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Al punto
L’atmosfera gioca un ruolo importante in molte applicazioni di analisi termica, in quanto può influenzare il comportamento del campione o innescare reazioni. L’influenza dell’umidità sui i materiali da costruzione il tempo di conservazione di prodotti farmaceutici e alimentari o l’influenza sulle proprietà meccaniche dei polimeri sono solo alcuni degli esempi più comuni.
Naturalmente i dispositivi Linseis sono adatti a questo tipo di esperimenti, ma c’è un fatto che spesso genera confusione e che deve essere considerato con attenzione: La differenza tra vapore acqueo e umidità relativa.
Differenza tra umidità relativa e vapore acqueo
I generatori di umidità relativa sono più comunemente utilizzati per esperimenti a temperatura ambiente, mentre le applicazioni con vapore acqueo avvengono a temperature più elevate.
Quando l’acqua viene riscaldata fino al punto di ebollizione o oltre, cambia il suo stato fisico da liquido a gassoso. Si presenta quindi come vapore (d’acqua). Se questo vapore viene introdotto in una camera di reazione o in un dispositivo, si parla di vapore acqueo.
Al contrario, ogni gas può trasportare e contenere una certa quantità di acqua a una certa temperatura. Questo fenomeno è noto come umidità. Utilizzando l’aria come esempio, si può notare che anche al di sotto del punto di ebollizione dell’acqua, l’aria contiene sempre una certa quantità di acqua, che viene definita grado di umidità o umidità relativa.
Misurazione dell'umidità
L’intervallo di temperatura tipico dei generatori di umidità è compreso tra la temperatura ambiente e gli 80°C con un’umidità relativa regolabile tra lo 0,2% e il 98%. Questo può essere utilizzato per applicazioni negli analizzatori termici come dilatometri , calorimetri a scansione differenziale o analizzatori termici simultanei analizzatori, in particolare per l’analisi di alimenti, prodotti farmaceutici , materiali da costruzione o processi biologici.
Ciò significa che la stessa quantità di acqua, o più precisamente di vapore acqueo, presente nell’aria (grammi di H2O per chilogrammo di aria) porta a livelli di umidità relativa diversi a seconda della temperatura, poiché la capacità dell’atmosfera cambia. Questa quantità massima di acqua (capacità) dipende fortemente dalla temperatura e varia da una frazione di grammo per metro cubo (a temperature inferiori a 0 °C) a circa 600 grammi per metro cubo a 100 °C.
Umidità relativa
La misura più comunemente utilizzata dell’umidità è l’umidità relativa. L’umidità relativa può essere definita semplicemente come la quantità di acqua presente nell’aria rispetto alla quantità di saturazione che l’aria può contenere a una determinata temperatura, moltiplicata per 100. L’ aria con un’umidità relativa del 50% contiene la metà del vapore acqueo che può contenere a una determinata temperatura.
Se l’umidità relativa è compresa tra lo 0,1% e il 100%, l’acqua può essere presente sotto forma di vapore acqueo. Se si raggiunge un’umidità relativa del 100% e l’aria ambiente viene raffreddata, il punto di rugiada (che definisce la quantità massima di acqua che l’aria può assorbire a una certa temperatura) viene superato e l’acqua si condensa dall’aria sotto forma di acqua liquida.
Il resto è un equilibrio tra acqua liquida e vapore acqueo alla rispettiva temperatura. Tuttavia, se la temperatura supera il punto di ebollizione dell’acqua (100°C al livello del mare), l’acqua nell’aria può esistere solo sotto forma di vapore acqueo.
Questo metodo richiede un’attrezzatura hardware più completa, ad esempio una linea di trasferimento riscaldata per temperature del campione superiori alla temperatura ambiente.
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Applicazioni
Questo esempio di applicazione mostra l’influenza dell’umidità e del bagnato sui materiali in laterizio. La curva a sinistra mostra le isoterme di due tipi di mattoni a 20°C e 60°C e il contenuto di umidità assorbito dai campioni. Il lato destro mostra il coefficiente di espansione termica dipendente dall’umidità. Il grado di umidità ha un’influenza significativa sul comportamento di espansione termica.
P. Sin; J. Lukovicova; G. Pavlendova; M. Kubliha; S. Uncik; Prestazioni sperimentali di deformazione igrotermica
di mattoni ceramici contemporanei e storici, International Journal of Mater
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