Mostrar código-fonte de Humidade

{{Mais notas|data=agosto de 2022}}
A {{PEPB|humidade|umidade}} é a quantidade de [[vapor de água]] na [[atmosfera terrestre|atmosfera]]. Fisicamente, a humidade relativa é definida como a razão da quantidade de vapor de água presente numa porção da atmosfera ([[pressão parcial]] de vapor) com a quantidade máxima de vapor de água que a atmosfera pode suportar a uma determinada temperatura ([[pressão de vapor]]). A humidade relativa é uma importante variável ([[medida]]) usada na [[previsão do tempo]], e indica a possibilidade de [[precipitação (meteorologia)|precipitação]] ([[chuva]], [[neve]], [[Granizo|granizo]], entre outros), [[orvalho]] ou [[nevoeiro]].

A alta humidade durante dias quentes faz a [[sensação térmica]] aumentar, ou seja, a pessoa [[sensação de calor|tem a impressão de que está mais calor]], devido à redução da eficácia da [[transpiração]] da pele, e assim reduzindo o resfriamento corporal. Por outro lado, a baixa humidade dos [[deserto]]s causa uma grande diferença de temperatura entre o dia e a noite. Este efeito é calculado pela tabela de [[índice de calor]].

==Tipos de humidade==
===Humidade absoluta (base volumétrica)===
A humidade absoluta em uma base volumétrica é a quantidade absoluta de água numa porção da [[atmosfera terrestre|atmosfera]]. A [[unidade de medida]] mais comum (utilizada no [[Sistema Internacional de Unidades|SI]]) é [[quilograma]]s por [[metro cúbico]] (kg/m³) embora várias outras unidades são usadas, como a libra por pé cúbico (lb/ft³) em países que usam o [[sistema imperial de medidas]]. Se toda a água de um metro cúbico de ar for condensada em um vasilhame, esse vasilhame conterá toda a humidade absoluta dessa porção de ar (um metro cúbico) e a quantidade de água condensada pode ser pesada para quantificar a humidade absoluta.

Mais tecnicamente, a humidade absoluta em uma base volumétrica é a massa da água condensada (''m<sub>água</sub>'') por metro cúbico do ar húmido total (''V''):

:<math> HA = {m_\text{agua} \over {V}}. </math>

A uma [[temperatura]] de 30°[[Grau Celsius|C]], a humidade absoluta varia entre 0 (completa ausência de água) e 0,03 quilogramas por metro cúbico.<ref>{{Citar web|url=https://www.britannica.com/science/climate-meteorology|titulo=climate {{!}} meteorology {{!}} Britannica|acessodata=2022-12-14|website=www.britannica.com|lingua=en}}</ref>

A humidade absoluta varia com as mudanças de [[pressão atmosférica]] e de temperatura. Tais variações são inconvenientes para cálculos em [[engenharia química]], por exemplo, para [[secadora de roupa|secadoras de roupa]], onde a temperatura pode variar consideravelmente. Como resultado, a humidade absoluta é definida geralmente como a massa de vapor de água por unidade de ar seco, também conhecido como razão de mistura de massa, que é muito mais rigoroso para os cálculos de balanço de massa e calor. A massa de água por unidade de volume em forma de equação seria, então, definido como humidade volumétrica. 

Por causa da confusão em potencial, a normativa BS 1339 ([[Kitemark|British Stardards]]) (revista em 2002) sugere evitar o uso do termo "humidade absoluta". As unidades de medida devem ser cuidadosamente verificados. A maior parte das tabelas de humidade é dada em g/kg, kg/kg, embora qualquer unidade de massa possa ser usada.

A engenharia de propriedades físicas, mais especificamente propriedades termodinâmicas, das misturas de gás-vapor é chamada de [[psicrometria]].

===Razão de mistura, razão de humidade ou humidade absoluta de base em massa===
A razão de mistura ou razão de humidade é expressa como a razão da massa de vapor de água (''m<sub>água</sub>'') por quilograma de ar seco (''m<sub>ar seco</sub>'') em qualquer porção da atmosfera separada para estudo. A razão de humidade é um eixo padrão em tabelas de [[psicrometria]] e é um parâmetro útil para os cálculos em psicrometria; a razão de humidade não varia com a temperatura, exceto se a temperatura estiver abaixo do [[ponto de orvalho]], ou seja, quando o ar está completamente saturado de vapor de água. Nestas condições, a queda da temperatura irá ocasionar a condensação forçada da água.

