Psicrómetro

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Psicrómetro de Asmann de circulación forzada

Un psicrómetro es un aparato utilizado en meteorología para medir la humedad o contenido de vapor de agua en el aire, distinto a los higrómetros corrientes. Los psicrómetros constan de un termómetro de bulbo húmedo y un termómetro de bulbo seco. La humedad puede medirse a partir de la diferencia de temperatura entre ambos aparatos. El húmedo medirá una temperatura inferior producida por la evaporación de agua. Es importante para su correcto funcionamiento que el psicrómetro se instale aislado de vientos fuertes y de la luz solar directa.

Psicrómetro giratorio, también llamado de honda o de eslinga

Fundamentos físicos

En la superficie de un volumen de agua líquida siempre hay moléculas de agua cruzando en el aire circundante a dicha superficie, que luego se evapora. La energía (calor latente) que es consumida en dicha evaporación, se deduce del contenido en energía termal de la superficie, la cual por lo tanto se enfría (refrigeración por evaporación).

Por otra parte, las moléculas de agua del aire siempre se juntan con el agua de la superficie y condensan allí, por lo que el anterior calor latente gastado en la evaporación de cada molécula de agua vuelve a dicha superficie (calor por condensación).

Dependiendo del nivel de condensación, y por tanto de la densidad de las moléculas de agua en el aire, en qué grado el frío por evaporación es compensado por el calor por condensación. La menor refrigeración de una superficie de agua que se evapora bajo la temperatura del aire es por tanto una medida de la humedad del aire.

Principios de operación

El psicrómetro esta formado por dos termómetros, uno de los cuales se lo envuelve en un material, como la tela de algodón humedecida, por ejemplo, con agua. Cuanto más seco es el aire, más frío por evaporación se produce, y más diferencia de temperatura hay entre los dos termómetros. De la diferencia de temperatura uno puede determinar la humedad relativa del aire, así como otros parámetros.

De la diferencia $\vartheta_L - \vartheta_f$ observada en el psicrómetro, la presión e del vapor del aire se puede aproximar mediante la siguiente fórmula:

$e = E_f - C \cdot (\vartheta_L - \vartheta_f)$

e: Presión del vapor del aire ambiente, en hPa

E_f: Presión del vapor a la temperatura de la superficie húmeda, en hPa

$\vartheta_L$: Temperatura del aire, en $\,^{\circ}\mathrm{C}$

$\vartheta_f$: Temperatura de la superficie húmeda, en $\,^{\circ}\mathrm{C}$

C: Una constante, que será:

C = 0.67hPa / K a una altura de 500 m,

$C = 0.67 \cdot \frac{p}{1007} hPa/K$ a más de 500 m, donde p: Presión del aire en mbar,

C = 0.57hPa / K con el termómetro húmedo congelado.

Hay una dependencia leve entre el calor latente y la capacidad termal específica del aire en temperatura y humedad, que ha sido ignorada. De igual forma, el flujo de calor por el cuello del termómetro y su irradiación se ha omitido por su insignificancia. En caso necesario, podrían ser consideradas.

Observaciones

Una condición para la correcta medición de la humedad es que la evaporación tenga lugar en el aire de dentro que puede ser examinado, no en el aire humedecido por el psicrómetro en la evaporación. Por lo tanto, se debe garantizar que haya siempre aire fresco; este es el caso en que la velocidad de la ventilación es de al menos 2 m/s.

Véase además

• Temperatura radiante
• Temperatura de bulbo húmedo
• Temperatura de bulbo seco
• Estación meteorológica
• Termopar
• Pirómetro
• Temperatura
• Kelvin
• Grado Celsius

Enlaces externos

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