Prescindendo dalla presenza di agenti inquinanti, si definisce l'**aria umida** come un sistema termodinamico a due componenti: - **aria secca:** miscuglio di gas perfetti (principalmente ossigeno al 23% e azoto al 75%) in proporzioni praticamente invariabili - **vapore d'acqua:** può subire passaggi di fase dovuti alla temperatura La composizione non varia con l'altitudine, tuttavia lo stato termodinamico varia notevolmente con l'altitudine, dalla correlazione tra altitudine e pressione e volume. *Si ricava che l'altitudine è inversamente proporzionale a pressione e temperatura, dall' equazione di stato dei gas perfetti questo significa che è invece proporzionale al volume specifico.* ==Le **grandezze psicrometriche** sono grandezze termodinamiche peculiari di questo particolare fluido, le quali ci permettono di identificarne meglio lo stato.== #### Umidità specifica Indicata con il simbolo X, è il rapporto fra la massa d'acqua (m_w) e la massa di aria secca (m_a) contenuti in un assegnato volume di aria umida $\color {orange} X=\frac {m_w}{m_a}$ Si può scrivere in maniera equivalente utilizzando i volumi specifici: $X=\frac {v_a}{v_w}$ dato che il volume occupato da aria secca e vapore d'acqua è il medesimo #### Temperatura di rugiada La **temperatura di rugiada** è la temperatura alla quale l'aria umida deve essere raffreddata, a pressione costante, affinché il vapore d'acqua in essa contenuto inizi a condensare. In altre parole, è il punto in cui l'aria diventa satura di vapore d'acqua e inizia a formarsi la condensa. ![[Pasted image 20241119155444.png|400]] Nel piano T-S è la temperatura Tr alla quale l'isobara condotta per A interseca la linea di saturazione a T>0, mentre il punto R_A è il **punto di rugiada**. Se l’aria umida è raffreddata a temperature inferiori alla propria temperatura di rugiada, si verifica una parziale condensazione del vapor d’acqua presente. Infatti, per ogni valore della temperatura, esiste un valore massimo della massa d’acqua presente nell’aria che può esistere sotto forma di vapore. Tale valore è raggiunto quando la pressione parziale dell’acqua è uguale alla pressione di saturazione a quella temperatura. Arrivati a questo punto, se si aggiunge altro vapor d’acqua, questo condensa. L'umidità specifica massima corrispondente si ottiene sostituendo la pressione di saturazione dell'acqua: $ X_{max}=622\frac {P_{ws}(T)}{P_o-P_{ws}(T)} $ ==Si deduce che la capacità di assorbire acqua da parte dell'aria umida è fortemente crescente con la temperatura.== #### Temperatura di brina La **temperatura di brina** è simile alla temperatura di rugiada, ma si riferisce alle condizioni in cui il vapore d'acqua presente nell'aria passa direttamente allo stato solido sotto forma di ghiaccio, senza passare attraverso lo stato liquido. Questo avviene quando la temperatura dell'aria scende al punto in cui la pressione parziale del vapore d'acqua è uguale alla pressione di saturazione del ghiaccio. ![[Pasted image 20241119160754.png|400]] Nel piano T-S è la temperatura Tb alla quale l'isobara condotta per A interseca la linea di saturazione a T<0, mentre il punto B_A è il **punto di brina**. #### Umidità relativa L'**umidità relativa** è una misura della quantità effettiva di vapore d'acqua presente nell'aria rispetto alla quantità massima che l'aria potrebbe contenere a quella stessa temperatura. Viene indicata con il simbolo $\phi$ o UR ed è definita come il rapporto fra la massa di vapor d’acqua contenuta in un volume di aria umida e la massa di vapor d’acqua contenuta nello stesso volume in condizioni di saturazione. $ \color {orange} \phi = \frac {m_w}{m_{ws}} $ >[!Info]- Legenda > - m_w = massa d'aqua nel volume > - m_{ws} = massa di acqua nel volume di aria satura Utilizzando i volumi specifici e l'equazione di stato dei gas perfetti si può ricavare la forma equivalente $\text{UR} = \frac{\text{pressione parziale del vapore}}{\text{pressione di saturazione}} \times 100\% $ L'umidità relativa indica quanto l'aria sia vicina alla saturazione; un valore del 100% significa che l'aria è completamente satura e non può contenere più vapore senza che avvenga condensazione. #### Grado di saturazione Il **grado di saturazione** (S) esprime quanto un dato volume d'aria sia vicino ad essere completamente saturo. È definito come il rapporto tra l'umidità specifica attuale e quella alla saturazione: $\mu = \frac{X(T)}{X_s(T)}$ dove \(X_s\) rappresenta l'umidità specifica alla saturazione. #### Calore specifico Il **calore specifico** dell'aria umida può variare a seconda della composizione dell'umidità presente. Si considera spesso una media ponderata dei calori specifici dei componenti principali: aria secca e vapore d'acqua. #### Temperatura di bulbo umido La **temperatura di bulbo umido** è la temperatura più bassa che si può raggiungere raffreddando l'aria solo attraverso evaporazione dell'acqua, mantenendo costante la pressione atmosferica. Si misura con un termometro avvolto da una garza bagnata esposta all'aerazione. La temperatura del bulbo umido fornisce informazioni sul potenziale raffreddamento evaporativo ed è utilizzata nei calcoli psicrometrici per determinare altre proprietà termodinamiche dell'aria umida.