Meteo "física pura"

[ulmrayes]

[quote=Butxeta;1204856]¿y eso por qué? ¿Que aire es más denso el húmedo o el seco? ¿que aire es más denso el frio o el caliente?
El aire seco es mas denso que el húmedo.
El aire frío es mas denso que el caliente.
A mayor altitud, aire menos denso.
Algo que los que tambien volamos sabemos muy bien, especialmente si volamos en ULM en pistas cortas.

[Butxeta]

Originalmente publicado por ulmrayes

¿y eso por qué? ¿Que aire es más denso el húmedo o el seco? ¿que aire es más denso el frio o el caliente?
El aire seco es mas denso que el húmedo.
El aire frío es mas denso que el caliente.
A mayor altitud, aire menos denso.
Algo que los que tambien volamos sabemos muy bien, especialmente si volamos en ULM en pistas cortas.

Luego si les damos tiempo y calma... cosa que no tengo tan clara el aire menos denso se irá arriba: aire húmedo y caliente (Según nos han contado, aire que tiene mayor contenido absoluto de humedad) Al entrar en contacto con un espejo a temperatura constante, nos marca a partir de que altura la temperatura del espejo (considerada constante) hace condensar al aire

Quizá soloa mi me parezca interesante, pero es que me he quedao flipao

Ahora pensemos en un aire que sube en la atmósfera ufff eso va a ser más complicado... pero al final también condensa y hay nubes... Pero vamos a algo más simple: ¿¿Que pasó con el globo de Bob Esponja que me regalaron el otro dia... y se me escapó??? Cuando paré de llorar del disgusto pensé si algún dia volvería a caer o si subiría hasta el infinito.

[LSV]

Hombre, pues a tu globo le habrá pasado lo que a la "burbuja inmobiliaria": que de tanto subir ha ido hinchándose por la falta de "contención exterior" y al final explota.
LSV.

[Butxeta]

Lo subo por si alguien quiere aportar más y seguir con esto, o lo dejamos caer definitivamente.

[Sudoeste]

Originalmente publicado por ulmrayes

El aire seco es mas denso que el húmedo.

¿Seguro?. Hay que demostrarlo.

Coge un contenedor con aire seco a una temperatura "T" y pésalo.
Coge otro contenedor igual con aire húmedo o saturado de humedad a una misma temperatura "T" y pésalo igualmente.
¿Cuál pesa más?
Conclusión: ¿Qué aire es más denso... el seco o el húmedo?

Saludos y copichuela.

[Butxeta]

Originalmente publicado por Sudoeste

¿Seguro?. Hay que demostrarlo.

Coge un contenedor con aire seco a una temperatura "T" y pésalo.
Coge otro contenedor igual con aire húmedo o saturado de humedad a una misma temperatura "T" y pésalo igualmente.
¿Cuál pesa más?
Conclusión: ¿Qué aire es más denso... el seco o el húmedo?

Saludos y copichuela.

Tú que opinas??

Es que no tengo ni contenedor ni báscula adecuados, así que agradecería que nos expliques el resultado experimental de lo que comentas. Y ya que estás, si puedes, una explicación teórica sobre el porqué de tus resultados

[Sudoeste]

La pregunta iba dirigida a quien hizo la aseveración. No obstante y dando tiempo a ulmrayes para su respuesta, puedo adelantar algo...

Densidad es igual a masa (antes decíamos peso) partido por volumen.

Originalmente publicado por Butxeta

Tú que opinas??

