O ar úmido é mais pesado que o ar seco?

Apr 07 2015
Se o ar úmido é apenas ar mais água, então ele deve ser mais pesado que o ar seco, certo? Claro, se fosse apenas uma questão de adição simples, mas a física molecular é muito parecida com um segurança em um clube: nada entra a menos que outra coisa saia.
Quando está quente e úmido, o ar parece mais pesado, mas não é.

Claro que o ar úmido é mais pesado que o ar seco! Fatos científicos que sustentam minha teoria: quando molhado, meu cabelo fica mais pesado na minha cabeça do que quando seco. Facto. Quando mergulhado no leite, meu biscoito sanduíche de chocolate genérico é mais pesado do que quando comido direto da embalagem. Facto. Quando choro, meus olhos ficam mais pesados ​​do que quando não choro. Não é verdade, mas parece que seria verdade, porque, você sabe, seus olhos ficam pesados ​​quando você está triste, certo?

Aqui está o problema com todos os meus fatos (além do maior problema, que é que eu não me preocupei em testá-los fora da minha imaginação): Todos eles dizem respeito à água, não ao vapor de água. E é o vapor de água que torna o ar úmido, não as gotas de água. E assim que entendermos como as moléculas de vapor d'água funcionam, poderemos provar a verdade real, que é que o ar úmido é realmente mais leve que o ar seco.

Vamos começar com a lei de Avogadro . Essa lei básica da química afirma que volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contêm um número igual de moléculas [fonte: Williams ]. Portanto, não importa o peso das moléculas; importa apenas que você tenha o mesmo volume. E como o ar em nossa atmosfera se move livremente, as moléculas podem flutuar para dentro e para fora.

Mas espere, você pode pensar: se você está adicionando moléculas de água, por que isso não aumentaria o peso? E a resposta é que qualquer vapor de água adicionado substitui nitrogênio ou oxigênio em nosso ar em movimento livre. Nitrogênio e oxigênio compõem a maior parte de nossa atmosfera , e eles são deslocados - ou evaporados - quando a água toma seu lugar no ar. E as moléculas de vapor de água são mais leves que o nitrogênio e o oxigênio. Em outras palavras, o ar úmido terá menos nitrogênio e oxigênio pesados ​​– e hidrogênio e oxigênio mais leves – em seu lugar. Lembre-se de que eles têm o mesmo número de moléculas, mas o ar com vapor de água é simplesmente menos denso [fonte: Schrage ].

Então lá vai. Se a temperatura e a pressão forem iguais, o ar seco será mais pesado porque não possui as moléculas de vapor de água mais leves. E tenha em mente que é a interação entre o ar seco e úmido que causa grandes tempestades. Quando o ar seco e denso se move sob o ar úmido e leve, ele levanta o ar úmido e cria as condições certas para tempestades . Essa área de "linha seca" - onde o ar seco empurra o ar úmido - é vista exatamente onde você esperaria: no Tornado Alley, no centro-sul dos Estados Unidos [fonte: Schrage ].

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Origens

  • Coleman, Tim. "O ar úmido é mais denso ou menos denso?" Tempo Raycom. 18 de setembro de 2013. (2 de janeiro de 2015) http://birmingham.raycomweather.com/2013/09/is-humid-air-more-dense-or-less-dense.html
  • Schrage, Jon. "Por que a umidade é menos densa que o ar seco." Youtube. 1º de março de 2012. (2 de janeiro de 2015) https://www.youtube.com/watch?v=w5m7SD4SpUo
  • Willians, Jack. "Compreendendo a densidade do ar e seus efeitos." EUA hoje. 17 de maio de 2005. (2 de janeiro de 2015) http://usatoday30.usatoday.com/weather/wdensity.htm
  • Willians, Jack. "Por que o ar seco é mais pesado que o ar úmido." O Washington Post. 5 de agosto de 2013. (2 de janeiro de 2015) http://www.washingtonpost.com/blogs/capital-weather-gang/wp/2013/08/05/why-dry-air-is-heavier-than -ar úmido/