A razão pode ser dada como 

:<math> \omega = {m_\text{agua} \over {m_\text{ar seco}}} </math>

A razão de mistura também pode ser expressa por meio da [[pressão parcial]] do vapor de água:<ref>[http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=mixing-ratio1 Mixing ratio] {{Wayback|url=http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=mixing-ratio1# |date=20100209064131 }}. Glossary of Meteorology. [[American Meteorological Society]]. Acessado em 02/08/2009.</ref>

:<math> \omega = { M_\text{agua} p_\text{agua} \over {M_\text{ar seco} ( p_a - p_\text{agua} )}}</math>

Ou em termos de [[fração molar]] do vapor de água no ar:

:<math>  \omega = { M_\text{agua} X_\text{agua} \over {M_\text{ar seco} ( 1 - X_\text{agua} )}}</math> 

Ou, para ir em outra direção e calcular a fração molar ou a pressão parcial:

:<math> X_\text{agua} = {{ \omega M_\text{ar seco} } \over {\omega M_\text{ar seco} + M_\text{agua}}}</math>
:<math> p_\text{agua} = {{ p_\text{a} \omega M_\text{ar seco}} \over {\omega M_\text{ar seco} + M_\text{agua}}}</math>

Onde:
* ''M<sub>agua</sub>'' = é a [[massa molar]] do vapor de água (18,02 kg/kmol);
* ''M<sub>ar seco</sub>'' = é a massa molar do ar seco (28,97 kg/kmol);
* ''X<sub>agua</sub>'' =  é a fração molar do vapor de água no ar úmido;
* ''p<sub>agua</sub>'' = é a [[pressão parcial]] do vapor de água no ar úmido;
* ''p<sub>a</sub>'' = é a [[pressão atmosférica]] da atmosfera separada para estudo.

Tecnicamente, é uma quantificação [[adimensional]], já que é a massa de vapor de água sobre a massa de ar seco, e é expressa no SI por kg/kg. Entretanto, a massa de vapor de água é muito menor do que a massa de ar seco, e a unidade mais comummente usado é a grama por quilograma, que é igual a 10<sup>-3</sup> kg/kg.

A efetiva [[massa molar]] de uma porção da atmosfera separada para estudo pode ser calculada em termos da razão de mistura de massa ''ω'' e as massas molares, tanto do vapor de água quanto do ar seco:

:<math>M_\text{ar umido} = { {M_\text{agua} M_\text{ar seco} (\omega + 1)} \over {M_\text{agua} + \omega M_\text{ar seco}}}</math>

===Humidade relativa===
{{AP|[[Umidade relativa]]}}
A humidade relativa é definida como a razão entre a quantidade de água presente em uma determinada porção da atmosfera ([[pressão parcial]] de vapor de água) com a quantidade total de [[vapor de água]] que a atmosfera pode suportar em uma determinada temperatura ([[pressão de vapor]]). A humidade relativa é expressa como fração (%) e é calculada da seguinte maneira:

:<math>\phi = {p_{({\rm H_2O})} \over p^*_{({\rm H_2O)}}} \times 100\% </math>

Onde:
* <math>{p_{({\rm H_2O)}}}</math> é a [[pressão parcial]] de vapor de água em uma mistura de gases;
* <math>{p^*_{({\rm H_2O)}}}</math> é a [[pressão de vapor]] de [[saturação]] da temperatura da mistura de gases;
* <math>\phi</math> é a humidade relativa da mistura de gases sendo considerada.