Es que no tengo ni contenedor ni báscula adecuados, así que agradecería que nos expliques el resultado experimental de lo que comentas. Y ya que estás, si puedes, una explicación teórica sobre el porqué de tus resultados

Hola,

Vamos a ver, el aire (seco o húmedo) se comporta, a efectos de meteorología, como un gas ideal. Eso quiere decir que la relación entre el volumen que ocupa y la temperatura y presión a la que se encuentra es:

V = n R T/P

donde R es la constante universal de los gases (así que es un número fijo) y n es el número de moles de aire que tenemos. ¿Qué es eso de los moles? Pues una manera de medir la cantidad de gas. Pero claro, es mucho más intuitivo hablar de los kilos de gas que uno tiene, no de ese invento de los moles... Razones históricas que aun perviven. La discusión de si es más denso el aire seco o el húmedo se resuelve entonces tomando la misma masa de aire seco y de aire húmedo, poniéndolas a la misma temperatura y a la misma presión y viendo qué volumen ocupa cada uno de acuerdo con la ecuación anterior. El aire que ocupe menos volumen será más denso pues hemos partido de masas iguales, ¿de acuerdo? Y de acuerdo con la ecuación de arriba ocupará más volumen (y por tanto será menos denso) el aire que, para una masa M kilos dada, tenga un número de moles n mayor. Así que sólo hemos de aprender a calcular el número de moles que corresponden a una determinada masa M de aire.

1 mol de una sustancia es, por definición, la cantidad de esa sustancia que contiene el mismo número de partículas (átomos o moléculas según corresponda) que 12 gramos de carbono puro. Ese número es muy grande, simplemente porque cada átomo de carbono tiene una masa muuuuuy pequñita así que en 12 gramos hay un verdadero mogollón de átomos de carbono, en concreto 6,023 x 10^23. Este número se llama constante de Avogadro y no tiene ningún misterio, no es más que eso, el número de átomos de carbono que hay que juntar para tener 12 gramos de carbono. Lo llamaremos NA para no tener que escribirlo continuamente.

Pero nosotros lo que queremos saber es cuántos moles de una sustancia tenemos cuando sabemos los gramos de esa sustancia que tenemos. Dicho de otro modo, necesitamos saber cuántos gramos corresponden NA partículas de esa sustancia. Necesitamos entonces disponer de una tabla en la que aparezca la masa de un átomo de los distintos elementos químicos. Esa tabla no es otra que la Tabla Periódica de los elementos que asigna un número a cada elemento químico para especificar la masa de sus átomos. Ese número es la masa atómica del elemento. Pero por razones históricas la unidad de masa atómica no es el kilo, como uno esperaría (ay, ay estos químicos....), sino la doceava parte de la masa de un átomo de carbono. Así pues, por definición, la masa atómica del carbono es 12. Definida así la masa atómica, y dada la definición de un mol de una sustancia, concluimos que la cantidad de sustancia contenida en 1 mol es precisamente la masa atómica de la sustancia expresada en gramos. Si disponemos de una masa M de una sustancia de masa atómica (o molecular en su caso) MA, el número de moles, n, es simplemente n=M/MA con M expresada en gramos. En otras palabras, contar la cantidad de gas en moles en lugar de en kilos es como contar los huevos en docenas en lugar de en kilos. Pero unas granjas producen huevos más grandes que otras, de modo que una docena de huevos corresponde a una masa mayor o menor dependiendo de la granja de la que provengan.

Aclarado el asunto de los moles (o al menos eso espero), ahora viene el asunto del aire. El aire es una mezcla de gases, no hay un átomo de aire o una molécula de aire. Así que el problema es cómo calcular el número de moles que corresponden a una determinada masa de M kilos de aire. O sea, el problema es saber cuál es la "masa atómica (molecular más bien) del aire".

Vamos a empezar por el aire seco cuya composición es fija y conocida: 75,51% de N2, 23,14% de O2, 1,3% de Ar y 0,05% de CO2 (los otros gases presentes lo están en proporciones despreciables). Definimos entonces la masa molecular del aire seco, MAs, (esto es tanto como definir la partícula de aire seco) como la masa total de aire seco disponible, M, dividida por el número total de moles de los gases componentes contenidos en esa masa de aire seco de acuerdo con las concentraciones que acabamos de ver. Tomemos por ejemplo 100 gramos de aire seco. De acuerdo con esos porcentajes, de esos 100 gramos 75,51 gr corresponden a N2, 23,14 gr son de O2, 1,3 gr los aportan el Ar y, finalmente, 0,05 gr son de CO2. Si consultamos una Tabla Periódica de los elementos encontramos que las masas moleculares de estos componentes son MAN2=28,02, MAO2=32, MAAr=39,94, MCO2=44,01. Así pues, en los 100 gr de aire seco hay n_N2 = 75,51/28,02 = 2,695 moles de N2, n_O2 = 23,14/32 = 0,723 moles de O2, n_Ar = 1,3/39,94 = 0,033 moles de argón y n_CO2 = 0,05/44,01 = 0,001 moles de dióxido de carbono. La masa molecular del aire seco es entonces:

