Miscele gas e vapori - riassunto lezioni + diagrammi e formule

Miscele di gas e vapore

Definizione di trattamento

Generalmente si intende il controllo della temperatura, dell’umidità, della velocità e della purezza dell’aria atmosferica immessa in ambienti di lavoro o utilizzata nei processi produttivi. Sono sistemi pluricomponenti che, al variare della T e P entro certi livelli, risultano costituiti da componenti incondensabili o gas e da componenti condensabili o vapori.

• Per le miscele tra gas, la composizione non varia al variare della T.
• Per le miscele tra gas e vapori, una variazione della T può portare all’ulteriore evaporazione del liquido presente o alla condensazione di parte del vapore nella miscela.

Gas perfetti

Un gas perfetto è in realtà un modello caratterizzato dal fatto che le sue molecole sono così distanti fra loro da non interagire (tranne che per urti elastici). Vale la legge: PV=nRT.

Sperimentalmente si verifica che se si pone del liquido in un recipiente chiuso, una parte evapora e si miscela con il gas fino a che la pressione di vapore eguaglia la tensione di vapore del liquido, ossia quando si raggiunge la pressione di saturazione. Questo accade a patto che sia il gas che il vapore siano in condizioni tali da poter essere considerati alla stregua di gas perfetti e che il gas sia ad una pressione tale da non farlo sciogliere nel liquido in quantità apprezzabile.

Aria secca e umida

Aria secca

Aria atmosferica priva di tutti i vapori e agenti inquinanti. È assimilabile a un gas di composizione costante dato che il suo condensato non scioglie i componenti incondensabili dell’aria. La T critica = 132,8K e la P critica = 37,7 bar.

• Massa molecolare fittizia:
• Costante universale dei gas:

Vapor d’acqua

Quantità di acqua presente nella miscela allo stato di vapore. Varia da zero fino ad un massimo che dipende dalla T e dalla P. Il massimo è detto saturazione. T critica = 647,3K e P critica = 221,2 bar.

• Massa molecolare del vapor d’acqua:
• Costante universale dei gas:

Si definisce umidità assoluta o titolo (x) di un campione il rapporto tra il suo contenuto di vapor d’acqua e quello di aria secca: x si può anche esprimere in funzione della pressione: alla saturazione, ciò rappresenta la massima quantità di acqua che 1Kg di aria secca può contenere a quella condizione di P e T.

Si definisce umidità relativa (φ) il rapporto tra la pressione parziale del vapore nelle condizioni in cui si trova il campione e quella che si avrebbe alla saturazione. È un valore compreso tra 0 e 1 e viene espresso in %.

L’entalpia della miscela di aria umida vale: φ Temperatura di rugiada: alla qu