A humidade relativa é mencionada frequentemente em [[previsão do tempo]], e é um indicador da possibilidade de [[precipitação (meteorologia)|precipitação]] ([[chuva]], [[neve]], entre outros), [[orvalho]] ou [[nevoeiro]]. A alta humidade durante dias quentes faz a [[sensação térmica]] aumentar, ou seja, a pessoa tem a impressão de que está fazendo mais calor, devido à redução da eficácia da [[transpiração]] da pele, e assim reduzindo o resfriamento corporal. Por outro lado, a baixa umidade dos [[deserto]]s causa uma grande diferença de temperatura entre o dia e a noite.

===Humidade específica===
A humidade específica é a razão de vapor de água com o ar (incluindo o próprio vapor de água e o ar seco) em uma massa particular. A razão de humidade específica é expressa como uma razão de gramas (g) de vapor de água (''m<sub>água</sub>'') por quilograma (kg) da massa de ar húmido total (''m<sub>t</sub>'')

A razão pode ser mostrada como:
:<math>HE = {m_\text{agua} \over m_t}</math>

A humidade específica está relacionada à razão de mistura (e vice-versa) por:
:<math>HE = {{\omega} \over {1+\omega}}</math> 

:<math>\omega = {{HE }\over {1 - HE}}</math>

===Humidade durante a chuva=== 
A humidade é a medida da quantidade de vapor de água no ar, e não inclui água líquida ou solidificada. Para que as [[nuvem|nuvens]] se formem, e para que a [[chuva]] comece a cair, a humidade relativa não precisa estar necessariamente a 100% na superfície, mas somente nos locais de formação das nuvens e da chuva. Isso normalmente ocorre quando o ar sobe e se resfria ([[convecção atmosférica]]). 

Tipicamente, a chuva cai para regiões onde o ar não está totalmente saturado de vapor de água (a humidade relativa está inferior a 100%). Parte da água da chuva se evapora, aumentando assim a humidade, mas não necessariamente irá elevar a humidade relativa para 100%. Além disso, a chuva, ao atravessar uma região atmosférica quente e húmida, pode resfriar o ar até ao [[ponto de orvalho]], assim alcançando a saturação máxima de vapor de água também na superfície. Embora a saturação de vapor de água signifique que a humidade relativa alcançou 100%, a quantidade absoluta de água na atmosfera pode ser menor do que o estágio anterior à chuva.

===Ponto de orvalho e ponto de congelamento===
{{AP|[[Ponto de orvalho]]}}
[[Ficheiro:Relative humidity.jpg|thumb|left|Quantidade relativa de água na atmosfera ao nível do mar em função da temperatura]]
Associado com a humidade relativa está o ponto de orvalho. Se o ponto de orvalho estiver menor do que 0°C, então é denominado ponto de congelamento. O ponto de orvalho é o ponto na qual a quantidade de vapor de água atinge o seu máximo a uma determinada [[temperatura]]. Nestas condições, a queda da temperatura provocará a formação de [[chuva]], [[neve]], [[orvalho]], [[geada]] ou [[nevoeiro]]. O ponto de orvalho coincide com a temperatura quando a umidade relativa estiver em 100%.

==Medição da humidade==
{{AP|[[Higrômetro]]}}
[[Ficheiro:Umidaderelativa.jpg|thumb|O [[higrômetro]] é um aparelho utilizado para medir a humidade do ar]]
Há vários aparelhos usados para medir e regular a humidade. Entre os aparelhos usados para medir a humidade é o [[higrômetro]]; quando o higrômetro utiliza [[termômetro]]s de bulbos molhados, recebe a denominação de [[psicrômetro]]. Para regular a humidade do ar, é utilizado o [[umidificador|humidificador ou umidificador]], especialmente em dias nas quais a [[umidade relativa]] cai para menos de 30%. Também há casos onde é necessário o uso de [[desumidificador]]es, para remover o excesso de humidade do ar.

A humidade do ar também pode ser medida remotamente, em escala global, com a utilização de sensores especiais montados em [[satélite meteorológico|satélites meteorológicos]]. Estes satélites são capazes de detetar a concentração de água na [[troposfera]], a camada mais baixa da [[atmosfera terrestre]], tipicamente a uma altura entre 4 e 12 km. Os sensores de humidade do ar montados nos satélites meteorológicos são capazes de medir as variações de [[radiação infravermelha]] recebidas da superfície terrestre ou refletidas pelo próprio vapor de água presente na atmosfera; a água absorve, reflete e irradia certos [[comprimento de onda|comprimentos de onda]] de [[radiação eletromagnética|radiações eletromagnéticas]], especialmente na banda infravermelha.