MAs = 100 / (2,695+0,723+0,033+0,001) = 28,97

Así que un mol de aire seco son 28,97 gramos de aire seco. Así que en los M kilos de aire seco hay M x 1000 /28,97 moles de aire seco.

¿Y si el aire es húmedo? Pues repetimos la cuenta, pero teniendo en cuenta ahora que hay un componente más, el vapor de agua. Pero el vapor de agua tiene una masa molecular de 18 que resulta ser menor que la de cualquier otro componente del aire. Así que cuando añadimos vapor de agua al aire seco para obtener aire húmedo disminuyendo la cantidad de aire seco de manera que sigamos teniendo los mismos M kilos de aire, resulta que estamos sustituyendo elementos de mayor masa molecular por vapor de agua de menor, es decir el número de moles de vapor de agua será mayor que el de los elementos sustituidos, así al hacer la división de arriba tomando 100 gr de aire humedo obtendremos siempre, sea cual sea la proporcion de vapor de agua, una masa molecuar del aire húmedo, MAh, menor que la del aire seco (dividimos por un número mayor que el de arriba correspondiente al aire seco).

Así que dadas dos masas iguales de aire, uno seco y el otro húmedo, hay más moles en el aire húmedo (los huevos son más pequeños así que en los mismos kilos hay mas docenas). Y si hay más moles en el aire húmedo resulta que, de acuerdo con la primera ecuación de arriba del todo, ese aire húmedo ocupa mayor volumen que la misma masa de aire seco a la misma presión y a la misma temperatura. Luego el aire húmedo es menos denso que el aire seco. Y como la temperatura y la presión en el cuarto de baño de Butxeta es la misma para ambos, pues el aire húmedo se va hacia arriba y empaña la parte superior de su espejo. ¿Por qué a veces se empaña todo? Pues porque hay suficiente humedad como para que todo el aire, a cualquier altura, contenga la suficiente cantidad de vapor de agua como para que, a la temperatura del espejo, incluso el aire menos húmedo contiene tanto vapor de agua que su presión parcial (la del vapor de agua) ha alcanzado la saturación a esa temperatura y presión total.

Un comentario final sobre el error, repetido hasta la saciedad incluso en algunas intervenciones en este mismo hilo, de que "el aire se satura cuando ya no puede absorber más vapor de agua" o eso de que "el aire caliente tiene más capacidad para absorber vapor de agua que el aire frío". Esas afirmaciones, que lamentablemente se leen en bastantes libros (malos) de Meteorología (a pesar del buen predicamento que alguno de ellos tienen incluso en este foro), son absolutamente incorrectas, aunque las conclusiones que se extraen de ellas cuadran con lo que se observa (lo cual hace más difícil aun erradicarlas). Señor@s, el aire no ha absorbido nunca (ni lo hará) vapor de agua alguno, igual que no absorbe nitrógeno, oxígeno, etc. El vapor de agua es uno más de los gases que forman la mezcla que llamamos aire. Lo que se satura es el vapor de agua, no el aire. Y el vapor se satura de acuerdo con SUS propiedades (es decir, de acuerdo con el diagrama de fases del agua), independientemente del resto de componentes. Si no tenemos nubes de, por ejemplo, nitrógeno NO es porque el aire tenga entonces una capacidad infinita para absorber nitrógeno de manera que el aire nunca se satura de nitrógeno. No tenemos nubes de nitrógeno porque en nuestra atmósfera, a las presiones y temperaturas que tenemos, resulta que el nitrógeno es siempre gaseoso. Para licuar nitrógeno a presión atmosférica hay que enfriarlo a unos -190ºC (si no recuerdo mal), una temperatura que, simplemente, no existe en nuestra atmósfera.

