15 10
20 14
25 20
30 26,5
35 35
40 47

Tabela 5.1 Razões de mistura de saturação (ao nível do mar)


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