Biofísica 2 Fluidos 33 Gases ideales

Fluidos 33. En una habitación de 60 m³ y que contiene aire seco a 25 ºC, se introducen 300 g de vapor de agua a la misma temperatura.

Dato de tablas: a 25 ºC la presión de vapor de agua es 3,17 kPa.

a. ¿Cuál es la humedad absoluta?

Humedad absoluta = masa de vapor / volumen (Definición)

Reemplazando

Hab= 300 g/ 60 m³ = 5 gr/m³  < -------------- humedad absoluta

b.  ¿Cuánto vale la humedad relativa?

Humedad relativa = presión de vapor de agua / presión de vapor saturado (Definición)

Presión de vapor saturado (de tablas a 25 ºC) = 3,17 kPa

Presión de vapor de agua la obtenemos de la ecuación de estado de los gases ideales

P * V = n * R * T

donde

P = presión (presión de vapor de agua) = ¿??

V = Volumen = 60 m³

n = número de moles = 300 gr de agua / 18 gr/mol = 16,7 moles

R = constante de estado de los gases ideales =8,314 J/ (mol ºK)

T = temperatura = 25 ºC + 273 ºC = 298 ºK

Reemplazando y despejando P

P = 16,7 moles * 8,314 J/ (mol ºK) * 298 ºK / 60 m³ = 688 Pa

Reemplazando en la humedad relativa

Hr = 688 Pa/ 3170 Pa = 0,218  = 21,8%  < ------------ humedad relativa %

c. ¿Qué masa máxima de vapor de agua admite ese ambiente, si se mantiene constante la temperatura?

La máxima cantidad de vapor corresponde a la presión de vapor saturado

Ecuación de estado de los gases ideales

P * V = n * R * T

donde

P = presión de vapor saturado = (presión de vapor de agua) = 3.170 Pa

V = Volumen = 60 m³

n = número de moles = ¿??

R = constante de estado de los gases ideales =8,314 J/ (mol ºK)

T = temperatura = 25 ºC + 273 ºC = 298 ºK

Reemplazando y despejando número de moles

n = (3.170 Pa * 60 m³ / (8,314 J/ (mol ºK) * 298 ºK)  = 76,8 moles

masa = número de moles * masa molar = 76,8 moles * 18 gr/ mol = 1.382 gr  < --- masa total admitida