Saludos y que Uds disfruten el ladrillo con salud, les hará falta para llegar hasta el final.
Tropelio

[alcapar]

la expresión "absorber vapor de agua por parte del aire" se ha empleado con la intención de hacer más inteligible la explicación, dado que se supone que la masa lectora es de lo más heterogénea en cuanto a conocimientos de los principios físicos.

Si se trata de explicarlo con rigor científico en cuanto a terminología y nomenclatura, no hay problema. Me pareció entender que se trataba de dar una explicación fundamentada a aquellos fenómenos que se pueden dar en nuestro medio preferido.

[ulmrayes]

Originalmente publicado por Sudoeste

La pregunta iba dirigida a quien hizo la aseveración. No obstante y dando tiempo a ulmrayes para su respuesta, puedo adelantar algo...

Densidad es igual a masa (antes decíamos peso) partido por volumen.

Nada que añadir a lo dicho por Tropelio. Perfecta exposición.

Y en cuanto a que es posible que al subir se encuentre aire mas caliente, claro que sí, ocurre a veces. Se llama inversión térmica, y es típica de las situaciones invernales anticiclónicas

[alcapar]

Originalmente publicado por Sudoeste

La pregunta iba dirigida a quien hizo la aseveración. No obstante y dando tiempo a ulmrayes para su respuesta, puedo adelantar algo...

Densidad es igual a masa (antes decíamos peso) partido por volumen.

Estimado cofrade, peso partido por volumen nunca ha sido densidad, es peso específico. La masa es masa y el peso es peso, no?

[Sudoeste]

Originalmente publicado por alcapar

Estimado cofrade, peso partido por volumen nunca ha sido densidad, es peso específico. La masa es masa y el peso es peso, no?

Los que no tenemos 30 años aprendimos que densidad era lo que ahora también se llama peso específico.

Otro ejemplo, lo que ahora mal llaman Teoría del Buque... siempre se ha llamado más correctamente Mecánica del Buque.

Y a los antiguos serenos... ahora les llaman vigilante

Salud

[Capitán Trucho]

Originalmente publicado por Sudoeste

Los que no tenemos 30 años aprendimos que densidad era lo que ahora también se llama peso específico.

Otro ejemplo, lo que ahora mal llaman Teoría del Buque... siempre se ha llamado más correctamente Mecánica del Buque.

Y a los antiguos serenos... ahora les llaman vigilante

Salud

La densidad coincide con el peso específico cuando este se expresa en:
gs/cm3
Kg/dm3
Tn/m3

..... y ya quisieran los vigilantes de ahora llevar el "Chuzo" que llevaban los serenos......
http://www.agalera.net/serenos.htm

[Sudoeste]

[quote=ulmrayes;1205054]

Originalmente publicado por Butxeta

¿y eso por qué? ¿Que aire es más denso el húmedo o el seco? ¿que aire es más denso el frio o el caliente?
El aire seco es mas denso que el húmedo.
El aire frío es mas denso que el caliente.
A mayor altitud, aire menos denso.
Algo que los que tambien volamos sabemos muy bien, especialmente si volamos en ULM en pistas cortas.

Bueno mi pregunta, repito, era concretamente para unas muestras de aire atmosférico seco y húmedo que puede coger y meter en un contenedor ulmrayes/butxeta según asciende un avión de los que parece pilota según dice. No para un aire ideal de laboratorio.

[Sudoeste]

Originalmente publicado por Capitán Trucho

La densidad coincide con el peso específico cuando este se expresa en:
gs/cm3
Kg/dm3
Tn/m3

..... y ya quisieran los vigilantes de ahora llevar el "Chuzo" que llevaban los serenos......
http://www.agalera.net/serenos.htm

Gracias por seguir utilizando la palabra densidad. Y creo que si oíste el ruido del chuzo... hace tiempo que también cumpliste los 30 años.

