Fisica Tecnica - Psicrometria

Psicrometria

• Processi Termodinamici dell'Aria Umida
• Principi di Condizionamento

Psicrometria

• Processi Termodinamici dell'Aria Umida
• Principi di Condizionamento

La psicrometria

e la branca della termodinamica che studia

ARIA UMIDA ovvero una miscela di ARIA SECCA

VAPORE ACQUEO

L'aria umida non ha una composizione fissa sono usate per questo il campo della psicrometria è quello di determinare lo stato termodi- namico di un sistema miscela gas-vapore (aria umida).

Assumiamo che la miscela in ideale ovvero composta da gas ideali. Cio a premessa che trattiamo intera miscela come un gas ideale. Quante vari- abili di stato ci servono per determinare lo stato termodinamico di una miscela? Applichiamo la regola delle fasi di Gibbs:

V = C - F + 2    C = N   ⇒ stiamo trattando una miscela                  di   N componenti

F = 1   ⇒ Abbiamo solo la fase vapore

  ⇒    V = N - 1 + 2 = N + 1

Lo stato termodinamico di un sistema miscela gas-vapore è caratteri- zzato da N+1 variabili indipendenti. Per ovvio e studiare questo sistema, facciamo le seguenti ipotesi semplificative: Se i sono trascurabili il volume (ovvero il volume proprio occupato dalle molecole del gas ideale che costituiscono la miscela) le forze repulsive e le forze di attrazione molecolare, allora le temperature è sufficientemente elevate e la pres- sione è sufficientemente bassa da ritenere il gas "rarefatto". In queste   condizioni la miscela si comporta da GAS IDEALE

pV = nR_*T ,  U = U(T) ,  H = H(T)

                R_*                ᐅ costante                universale                dei gas

MISCELE DI GAS IDEALI

LEGGE DI GIBBS-DALTON

• La pressione totale della miscela è data dalla somma delle pressioni parziali dei gas i-esimi che compongono la miscela.

P_tot = Σ p_i

La pressione parziale di un gas è definita come la pressione che il gas eserciterebbe sul volume a disposizione della miscela alla stessa temperatura della miscela se fosse da solo.

• L'energia interna totale della miscela è data dalla somma delle energie interne parziali dei gas i-esimi che compongono la miscela.

U_tot = Σ U_i

In maniera analoga si definisce energia interna parziale del gas i-esimo l'energia interna che possederebbe il gas se da solo occupasse il volume a disposizione della miscela alla stessa temperatura della miscela.

LEGGE DI AMAGAT-LEDUC

• Il volume totale della miscela è dato dalla somma dei volumi parziali dei gas i-esimi che compongono la miscela.

V_tot = Σ V_i

Composizione della Miscela

Andiamo a vedere la composizione della miscela. Mettiamo in un caso semplice: Una miscela formata da soli 3 g.s. (a, b, c).

✦ massa totale:

_m = Σ_a³_mi = m_a + m_b + m_c

✦ frazione di massa:

Σ_a³mi/m = m_a/m + m_b/m + m_c/m = 1

✦ numero totale di moli:

_M = Σ_a³_Mi = M_a + M_b + M_c

✦ frazione molare:

Σ_a³Mi/M = M_a/M + M_b/M + M_c/M = 1

per definire unicamente la composizione della miscela sono necessario N - 1 variabili indipendenti. E’ chiaro che per definire la composizione della miscela devo fornire N - 1 moli delle fraz. di massa o delle fraz. molare perché la relazione:

Σ_a³mi/m = 1 (≈ Σ_a³mi/m0)

mi dice che le M-1 termine non sono più indipendente.

Quando della N+1 grandezze (regole delle leg. de Gibbs)