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Calcolatore di punto di rugiada e umidità

Punto di rugiada, umidità assoluta e rapporto di mescolanza da temperatura e umidità relativa, o viceversa.

Aria

Risultato

9,3°C

Sulle superfici più fredde di 9,3 °C si forma condensa.

Punto di rugiada
9,3 °Cscarto dalla temperatura dell’aria 10,7 °C
Umidità relativa
50,0 %
Umidità assoluta
8,62 g/m³
Rapporto di mescolanza
7,24 g/kgacqua per kg di aria secca
Pressione di vapore
11,66 hPasaturazione 23,33 hPa
Entalpia specifica
38,5 kJ/kgper kg di aria secca, da 0 °C
Formule e norme
ew(t) = 6.112 × exp(17.62 t / (243.12 + t)) hPa   td = 243.12 ln(e / 6.112) / (17.62 − ln(e / 6.112))

Pressione di vapore saturo sull’acqua ew(t) = 6,112 × exp(17,62 t / (243,12 + t)) hPa, da −45 a 60 °C; sul ghiaccio 6,112 × exp(22,46 t / (272,62 + t)) hPa (OMM n. 8, Sonntag 1990). Pressione di vapore e = ew(t) × UR / 100; il punto di rugiada è la temperatura alla quale ew è uguale a e. Umidità assoluta = e / (Rv T) con Rv = 461,5 J/(kg·K); rapporto di mescolanza x = 622 × e / (p − e) g/kg. L’umidità relativa è riferita all’acqua anche sotto 0 °C, come per i servizi meteorologici e la maggior parte dei sensori di umidità. I risultati concordano con i valori di riferimento IAPWS entro circa lo 0,3 %.

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Che cosa indica il punto di rugiada

L’aria contiene vapore acqueo fino a un limite che cresce rapidamente con la temperatura. Il punto di rugiada è la temperatura a cui l’aria va raffreddata, a pressione e contenuto d’acqua costanti, per raggiungere quel limite: al di sotto, l’acqua condensa sulle superfici. A differenza dell’umidità relativa, il punto di rugiada non cambia quando l’aria viene riscaldata o raffreddata, per questo è la grandezza da sorvegliare per aria compressa, celle frigorifere, quadri elettrici e processi di essiccazione.

Come si calcola

Il calcolatore usa la formula della pressione di vapore saturo raccomandata dall’Organizzazione meteorologica mondiale (OMM n. 8, da Sonntag 1990):

ew(t) = 6.112 × exp(17.62 t / (243.12 + t)) hPa

La pressione di vapore effettiva è e = ew(t) × UR / 100. Il punto di rugiada è la temperatura alla quale ew è uguale a e, ottenuta invertendo la stessa formula. Sotto 0 °C il calcolatore dà anche il punto di brina, con la formula sul ghiaccio 6,112 × exp(22,46 t / (272,62 + t)). Inserite l’umidità relativa oppure il punto di rugiada; l’altro valore viene calcolato.

Dalla pressione di vapore derivano:

  • Umidità assoluta, grammi d’acqua per metro cubo d’aria: e / (Rv T) con Rv = 461,5 J/(kg·K)
  • Rapporto di mescolanza, grammi d’acqua per chilogrammo d’aria secca: 622 × e / (p − e); dipende dalla pressione dell’aria
  • Entalpia specifica, il contenuto di calore per chilogrammo d’aria secca usato nei calcoli di climatizzazione ed essiccazione

Esempio di calcolo

Aria a 20 °C e 50 % di umidità relativa, pressione al livello del mare:

  • Pressione di vapore 11,66 hPa (saturazione 23,33 hPa)
  • Punto di rugiada 9,3 °C: un tubo d’acqua fredda a 8 °C trasuda
  • Umidità assoluta 8,62 g/m³, rapporto di mescolanza 7,24 g/kg
  • Entalpia 38,5 kJ/kg

A 25 °C e 60 % il punto di rugiada sale a 16,7 °C.

Umidità relativa sotto 0 °C

Per convenzione l’umidità relativa è riferita all’acqua liquida anche sotto zero; così la indicano i servizi meteorologici e la maggior parte dei sensori di umidità. Sul ghiaccio la pressione di saturazione è più bassa: un’aria che segna meno del 100 % rispetto all’acqua può essere già satura rispetto al ghiaccio. La brina si forma al punto di brina, leggermente sopra il punto di rugiada.

Precisione

La formula concorda con i valori di riferimento IAPWS entro circa lo 0,3 % tra −45 e 60 °C, molto meglio di qualsiasi sensore di umidità in campo. In pratica l’incertezza deriva dalla misura: un sensore da ±2 % UR a 20 °C e 50 % dà un’incertezza di circa ±0,6 °C sul punto di rugiada. Ad alta pressione il fattore di incremento aggiunge circa lo 0,4 % alla pressione di vapore; per l’aria compressa alla pressione di linea usate un sensore di punto di rugiada in pressione invece di convertire una lettura atmosferica.

Errori frequenti

Confrontare umidità relative a temperature diverse. Il 50 % a 30 °C contiene più del doppio dell’acqua del 50 % a 15 °C. Confrontate punti di rugiada o rapporti di mescolanza.

Trascurare i punti freddi. La condensa si forma sulla superficie più fredda, come la parete di un quadro d’inverno o un tubo non isolato, non alla temperatura dell’aria misurata nel locale.

Confondere punto di rugiada e punto di brina. Sotto 0 °C, le specifiche per aria strumenti e congelatori a volte indicano il punto di brina; verificate quale usa la scheda tecnica.

Domande frequenti

Funziona in °F?

Sì. Usate il selettore °C/°F in alto nella pagina; tutte le temperature lo seguono.

Quale pressione devo inserire?

La pressione totale dell’aria. 1013,25 hPa è la pressione normale al livello del mare; influisce solo sul rapporto di mescolanza e sull’entalpia, non sul punto di rugiada né sull’umidità relativa.

Posso convertire l’uscita in corrente di un trasmettitore di umidità?

Scalate il segnale 4–20 mA in % UR o in °C di punto di rugiada con il convertitore 4–20 mA, poi inserite il valore qui.

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