Saludos

[quote=Sudoeste;1206809]

Originalmente publicado por ulmrayes

Bueno mi pregunta, repito, era concretamente para unas muestras de aire atmosférico seco y húmedo que puede coger y meter en un contenedor ulmrayes según asciende un avión de los que parece pilota según dice. No para un aire ideal de laboratorio.

El experimento que propones, con dos contenedores iguales uno con aire seco y otro húmedo no está bien definido. ¿Qué quiere decir dos contenedores iguales? ¿Que tienen el mismo volumen? ¿Contienen la misma masa de aire uno y otro? Si es así, si ambos tienen el mismo volumen y contienen la misma masa de aire entonces ambos aires son igualmente densos, como es obivio porque tienes dos masas iguales ocupando volúmenes iguales. Pero es que ese caso la variable relevante NO es la densidad pues la estás fijando tu a mano. La variable relevante es entonces la prsión. Y dándole la vuelta a la primera ecuación que escribií en mi anterior intervención, resulta que la presión es P = n RT/V. Como has fijado el volumen y la temperatura iguales en ambos contenedores, pues la presión es mayor en aquél en el que el número de moles es mayor. O sea, en el contendor de aire húmedo porque, como expliqué arriba, a igualdad de masa de aire, hay más moles de aire húmedo que de aire seco porque la masa molecular del aire húmedo es menor que la del aire seco...

Pero es que ese experimento NO es el que hace Butxeta cuando se ducha. En este caso tomamos un "paquete de aire" del cuarto de baño. Ese paquete NO tiene fijo el volumen, se puede expandir o contraer. Lo que tiene fijo es la presión pues está sometido a la presión atmosférica. Así que la discusión de la densidad de uno y otro aire ha de hacerse como he explicado en mi intervención anterior.

Y lo de "aire ideal de laboratorio" pues no sé qué quiere decir eso. Nadie ha hablado de tal aire. Hablamos del aire que es, a los efectos que estamos discutiendo, un gas ideal sin duda alguna.

Saludos,
Tropelio

[Sudoeste]

Para mi, modestamente, siempre estuvo claro el tema de densidad o peso específico, volumen, presión y temperatura.
Pero mi pregunta, era mi pregunta: para el aire que atraviesa un piloto volando, ascendiendo y cruzando capas de aire seco y aire húmedo. Yo no he hablado de cuartos de baños, ni de espejos.

Saludos

[Atnem]

Gracias Tropelio por el esfuerzo mostrado en explicar en términos llanos y entendibles esos fenómenos y hacerlo además con rigor.

[Butxeta]

[quote=Sudoeste;1206809]

Originalmente publicado por ulmrayes

Bueno mi pregunta, repito, era concretamente para unas muestras de aire atmosférico seco y húmedo que puede coger y meter en un contenedor ulmrayes/butxeta según asciende un avión de los que parece pilota según dice. No para un aire ideal de laboratorio.

Yo lo siento, pero no piloto nada. Alguien se ha liado con las citas. Cosa habitual y no difícil por otro lado, que a mi también me pasa a veces.

Una vez precisado lo que pasó en mi baño, me gustaría hacer analogías con el mediterráneo en verano. Especialmente a finales del verano, el agua está a cerca de 30º, así que el aire que está en contacto con la superficie del agua está caliente y húmeda, es decir ligera ligera. Aquí quería introducir el globo de helio, para introducir la idea de aire que flota en otro aire. Parece raro, pero el gas de dentro del globo flota, es más ligero y asciende. Realmente, flotar es mantenerse a un nivel constante. Y la duda es si el aire (o el gas del globo) llegará a una altura en la que dejará de ascender y se quedará flotando, y que procesos le ocurren a este aire al ir ascendiendo. Porque suponiendo que el aire (paquete de aire) no tiene intercambios con su entorno, no cambiaría su temperatura. Pero como nos muestra lo de que PV= nRT (lo siento Tropelio, yo me la aprendí así de chaval) presión volúmen y temperatura están relacionados, y sabemos que al ascender la presión baja Además interviene la posible condensación del vapor de agua.

