temperatura di condensa fiato umano, all'aperto

[bomboliere]

Buongiorno ragazzi,
mi sono iscritto al forum essenzialmente per sottoporre a qualcuno che ci capisca, la domanda che mi ha fatto il mio bambino di 11 anni qualche giorno fa, mentre lo portavo a scuola in una mattinata piuttosto fredda.
- PapÃ*, ma a che temperatura il nostro fiato condensa? -
Acc...., le mie riminiscenze di fisica mi porterebbero a dire che bisogna prima di tutto fare delle assunzioni, e cioè che siamo ad una atmosfera di pressione (cioè non siamo sull'Himalaya, ma a Milano), che la temperatura del nostro fiato è a 37 gradi, e forse ipotizzare un certo livello di umiditÃ* nel fiato stesso? (o nell'aria esterna?)
Resta il fatto che anche con queste ipotesi, non ho trovato un diagramma di vapore che mi desse la risposta.
Quindi, quant'è questa benedetta temperatura?

Ne va della mia "autorevolezza" di papÃ*!!! (aiuto!!!)
Grazie
Roberto

[Gio]

Buongiorno ragazzi,
mi sono iscritto al forum essenzialmente per sottoporre a qualcuno che ci capisca, la domanda che mi ha fatto il mio bambino di 11 anni qualche giorno fa, mentre lo portavo a scuola in una mattinata piuttosto fredda.
- PapÃ*, ma a che temperatura il nostro fiato condensa? -
Acc...., le mie riminiscenze di fisica mi porterebbero a dire che bisogna prima di tutto fare delle assunzioni, e cioè che siamo ad una atmosfera di pressione (cioè non siamo sull'Himalaya, ma a Milano), che la temperatura del nostro fiato è a 37 gradi, e forse ipotizzare un certo livello di umiditÃ* nel fiato stesso? (o nell'aria esterna?)
Resta il fatto che anche con queste ipotesi, non ho trovato un diagramma di vapore che mi desse la risposta.
Quindi, quant'è questa benedetta temperatura?

Ne va della mia "autorevolezza" di papÃ*!!! (aiuto!!!)
Grazie
Roberto

L'aria nei nostri polmoni ha una certa temperatura (direi costante) e un certo grado di umiditÃ* (che invece credo non lo sia). Combinando questi due parametri ottengo la T di rugiada dell'aria nella nostra bocca. Quando espiriamo, se la T esterna è minore o uguale a questa Tdew, allora il fiato condensa. Il problema è che non so quanto vapore acqueo per metro cubo d'aria contenga il nostro fiato, e se questa percentuale varia. Una volta trovati questi due dati, hai risolto il problema!

[Thor]

Come esempi empirici, posso solo dirti che mi è successo in estate dopo un temporale e 22 gradi, e non mi succede in inverno con 0° favonici.

[Gio]

Come esempi empirici, posso solo dirti che mi è successo in estate dopo un temporale e 22 gradi, e non mi succede in inverno con 0° favonici.

Certo: il problema è anche un altro: ho assunto per semplificare che una volta emessa dalla bocca, l'aria che condensa è SOLO la nostra. In realtÃ* non è così: appena emessa, l'aria si mescola con quella esterna, quindi i dati da avere sono: T interna, T esterna, UR interna, UR esterna, grado di mescolamento del'aria appena uscita dalla bocca (se si soffia a pieni pomoni, se si soffia a denti stretti, etc...). Insomma, tuo figlio di ha fatto una domanda apparentemente semplice, ma la risposta precisa non gliela potrai dare, tranne spiettallargli una funzione di 4 variabili.

[bomboliere]

è quello che temevo.
Un'altra figuraccia con Pietrino....

[djordj]

A parte la complessitÃ* del diagramma che riporto (diagramma psicrometrico per aria umida), guarda i due punti segnati.



In verticale si trovano le temperature.
Le linee curve indicano l'umiditÃ* relativa.
In verde ho indicato le condizioni tipiche dell'aria nei polmoni, cioè circa 30°C e 80% UR.
In azzurro ho indicato le condizioni dell'aria in questi giorni, cioè intorno ai 2°C con 70% UR.

