METEOROLOGIA GENERALE

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METEOROLOGIA GENERALE

• UMIDITA

A cura del Prof. G. Colella
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Obiettivo
Conoscere le grandezze igrometriche e il loro
legame con la temperatura. Saper valutare
limportanza dellumidità nei fenomeni
meteorologici
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Argomenti Trattati

• Passaggi di stato
• Pressione di vapore e legge di Magnus
• Principio di Watt
• Temperatura di rugiada
• Temperatura di brina
• Grandezze igrometriche

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PASSAGGI DI STATO
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CALORE LATENTE
PROCESSO PASSAGGIO DI STATO CALORE LATENTE
EVAPORAZIONE liquido/vapore - 600 cal/g
CONDENSAZIONE vapore/liquido 600 cal/g
SOLIDIFICAZIONE liquido/ghiaccio 80 cal/g
FUSIONE ghiaccio/liquido - 80 cal/g

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PRESSIONE TOTALE

• La pressione totale è la somma delle pressione
  Parziali.

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DEFINIZIONI

• Evaporazione Passaggio del liquido allo stato
  aeriforme lento e graduale a qualsiasi
  temperatura in modo spontaneo.
• Ebollizione Passaggio del liquido allo stato
  aeriforme in modo tumultuoso e rapido. Interessa
  tutto il liquido, è funzione della pressione
  esterna ed avviene a temperatura ben definita per
  ogni sostanza.
• Tensione di vapore è la forza che il fluido
  esercita su ogni cm2 di superficie delle pareti
  del recipiente che lo contiene.

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SATURAZIONE

• Un vapore si dice saturo quando è in presenza del
  suo liquido e se lo stato liquido ed aeriforme
  sono in equilibrio.

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PRESSIONE di VAPORE

• 1)Recipiente a Tcost. e con acqua.
• Lacqua evapora e laria del recipiente diventa
  satura.
• 2) Aumentando la temperatura (da 20 a 30)
  evaporerà altra acqua fina alla saturazione.
• 3) La pressione di saturazione aumenta

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PRESSIONE di VAPORE es
Il legame tra temperatura e tensione di vapore
saturo viene espresso attraverso la legge
di MAGNUS eS(t) 6.1 10at/bt
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PRESSIONE di VAPORE

• La curva mostra landamento della pressione di
  vapore saturo, rispetto allacqua, in funzione
  della temperatura.

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DEFINIZIONI

• Saturazione Un vapore si dice saturo quando è in
  presenza del suo liquido e se lo stato liquido ed
  aeriforme sono in equilibrio.
• Tensione di vapore saturoè la forza che il
  fluido esercita su ogni cm2 di superficie delle
  pareti del recipiente che lo contiene in
  condizione di saturazione.
• La tensione di vapore saturo dipende dalla
  temperatura (aumenta allaumentare della
  temperatura)
• Questo legame è espresso dalla formula di MAGNUS
• es(t) 6.1 10at/bt
  (hPa)

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PRESSIONE di VAPORE
eS(t) 6.1 10at/bt
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TEMPERATURA DI RUGIADA td

• E la temperatura alla quale si deve
  raffreddare, a pressione di vapore costante,
  laria umida affinché il vapore in essa presente
  raggiunga la saturazione.

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PRINCIPIO DI WATT
La tensione del vapore saturo, contenuto in un
recipiente a temperatura non uniforme, è uguale
alla tensione di vapore corrispondente alla
temperatura più bassa
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TEMPERATURA DI RUGIADA

• td fornisce la quantità di vapore presente nella
  massa daria
• Se t td laria è satura
• td è sempre minore o uguale a t

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Temperatura di brina tf

• E la temperatura alla quale si deve raffreddare
  laria umida affinché diventi satura rispetto al
  ghiaccio mantenendo costante la pressione di
  vapore.

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Temperatura di bulbo bagnato tw

• E la temperatura che assumerebbe una massa
  daria quando, seguendo un processo adiabatico a
  pressione costante, venisse portata alla
  saturazione mediante evaporazione di acqua a
  spese del calore ceduto dallaria stessa.

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GRANDEZZE IGROMETRICHE

• Umidità Assoluta Ua Mv/V (gr/m3 )
• Umidità Specifica Us Mv/M (gr/Kg)
• Rapporto di Mescolanza r Mv/ Ma (gr/Kg)
• Umidità Relativa Ur (Mv/ Mvs) 100 ()

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Umidità Assoluta Ua

• Ua Mv/V (gr/m3 )
• E il rapporto tra la massa di vapore e il volume
  di aria che lo contiene.
• Non dipende dalla temperatura

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Umidità Specifica Us

• Us Mv / M (gr/Kg)
• E il rapporto tra la massa di vapore e la massa
  daria che lo contiene
• M Ma Mv
• Us Mv/M Mv / Ma Mv

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Umidità Specifica Us

• Umidità Specifica effettiva Use Mve/M
• Non dipende in modo significativo dalla
  temperatura.
• Umidità Specifica di saturazione Uss Mvs/M
• Aumenta con la temperatura anche se non sono
  direttamente proporzionali.

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Rapporto di Mescolanza r
r Mv/ Ma (gr/Kg) E il rapporto tra la massa
di vapore e la massa daria asciutta r è circa
uguale a Us perché Ma è circa a M
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Umidità Relativa Ur

• Ur (Mv/ Mvs) 100 ()
• Ur (Use/Uss) 100 ()
• E il rapporto tra la massa di vapore
  effettivamente presente in un volume daria ad
  una data temperatura, e la massa di vapore
  necessaria per saturare quel volume daria, alla
  stessa temperatura

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UMIDITA RELATIVA

• Ur (Mv/ Mvs) 100
• Ur (e/es) x 100
• Ur (Use/Uss) 100

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Umidità Relativa Ur
Una regola pratica che permette di determinare
approssimativamente la Ur è quella di applicare
la seguente formula empirica derivata
dallesperienza Ur 100 -5(t -td)
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IMPORTANTE

• Legame T, td, Ur
• T è sempre MAGGIORE o UGUALE a td
• se T td Ur 100 (aria satura)
• se T diminuisce e si avvicina a td,
• 
  Ur AUMENTA
• se T aumenta e si allontana da td,
• 
  Ur DIMINUISCE

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BIBLIOGRAFIA

• G. Colella V Edizione,
• Meteorologia Aeronautica
• IBN Editore, 2009, Cap 6.