[pipe]

y porque me duele la rodilla antes del mal tiempo sera fisico como le pasa a butxeta o sera psicologico

[rom]

Originalmente publicado por pipe

y porque me duele la rodilla antes del mal tiempo sera fisico como le pasa a butxeta o sera psicologico ...

Por el cambio de presión atmosférica.
Hay algunos que sois auténticos barómetros andantes.

[ignius]

Yo antes sabia si mañana iba a llover. Ahora te aviso día y medio antes y en el momento que ya está lloviendo te doy una previsión de 3 días que me rio de todas las webs.

Porque antes sólo tenía el sensor lumbar....ahora tengo más... rodillas, cervicales, etc.

Lo malo es que la entalpia absoluta entre la humedad relativa y el bulbo seco, duele un poco. Cosas de la Física Pura.


Rondas.

[Itaca2]

Originalmente publicado por Tropelio

Hola,

Vamos a ver, el aire (seco o húmedo) se comporta, a efectos de meteorología, como un gas ideal. Eso quiere decir que la relación entre el volumen que ocupa y la temperatura y presión a la que se encuentra es:

V = n R T/P

donde R es la constante universal de los gases (así que es un número fijo) y n es el número de moles de aire que tenemos. ¿Qué es eso de los moles? Pues una manera de medir la cantidad de gas. Pero claro, es mucho más intuitivo hablar de los kilos de gas que uno tiene, no de ese invento de los moles... Razones históricas que aun perviven. La discusión de si es más denso el aire seco o el húmedo se resuelve entonces tomando la misma masa de aire seco y de aire húmedo, poniéndolas a la misma temperatura y a la misma presión y viendo qué volumen ocupa cada uno de acuerdo con la ecuación anterior. El aire que ocupe menos volumen será más denso pues hemos partido de masas iguales, ¿de acuerdo? Y de acuerdo con la ecuación de arriba ocupará más volumen (y por tanto será menos denso) el aire que, para una masa M kilos dada, tenga un número de moles n mayor. Así que sólo hemos de aprender a calcular el número de moles que corresponden a una determinada masa M de aire.

1 mol de una sustancia es, por definición, la cantidad de esa sustancia que contiene el mismo número de partículas (átomos o moléculas según corresponda) que 12 gramos de carbono puro. Ese número es muy grande, simplemente porque cada átomo de carbono tiene una masa muuuuuy pequñita así que en 12 gramos hay un verdadero mogollón de átomos de carbono, en concreto 6,023 x 10^23. Este número se llama constante de Avogadro y no tiene ningún misterio, no es más que eso, el número de átomos de carbono que hay que juntar para tener 12 gramos de carbono. Lo llamaremos NA para no tener que escribirlo continuamente.

Pero nosotros lo que queremos saber es cuántos moles de una sustancia tenemos cuando sabemos los gramos de esa sustancia que tenemos. Dicho de otro modo, necesitamos saber cuántos gramos corresponden NA partículas de esa sustancia. Necesitamos entonces disponer de una tabla en la que aparezca la masa de un átomo de los distintos elementos químicos. Esa tabla no es otra que la Tabla Periódica de los elementos que asigna un número a cada elemento químico para especificar la masa de sus átomos. Ese número es la masa atómica del elemento. Pero por razones históricas la unidad de masa atómica no es el kilo, como uno esperaría (ay, ay estos químicos....), sino la doceava parte de la masa de un átomo de carbono. Así pues, por definición, la masa atómica del carbono es 12. Definida así la masa atómica, y dada la definición de un mol de una sustancia, concluimos que la cantidad de sustancia contenida en 1 mol es precisamente la masa atómica de la sustancia expresada en gramos. Si disponemos de una masa M de una sustancia de masa atómica (o molecular en su caso) MA, el número de moles, n, es simplemente n=M/MA con M expresada en gramos. En otras palabras, contar la cantidad de gas en moles en lugar de en kilos es como contar los huevos en docenas en lugar de en kilos. Pero unas granjas producen huevos más grandes que otras, de modo que una docena de huevos corresponde a una masa mayor o menor dependiendo de la granja de la que provengan.

