¿Sube el aire húmedo (sin tener en cuenta los efectos de la turbulencia climática, por ejemplo, en un entorno cerrado como una habitación sellada)

Una búsqueda en Internet encontrará muchas personas que afirman que el aire húmedo (vapor de agua) se eleva. Sin embargo, soy escéptico porque si las moléculas más ligeras subieran entonces, se deduce que el aire se estratificaría por peso molecular.

Hechos: El vapor de agua tiene un peso molecular = 18 El nitrógeno tiene un peso molecular = 28 El oxígeno tiene un peso molecular = 32

Entonces, el vapor de agua tiene la menor masa.

Sin embargo, si los gases más ligeros aumentaran (usando los datos anteriores), el nitrógeno aumentaría, el oxígeno disminuiría y estaríamos respirando un 99 % de oxígeno (despreciando el 1 % de otros gases), esto no es cierto. Así que creo que los gases no se comportan de esta manera. como lo ilustra el hecho de que respiramos 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno. Por lo tanto, me parece que (en un ambiente cerrado) los gases se mezclan al azar, con quizás una contribución gravitacional muy pequeña.

Respuestas (3)

Tienes que mirar los factores de Boltzmann:

mi − mi k T = mi − metro gramo h k T

para metro = 18 tu y metro = 28 tu . Aproximadamente a 300K y uniforme gramo . Para 1 amu, la altura de la escala es:

h ≈ k T metro gramo = 4 × 10 − 21 j 1.6 × 10 − 26 j / metro = 250 , 000 metro

Divida eso por 18 o 28 y obtendrá una altura de escala del orden de 10-14 km, que es la altura de escala de la atmósfera. Por lo tanto, no ve ninguna estratificación localmente.

tiene razón: a temperatura ambiente, los diferentes componentes del aire están bien mezclados y tienden a permanecer así. Sin embargo, gases como el butano y el dióxido de carbono son lo suficientemente densos en relación con el aire como para asentarse en el suelo de una habitación. en cuanto al aire húmedo, sí que tiene menos densidad que el aire seco a la misma temperatura. Los pilotos de aviones saben que el aire húmedo produce un poco menos de sustentación que el aire seco por esa razón.

Incluso para el butano (masa de 58 daltons) o gases más pesados ​​como el hexafluoruro de azufre, la altura de la escala de Boltzmann es de varios kilómetros. Las estrías verticales a nivel de habitación no son estables a largo plazo y no ocurren espontáneamente.
Rob, aquí en Oregón tenemos laboratorios de marihuana que procesan THC a partir de materia vegetal usando butano como solvente. estas operaciones ilícitas estallan con alarmante regularidad debido al enriquecimiento de gas en puntos bajos del espacio del laboratorio, como sótanos y sumideros. Cualquier cosa a nivel del piso que produzca una chispa activará una de estas, lo que significa que los operadores deben instalar respiraderos y ventiladores a nivel del piso para eliminar las fugas.
+1, pero creo que la razón por la que hay variaciones en la concentración de vapor de agua, butano o dióxido de carbono y no en oxígeno y nitrógeno tiene que ver con las fuentes de estos gases.
@ben, esa es una hipótesis comprobable. Propongo comprar 10 casas rodantes de un solo ancho con estacionamientos techados mal cerrados, establecer laboratorios de THC/butano en los estacionamientos techados, contratar el número necesario de hippies emprendedores pero colocados para manejarlos y tomar datos...

No hay fuentes o sumideros de oxígeno o nitrógeno de los que hablar, por lo que no hay fluctuaciones en las proporciones de estos gases de las que hablar. El vapor de agua, por otro lado, se agrega y elimina constantemente: el aire se puede secar enfriándolo para condensar el agua y luego recalentarlo, por ejemplo. Es muy posible que el aire húmedo interactúe con el aire seco de la misma temperatura. En ese caso, hasta que las dos masas de aire no se mezclen, la húmeda tenderá a elevarse por encima de la seca.

¿Sube el aire húmedo (sin tener en cuenta los efectos de la turbulencia climática, por ejemplo, en un entorno cerrado como una habitación sellada)
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