Os satélites meteorológicos são capazes de medir a humidade absoluta e relativa, e a presença de [[massa de ar|massas de ar]] húmidas é um importante fator para a ocorrência de [[precipitação (meteorologia)|precipitação]], como a [[chuva]], a [[neve]], entre outros. Com isso, a deteção de tais massas de ar húmidas tem um papel fundamental para uma [[previsão do tempo]] mais precisa.

==Humidade e a densidade do ar==
O ar húmido é menos [[densidade do ar|denso]] do que o ar seco porque uma molécula de [[água]] ([[massa atômica|M]] ≈ 18 u) é menos massivo do que uma molécula de azoto (M ≈ 28 u) ou uma molécula de [[oxigênio]] (M ≈ 32 u). Cerca de 78% do ar seco são compostos de azoto (N<sub>2</sub>) e 21% são de oxigênio (O<sub>2</sub>). O 1% restante é a composição de [[gás nobre|gases nobres]] e outros gases traços. Para qualquer gás, a uma dada [[temperatura]] e [[pressão]], o número de moléculas presente em um volume particular é constante ([[lei dos gases ideais]]). Então, quando moléculas de água (H<sub>2</sub>O) são introduzidas naquele respetivo volume de ar seco, o número de moléculas de ar no volume deve diminuir igualmente, se a temperatura e a pressão permanecer constante.

Se ocorrer apenas a adição de moléculas de água no recipiente contendo o ar seco, a pressão, a temperatura e o número total de moléculas irão aumentar. Caso contrário, há a substituição de moléculas mais massivas (moléculas de ar) por outras menos massivas (moléculas de água) e, portanto, a [[densidade]] diminui. Esse fenômeno já havia sido descrito por [[Isaac Newton]], relatado em seu livro ''[[Opticks]]''.

==Efeitos sobre o corpo humano==

O corpo humano troca calor através de uma combinação de [[evaporação]] do [[suor]], [[convecção]] no ar em seu torno, e por meio da [[irradiação térmica]]. Em condições de alta humidade, a evaporação do suor diminui, e os esforços do organismo para manter uma temperatura corporal aceitável podem ser diminuídas  significativamente. Além disso, se o ambiente é tão ou mais quente do que  a pele durante os momentos de alta humidade, o [[sangue]] trazido para a superfície do corpo pode não desprender calor por meio da [[condução térmica]] para o ar, e resulta em uma condição conhecida como a [[hipertermia]]. Isso tem como consequência o redirecionamento do sangue para a pele, e a quantidade de sangue disponível para os [[músculo]]s ativos, o [[cérebro]] e outros órgãos internos, diminui, e a fadiga ocorre pode ocorrer mais precocemente do que seria de outra forma. A prontidão e a capacidade mental também podem ser afetadas, resultando em "calorões" ou hipertermia.

===Recomendações para o conforto===

Os seres humanos controlam sua [[temperatura corporal]], principalmente pela [[transpiração]] e secundariamente por [[calafrio (fisiologia)|calafrios]]. A [[United States Environmental Protection Agency|Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos]] cita o padrão 55-1992 da [[American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers|ASHRAE]], referente Às condições térmicas ambientais para a ocupação humana, que recomenda a manutenção de umidade relativa entre 30% e 60%. Com a humidade elevada, a sudorese é menos eficaz, e sentimo-nos mais quentes. O [[ar condicionado]] funciona através da redução da humidade no verão. No inverno, o aquecimento do ar frio vindo de ambientes externos  pode diminuir os níveis de humidade relativa para abaixo de 30%, levando ao desconforto, tais como a pele seca e sede excessiva.

