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Come calcolare la pressione di vapore dell'acqua

Il calcolo della pressione di vapore dell'acqua (water vapor pressure) presenta non poche difficoltà.  Procedure sperimentali hanno verificato che specifiche quantità di pressione di vapore possono sussistere a determinate temperature. Vari autori hanno escogitato formule semplificate che ne agevolano il calcolo.

Le seguenti espressioni presuppongono condizioni di pressione atmosferica standard.

Per la pressione di vapore saturo (es, saturation vapor pressure):

es = 6.11 *10.0 (7,5 * t / 237.7 + t)

Per la pressione di vapore effettiva (e):

e = 6.11 *10.0 (7,5 * td / 237.7 + td)

dove: 

t = temperatura effettiva dell'aria

td = temperatura del punto di rugiada.

Un'altra formula, detta di Wexler, è espressa da:

es = 6.112 *e (17.67 * t / 243.5 + t)

Una volta ottenuti i valori di pressione di vapore, è possibile ricavarsi alcune grandezze, tra cui l'umidità relativa, o risolvere le equazioni di bulbo bagnato.

Esempio:

Dalla tabella ricaviamo i seguenti valori:

17°C

19.367 hPa

ovvero se la temperatura di una massa d'aria satura è 17°C, la pressione di vapore saturo sarà pari a 19.367 hPa.

Verifichiamo ora la bontà della formula, essendo t = 17°C:

es = 6.11 *10.0 (7,5 * t / 237.7 + t)

Quando un'espressione matematica si presenta complessa, conviene spezzettarla in espressioni elementari per renderne più agevole il calcolo:

( 7,5 * t)                  7,5 * 17 = 127,5

(237.7 + t )           237,7 + 17 = 254,7

(7,5 * t / 237.7 + t ) 127,5 / 254,7 = 0,500588928150765606595995288574794 ~ 0,50

100,5 = 3,16227766016837933199889354443272 ~ 3,162

es = 6,11 * 3,162= 19,31982 ~ 19,320 hPa.

che differisce di poco dal valore letto sulla tabella (19.367 hPa).

Con poche cognizioni di base, si può scrivere un programmino in Visual Basic che faccia per noi tutti i calcoli:

In un form (Form1) inserire l'oggetto text (Text1), in cui digiteremo il valore della temperatura effettiva dell'aria.

Inserire un oggetto command (Command1), che dovrà contenere il seguente codice:

t = val(text1.text)

a1 = 7.5 * t

 (i decimali vanno separati obbligatoriamente col punto)

a2 = 237.7 + t

a3 = a1 / a2

a4 = 10 ^ a3

Il segno ^ indica elevazione a potenza

es = 6.11 * a4

label1.caption = es

L'oggetto label (label1), destinato a contenere il valore di pressione ottenuto, completerà il nostro programmino.

A questo punto, è sufficiente eseguire il codice (premendo F5) per verificarne la bontà. Se tutto risulta a posto, creare l'eseguibile (.EXE), attraverso l'apposita voce del menu File.

Per divertimento, si può aggiungere l'algoritmo relativo alla formula di Wexler, in modo da confrontare i risultati ottenuti con le due differenti formule.



Questa pagina è stata realizzata da Vittorio Villasmunta

Ultimo aggiornamento: 29/05/16