Extração de água do ar

Escrito por doug bennett | Traduzido por luiza g. brando
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Extração de água do ar
O resfriamento adiabático faz com que a temperatura do ar diminua na relação de 10°C/km (NA/Photos.com/Getty Images)

A atmosfera sempre contém uma certa quantidade de água, geralmente na forma de vapor. Há dois processos que podem fazer com que a água seja extraída do ar, os quais causam a condensação e a precipitação da água. O ar pode ser resfriado abaixo do ponto de orvalho por meio do resfriamento adiabático ou diabático. Os dois processos produzem resultados similares, mas por razões completamente diferentes.

Pressão atmosférica

O ar é composto por átomos, o que significa que ele tem massa e peso. Ao nível do mar, o peso da atmosfera é de aproximadamente um quilo por centímetro quadrado. À medida que a altitude aumenta, a quantidade de atmosfera diminui. Isso resulta em menos peso, ou pressão atmosférica. Quando uma parcela de ar é elevada, essa redução na pressão atmosférica causa a expansão dessa parcela de ar.

Resfriamento adiabático

O resfriamento adiabático envolve uma mudança na temperatura de uma parcela de ar, sem ganho ou perda de calor. Se a quantidade total de energia em uma parcela de ar for a mesma, essa energia pode ser utilizada para expansão ou para manter a temperatura -- mas não para as duas coisas. Isso significa que, à medida que uma parcela de ar se eleva e expande, devido à diminuição da pressão atmosférica, a temperatura dela deve diminuir.

Umidade relativa e ponto de orvalho

As parcelas de ar contêm certa quantidade de vapor d'água, o tempo todo. A umidade relativa é a proporção entre o vapor d'água existente e a quantidade necessária de vapor d'água para que a parcela de ar fique saturada. O vapor d'água é constantemente condensado e evaporado dentro da parcela de ar. O ponto de orvalho representa a temperatura a partir da qual a parcela de ar se torna saturada, o que significa uma maior ocorrência de condensação do que de evaporação. Quando o ar alcança o ponto de orvalho, o vapor d'água começa a se amalgamar em gotículas maiores de água líquida.

Formação de nuvens e precipitação

Juntando todos os fatos, as nuvens se formam quando o ar úmido e quente sobe. Esse movimento vertical faz com que as parcelas de ar se expandam e o resfriamento adiabático ocorra. À medida que a temperatura do ar diminui, a umidade relativa dele sempre aumenta, o que significa que ele vai se aproximando do ponto de saturação. Quando ele atinge o ponto de orvalho, a condensação supera a evaporação, e pequenas gotículas de água começam a se combinar, ou amalgamar, em gotas maiores. O resultado é a condensação ou a precipitação.

Resfriamento diabático

O resfriamento diabático ocorre quando a temperatura de uma parcela de ar diminui devido à perda de calor. Isso pode ocorrer quando o ar quente e úmido flui sobre um corpo d'água frio, como um lago, ou quando o ar se estagna sobre um solo que esfria durante a noite. Se o ar resfriar até o ponto de orvalho, ele ficará saturado e haverá a formação de neblina. Esse processo também ocorre quando o ar quente e úmido entra em contato com uma superfície fria, como espelhos e vidros, ou quando o vapor em uma panela entra em contato com a tampa mais fria. O resultado é o mesmo: ocorre a condensação e a água é extraída do ar.

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