==Efeitos sobre aparatos eletrônicos==

Muitos dispositivos eletrônicos têm especificações de humidade, por exemplo, de 5% a 95%. No topo da variação, a humidade pode aumentar a condutividade de [[isolante elétrico|isolantes elétricos]] permeáveis,  levando a uma possível avaria. Com a humidade muito baixa, os materiais podem se tornar quebradiços. Entre os perigos potenciais aos artigos eletrônicos, independentemente da faixa de humidade de operação mencionada acima, é a [[condensação]]. Quando um item eletrônico é movido de um local frio (por exemplo, garagem, carro, armazém/galpão ou um espaço climatizado) para um lugar quente e húmido, a condensação pode revestir as placas de circuito e outros isoladores, levando ao [[curto-circuito]] no interior do equipamento. Esses curtos-circuitos pode causar danos permanentes e substanciais se o equipamento é ligado antes de a condensação se evaporar. Um efeito semelhante envolvendo a condensação muitas vezes pode ser observado quando uma pessoa que usa óculos vem de locais frios para húmidos. É aconselhável que o equipamento eletrônico se aclimate por várias horas, depois de ter sido trazido do frio, antes de ligar. O inverso também é verdadeiro. Em situações onde o tempo é esguio, com o aumento do fluxo de ar através de passagens internas do dispositivo, pode-se reduzir drasticamente o tempo necessário para se aclimatar ao novo ambiente. Por exemplo, ao remover o painel lateral de um CPU e direcionando um [[ventilador]] interior do gabinete, a condensação de umidade pode ser evitada.

A baixa humidade também favorece a acumulação de [[eletricidade estática]], que pode resultar em desligamento espontâneo de computadores quando ocorrem as descargas. Além da função errática espúria, descargas eletrostáticas podem causar rutura dielétrica em dispositivos de estado sólido, resultando em danos irreversíveis. Centros de processamento de dados muitas vezes controlam os níveis de humidade relativa por estas razões.

==Humidade na construção civil==

Os projetos de construção tradicional tipicamente tinham fraco isolamento de humidade e permitiam que a humidade do ar circulasse livremente entre o interior e o exterior. A eficiência energética e a arquitetura fortemente selada, introduzida no século XX, também isolaram a circulação de humidade, e isso resultou em um problema secundário de condensação, formada em torno das paredes, que incentiva o desenvolvimento de mofo e bolor. Além disso, os prédios com as fundações não devidamente seladas permitiram o fluxo de água através das paredes, devido à [[capilaridade|ação capilar]], notoriamente cimento, que é um bom condutor de água. A soluções para os edifícios energeticamente eficientes, que evitem a condensação, é um tema atual da arquitetura.

==Extremos de humidade==

As cidades mais húmidas do planeta estão localizadas geralmente perto da [[linha do Equador]], perto de regiões costeiras. As cidades do [[sul da Ásia|sul]] e [[sudeste da Ásia]] estão entre as mais húmidas, como [[Calcutá]] e [[Kerala]], na [[Índia]], as cidades de [[Manila]], nas Filipinas, e [[Bangkok]], na [[Tailândia]]: estes lugares experimentam extrema humidade durante a estação das chuvas; combinada com o calor, a alta humidade provoca a sensação de sauna. [[Darwin (Austrália)|Darwin]], [[Austrália]], enfrenta um período extremamente húmido de dezembro a abril. [[Xangai]] e [[Hong Kong]], na [[República Popular da China]], também têm um período de extrema humidade nos meses de verão. [[Kuala Lumpur]], [[Malásia]] e [[Singapura]] também experimentam humidade muito alta durante todo o ano por causa de sua proximidade com o mar e com a linha do Equador.

Por outro lado, entre os locais mais secos da Terra encontram-se o [[deserto do Atacama]] e praticamente todo o interior da [[Antártida]].

== Ver também ==
* [[Umidade do solo|Humidade do solo]]
* [[Ar]]
* [[Atmosfera]]
* [[Água]]
* [[Condensação]]
* [[Evaporação]]
* [[Higrômetro]]
* [[Umidificador|Humidificador]]
* [[Sensação de calor]]

{{Referências}}

{{Climatologia}}
{{Portal3|Meteorologia}}

[[Categoria:Palavras que diferem em versões da língua portuguesa]]
[[Categoria:Fenômenos meteorológicos]]
[[Categoria:Dinâmica atmosférica]]