Aclarado el asunto de los moles (o al menos eso espero), ahora viene el asunto del aire. El aire es una mezcla de gases, no hay un átomo de aire o una molécula de aire. Así que el problema es cómo calcular el número de moles que corresponden a una determinada masa de M kilos de aire. O sea, el problema es saber cuál es la "masa atómica (molecular más bien) del aire".

Vamos a empezar por el aire seco cuya composición es fija y conocida: 75,51% de N2, 23,14% de O2, 1,3% de Ar y 0,05% de CO2 (los otros gases presentes lo están en proporciones despreciables). Definimos entonces la masa molecular del aire seco, MAs, (esto es tanto como definir la partícula de aire seco) como la masa total de aire seco disponible, M, dividida por el número total de moles de los gases componentes contenidos en esa masa de aire seco de acuerdo con las concentraciones que acabamos de ver. Tomemos por ejemplo 100 gramos de aire seco. De acuerdo con esos porcentajes, de esos 100 gramos 75,51 gr corresponden a N2, 23,14 gr son de O2, 1,3 gr los aportan el Ar y, finalmente, 0,05 gr son de CO2. Si consultamos una Tabla Periódica de los elementos encontramos que las masas moleculares de estos componentes son MAN2=28,02, MAO2=32, MAAr=39,94, MCO2=44,01. Así pues, en los 100 gr de aire seco hay n_N2 = 75,51/28,02 = 2,695 moles de N2, n_O2 = 23,14/32 = 0,723 moles de O2, n_Ar = 1,3/39,94 = 0,033 moles de argón y n_CO2 = 0,05/44,01 = 0,001 moles de dióxido de carbono. La masa molecular del aire seco es entonces:

MAs = 100 / (2,695+0,723+0,033+0,001) = 28,97

Así que un mol de aire seco son 28,97 gramos de aire seco. Así que en los M kilos de aire seco hay M x 1000 /28,97 moles de aire seco.

¿Y si el aire es húmedo? Pues repetimos la cuenta, pero teniendo en cuenta ahora que hay un componente más, el vapor de agua. Pero el vapor de agua tiene una masa molecular de 18 que resulta ser menor que la de cualquier otro componente del aire. Así que cuando añadimos vapor de agua al aire seco para obtener aire húmedo disminuyendo la cantidad de aire seco de manera que sigamos teniendo los mismos M kilos de aire, resulta que estamos sustituyendo elementos de mayor masa molecular por vapor de agua de menor, es decir el número de moles de vapor de agua será mayor que el de los elementos sustituidos, así al hacer la división de arriba tomando 100 gr de aire humedo obtendremos siempre, sea cual sea la proporcion de vapor de agua, una masa molecuar del aire húmedo, MAh, menor que la del aire seco (dividimos por un número mayor que el de arriba correspondiente al aire seco).

Así que dadas dos masas iguales de aire, uno seco y el otro húmedo, hay más moles en el aire húmedo (los huevos son más pequeños así que en los mismos kilos hay mas docenas). Y si hay más moles en el aire húmedo resulta que, de acuerdo con la primera ecuación de arriba del todo, ese aire húmedo ocupa mayor volumen que la misma masa de aire seco a la misma presión y a la misma temperatura. Luego el aire húmedo es menos denso que el aire seco. Y como la temperatura y la presión en el cuarto de baño de Butxeta es la misma para ambos, pues el aire húmedo se va hacia arriba y empaña la parte superior de su espejo. ¿Por qué a veces se empaña todo? Pues porque hay suficiente humedad como para que todo el aire, a cualquier altura, contenga la suficiente cantidad de vapor de agua como para que, a la temperatura del espejo, incluso el aire menos húmedo contiene tanto vapor de agua que su presión parcial (la del vapor de agua) ha alcanzado la saturación a esa temperatura y presión total.