Quando si miscelano in prossimitÃ* della bocca, queste due masse d'aria combinano le proprie caratteristiche per giungere a un equilibrio, dato da una temperatura intermedia tra le due temperature originarie (2°C e 30°C) e una umiditÃ* relativa dipendente dalla quantitÃ* di vapore acqueo nelle due masse d'aria iniziale.

Graficamente la miscelazione si rappresenta congiungendo i due punti con una linea retta: a seconda della massa d'aria espirata, l'aria in prossimitÃ* della bocca potrÃ* trovarsi più o meno distante dalle condizioni 2°C/70%UR.
Se il punto risultante viene a trovarsi lungo il tratto segnato in blu della retta, l'aria risultante giunge a saturazione e il vapore in eccesso condensa formando la tipica nuvoletta del respiro.

In parole povere, espirando si emette una grande quantitÃ* di vapore acqueo che va a miscelarsi con quello giÃ* contenuto nell'aria esterna: se la misclea risultante non è in grado di contenere tutto il vapore acqueo che si viene a trovare vicino alla bocca, questo condensa formando la nuvoletta.

[bomboliere]

caro Stefano,
grazie per la risposta estremamamente chiara.
Ho solo un problema: non vedo il grafico che hai postato.
Non so se sia un problema mio o del forum.
Ti chiedo, se puoi, di inviarlo al mio mail:
roberto.parodi@sgcib.com

Grazie ancora per il tempo speso a rispondere alla mia curiositÃ*:
le domande dei bambini sono spesso più complicate di quanto si immagini.

Ciao Roberto

[bomboliere]

Come non detto:
dopo un buon venti minuti di attesa, il grafico è miracolosamente comparso!!
meraviglie di internet.
Grazie ancora

[bomboliere]

Quindi, a seconda della quantitÃ* di vapore giÃ* esistente nell'aria esterna, la nuvoletta si forma tra circa 6.5 gradi a 20 gradi (linea blu).
Però mi sorge una domanda: come mai da 2 gradi ai circa 6,5 la linea è verde - e quindi secondo il tuo ragionamento non si formerebbe la nuvoletta?
Sono quasi sicuro che a quella temp, la nuvoletta bastarda c'è...

[djordj]

Quindi, a seconda della quantitÃ* di vapore giÃ* esistente nell'aria esterna, la nuvoletta si forma tra circa 6.5 gradi a 20 gradi (linea blu).
Però mi sorge una domanda: come mai da 2 gradi ai circa 6,5 la linea è verde - e quindi secondo il tuo ragionamento non si formerebbe la nuvoletta?
Sono quasi sicuro che a quella temp, la nuvoletta bastarda c'è...

Ho evidenziato sul diagramma alcune curve.
In blu è evidenziata la curva di saturazione dell'aria a pressione atmosferica (il diagramma psicrometrico vale per una pressione paria circa a 1000hPa): lungo questa curva l'aria è satura di vapore acqueo, umiditÃ* relativa 100%.

In rosso è evidenziata la curva dell'umiditÃ* relativa dell'aria ambiente, pari a 70%.

Per formarsi la nuvoletta, la quantitÃ* di vapore acqueo deve superare la soglia massima di vapore solubile nell'aria.
L'umiditÃ* relativa infatti esprime proprio questo concetto: è la quantitÃ* di vapore acqueo presente nella massa d'aria rispetto alla quantitÃ* massima (saturazione).

La formula è la seguente: (massa vapore/massa vapore saturazione) * 100

Di conseguenza, una massa d'aria a 2°C con 70% di umiditÃ* relativa può contenere ancora del vapore acqueo disciolto, fintanto che la sua umiditÃ* relativa non raggiunge la curva di saturazione (100%).

Iniettando vapore a temperatura costante, dal punto blu ci si sposta lungo l'isoterma verticale fino a raggiungere la curva di saturazione: a quel punto ulteriore vapore aggiunto condenserebbe nella nuvoletta.

Di conseguenza, i tratti verdi della retta indicano quei punti al di fuori della zona delle nebbie, cioè quei punti caratterizzati da umiditÃ* relativa minore del 100%.