Atividade 9

 

Atividade 9

Tema relacionado: Densidade do ar seco e do ar úmido

Nível de Ensino Indicado: Ensino Básico

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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.

 

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