Un comentario final sobre el error, repetido hasta la saciedad incluso en algunas intervenciones en este mismo hilo, de que "el aire se satura cuando ya no puede absorber más vapor de agua" o eso de que "el aire caliente tiene más capacidad para absorber vapor de agua que el aire frío". Esas afirmaciones, que lamentablemente se leen en bastantes libros (malos) de Meteorología (a pesar del buen predicamento que alguno de ellos tienen incluso en este foro), son absolutamente incorrectas, aunque las conclusiones que se extraen de ellas cuadran con lo que se observa (lo cual hace más difícil aun erradicarlas). Señor@s, el aire no ha absorbido nunca (ni lo hará) vapor de agua alguno, igual que no absorbe nitrógeno, oxígeno, etc. El vapor de agua es uno más de los gases que forman la mezcla que llamamos aire. Lo que se satura es el vapor de agua, no el aire. Y el vapor se satura de acuerdo con SUS propiedades (es decir, de acuerdo con el diagrama de fases del agua), independientemente del resto de componentes. Si no tenemos nubes de, por ejemplo, nitrógeno NO es porque el aire tenga entonces una capacidad infinita para absorber nitrógeno de manera que el aire nunca se satura de nitrógeno. No tenemos nubes de nitrógeno porque en nuestra atmósfera, a las presiones y temperaturas que tenemos, resulta que el nitrógeno es siempre gaseoso. Para licuar nitrógeno a presión atmosférica hay que enfriarlo a unos -190ºC (si no recuerdo mal), una temperatura que, simplemente, no existe en nuestra atmósfera.

Saludos y que Uds disfruten el ladrillo con salud, les hará falta para llegar hasta el final.
Tropelio

Muy buena la exposición. Solo un "pero". La ecuación que usas es para los gases perfectos. Y el aire seco puede aproximarse bien por un gas perfecto aunque no así el vapor de agua, sobre todo si está por debajo de su temperatura crítica, como es el caso. Dicho de otro modo, nada más lejos de un gas perfecto que un gas a punto de condensarse.

Un saludo y

[pipe]

no empecemos con los gaseeeeess que yo sin caseraaaaaa.....................

[Itaca2]

Originalmente publicado por Butxeta

Y la duda es si el aire (o el gas del globo) llegará a una altura en la que dejará de ascender y se quedará flotando, y que procesos le ocurren a este aire al ir ascendiendo. Porque suponiendo que el aire (paquete de aire) no tiene intercambios con su entorno, no cambiaría su temperatura.

Un globo de gas que, a nivel del mar es más ligero que el aire, efectivamente asciende. Y aquí aparecen varios fenómenos y de formas diferentes.
Primero debemos tener en cuenta que el propio globo efectúa una cierta presión sobre el gas interior, que estará a más presión que la atmosférica y que, a medida que el globo asciende, el volumen del globo varía para adaptarse a la disminución de presión exterior.
Segundo, el gas interior, como consecuencia de ello sufre una expansión (aumento de volumen). Esta expansión puede ser muy rápida (adiabática) con lo cual no hay intercambio de calor con el exterior o muy lenta (isotérmica) de modo que en todo momento la temperatura del gas será la misma que la del entorno. En el caso adiabático la expansión del gas producirá además un enfriamiento de éste que aumentará su densidad, frenando el ascenso. Esto son casos extremos y la realidad no será ni uno ni otro, será uno intermedio. De hecho la ascensión del globo se inicia rápidamente (por la diferencia de densidades a nivel del mar) y se va frenando hasta volverse lenta e isotérmica debido a la menor diferencia de densidades (menos empuje) y al enfriamiento del gas del interior.
Ascendiendo, se llegará a una altura en la que se cumplirá el principio de Arquímedes con el globo y el aire: el peso del gas del globo más el propio globo serán iguales al volumen de aire desalojado. Entonces se parará el globo y dejará de ascender.
Existe también la posibilidad de que, al expandirse el globo lo haga más allá de los límites elásticos del globo y explote , con lo cual se acabó el experimento

Mi tocho no ha llegado al nivel del de Tropelio pero ... todo se andará