NO ME SALEN
   (PROBLEMAS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   FLUIDOS

 

desesperado

 

EM 15) En un día caluroso y húmedo (70 % de humedad relativa) la presión y la temperatura son 101,325 kPa y 30 ºC. Sabiendo que las presiones de vapor saturado son Pvap.sat(25ºC) = 3,17 kPa, Pvap.sat(30ºC) = 4,24 kPa y Pvap.sat(35ºC) = 5,62 kPa.
Indique cuál es la proposición verdadera.
    a) Si la temperatura baja a 25ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) se forma rocío.
    b) Si la temperatura aumenta a 35ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) se forma rocío.
    c) Si la temperatura aumenta a 35ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) la humedad relativa aumenta.
    d) Si la presión atmosférica disminuye en un 1% (a temperatura constante de 30ºC) la humedad relativa aumenta.
    e) Si la presión atmosférica disminuye en un 1% (a temperatura constante de 30ºC) la humedad relativa disminuye.
    f) Si la temperatura baja a 25ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) la humedad relativa disminuye.

Yo sé que vas a odiarme, y que también vas a odiar a todos los profesores de Física del universo... pero es mejor que hagas este ejercicio ahora y que trates de que el odio se te pase antes del examen. Te autorizo a que andes por ahí diciendo que este ejercicio es el más artero, malintencionado, traicionero y joputa de toda la historia de la humanidad. Pero aprendé lo que te enseña.

Voy a ir respondiendo de a una todas las que son falsas, y en el orden en que son más fáciles de falsar... como lo harías vos en un examen, ¿dale?

   

c) Si la temperatura aumenta a 35ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) la humedad relativa aumenta. FALSO, de aquí a la China. Cuando la temperatura aumenta, la humedad relativa disminuye. Eso lo sabe cualquiera: como la presión de vapor saturado aumenta con la temperatura, la cantidad de vapor presente en el ambiente va a representar una proporción menor, respecto de lo que cabría en la saturación.  

   
b) Si la temperatura aumenta a 35ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) se forma rocío. FALSO, de aquí a la China ida y vuelta cinco veces. Es más ridícula que la anterior. Porque decir que se forma rocío es lo mismo que decir que la humedad aumentó hasta el 100%... y ya dijimos que cuando la temperatura aumenta, la humedad relativa disminuye.    
f) Si la temperatura baja a 25ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) la humedad relativa disminuye. Ya me estoy cansando. Cuántas veces más voy a tener que explicarlo. Antes dije que si la temperatura aumenta, la humedad relativa baja... ahora digo ¡viceversa! ¡si la temperatura disminuye, la humedad relativa debe aumentar!    

a) Si la temperatura baja a 25ºC (a presión atmosférica constante de 101,325 kPa) se forma rocío. Al fin una opción razonable, que nos haga dudar, y nos obligue a un cálculo. Si tenemos un 70% de humedad a 30ºC...

HR30ºC = prexist / prsat30ºC

0,70 = prexist / 4,24 kPa

La presión de vapor presente, la existente, será:

prexist =  4,24 kPa . 0,7 =  2,97 kPa

Esa presión parcial de vapor presente no cambia aunque bajes la temperatura, por lo tanto es con ese valor que vamos a calcular la nueva humedad relativa:

HR25ºC = 2,97 kPa / 3,17 kPa = 0,94

Por lo tanto debemos concluir que la opción es FALSA. 94% es menos que 100%. Mirando una tabla de vapor de saturación vemos que si la temperatura descendiera un grado más, recién ahí los 2,97 kPa de vapor se comenzarían a condensar.

   

d) Si la presión atmosférica disminuye en un 1% (a temperatura constante de 30ºC) la humedad relativa aumenta. Reconozco que acá te plantearon una cuestión complicada. No es fácil salir de este embrollo. Pero no renuncies. Al variar la presión atmosférica está variando la presión total de todos los gases presentes en la atmósfera. Y por lo tanto disminuye la presión parcial de todos los componentes. Si la presión total disminuiría un 1%, también disminuiría en un 1% la presión parcial del oxígeno, del nitrógeno, y de cualquier otra porquería que haya flotando en el aire... y por supuesto, también disminuiría un 1% la presión parcial de vapor de agua presente.

En nuestro caso, pasaría de 2,97 kPa a 2,93 kPa. Y como la presión de vapor de saturación es un valor independiente de la presión total, y sólo depende de la temperatura, y a 30ºC sigue valiendo 4,24 kPa... la humedad relativa habrá disminuido:

H'R30ºC = 2,93 kPa / 4,24 kPa = 0,69

Como ves, disminuyó del 70 al 69%. Eso es, justamente, lo que afirma el enunciado VERDADERO que sigue:

e) Si la presión atmosférica disminuye en un 1% (a temperatura constante de 30ºC) la humedad relativa disminuye.

 

Fluídos - Ricardo Cabrera

 

   

DESAFÍO: Este ejercicio me motivó a plantearte el Adicional NMS 01, que te va a ayudar a fijar el conocimiento que te proponen aquí.

 

Fluídos - Ricardo Cabrera

   
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