Atividade 9
Atividade 9
Tema relacionado: Densidade do ar seco e do ar úmido
Nível de Ensino Indicado: Ensino Básico
Introdução:
“Os gregos antigos consideravam o ar como um dos “quatro elementos” (com os outros sendo terra, fogo e água). Leonardo da Vinci, e depois Mayow, sugeriram que o ar é uma mistura, consistindo de um componente que proporciona combustão e vida (“ar fogo”) e outro que não o faz (“ar sujo”).
“Ar fogo” foi isolado por Scheele in 1773 e, independentemente, por Priestley em 1774. Foi dado o nome de oxigênio [do grego oxus (ácido) e genan (gerar)] por Lavoisier. O oxigênio ocupa 20,946% do volume do ar seco. O “ar sujo” (agora chamado de nitrogênio) ocupa 78,084%. Os dois próximos gases mais abundantes no ar são argônio (0,934%) e dióxido e carbono (0,03%). Juntos, esses quatro gases somam 99,99% do volume do ar. Muitos dos outros gases minoritários no ar são de suma importância para a química atmosférica devido sua reatividade.”, segundo Wallace & Hobbs.
Imaginando um dado volume de ar, se este se encontra seco (U.R. =0%) significa que não possui água em sua composição. Já um ar úmido (U.R. >0%) revela moléculas de água ocupando o espaço de outras moléculas dos reais constituintes do ar.
Pesos moleculares:
MMO2 = MMO x 2 átomos de O = 16 x 2 = 32 g/mol
MMN2 = MMN x 2 átomos de N = 14 x 2 = 28 g/mol
MMH2O = MMH x 2 átomos de H + MMO x 1 átomo de O = 1 x 2 + 16 x 1 = 18 g/mol
Visto que o peso molecular da água é menor do que os outros componentes do ar, quanto mais água no ar, ou seja, quanto maior a umidade relativa do ar, ou ainda, quanto mais moléculas de água ocuparem o espaço que ocupariam os outros componentes, menor a densidade desse ar, uma vez que a densidade é dada por:
d = m/v
Onde:
d = densidade
m = massa de ar
v = volume de ar
Logo, quanto menos denso, maior a facilidade do ar subir, condensar, formar gotículas e nuvens.
Problema Resolvido:
1. Calcular o massa molecular do ar seco sabendo que a sua composição pode ser resumida como sendo 79% de N2 e 21% de O2.
Solução:
79% N2 àMMN2 x %N2(atm = 28 x 0,79 = 22 g/mol
21% O2 àMMO2 x %O2(atm = 32 x 0,21 = 7 g/mol
Peso molecular do ar seco = 29 g/mol
Problema Proposto:
O ar úmido seria mais ou menos denso que o ar seco em um planeta como:
a) Marte? (95% CO2, 3% N2, 2% Ar)
b) Júpiter? (90% H2, 10% He)
Caso o ar úmido fosse mais denso, o que seria diferente da Terra, do ponto de vista climatológico?
Referências:
WALLACE, J. M.; HOBBS, P. V.Atmospheric Science - An Introductory Survey. 2 edição. 2006, págs. 153-154.
http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=3bsc&cod=_caixadepressaoparaadeter. Acessado em fevereiro de 2011.
http://www.geografia.fflch.usp.br/graduacao/apoio/Apoio/Apoio_Elisa/flg0253/filespdf/Agua_na%20_atmosfera.pdf. Acessado em fevereiro de 2011.
