Visão geral
O que éImprescindível à vida; cobre >70% da superfície do planeta; única substância nas 3 fases — gasosa, líquida e sólida — nas T e P da Terra.
Molécula2 hidrogênio + 1 oxigênio.
Ponte de hidrogênio
O que éLado positivo de uma molécula atrai o negativo da outra; o oxigênio de uma liga-se ao hidrogênio da outra.
alta capacidade térmicatensão superficialalto ponto de ebulição
Gelo flutua: ao resfriar até solidificar, as pontes de hidrogênio formam estrutura cristalina hexagonal de densidade menor que a água → a água se expande ao congelar (quase todas as substâncias se contraem).
Os três estados
- Sólido = gelo/cristal: padrão rígido, moléculas só vibram (sem translação), forma definida.
- Líquido = água: moléculas próximas, com translação entre si.
- Gasoso = vapor d'água: movem-se livremente, sem forma.
A fase é determinada pela pressão e pela temperatura.
Mudanças de fase (6 nomes)
| Nome | De → para |
|---|---|
| Fusão | sólido → líquido |
| Vaporização | líquido → gasoso |
| Condensação | gasoso → líquido |
| Solidificação | líquido → sólido |
| Sublimação | sólido → gasoso (direta) |
| Ressublimação/deposição | gasoso → sólido (direta) |
Vaporização — 3 variantes
- Evaporação: fenômeno de superfície; moléculas com energia cinética suficiente escapam da tensão superficial, abaixo do ponto de ebulição.
- Ebulição: líquido já na T de ebulição, borbulha recebendo calor.
- Calefação: recebe muito calor em curto período e vira gás rapidamente.
Ponto de ebulição = T na qual a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão atmosférica.
Taxa de evaporação › cresce a de condensação › as duas se igualam › saturação (equilíbrio).
ExcessoInserir mais vapor no ar saturado faz as moléculas em excesso condensarem.
Na atmosfera, a saturação é atingida normalmente pela queda da temperatura — não pela adição de vapor.
NomeCiclo hidrológico; movido pelo Sol; sem ponto inicial.
Sol aquece oceanos › evaporação › correntes de ar transportam (ascendentes sobem) › T baixas condensam em gotas / ressublimam em cristais › colidem e crescem › precipitação (chuva, neve, granizo).
- Sobre a terra: escoamento superficial → lagos e rios → retorna aos oceanos.
- Infiltração no solo → enche os aquíferos (guardam água doce por longos períodos).
- Somam-se evaporação de rios/lagos e transpiração de plantas e animais.
DefiniçãoQuantidade de vapor d'água na atmosfera.
Parcela de arBolha imaginária encapsulada, de massa constante, que se expande e contrai.
| Medida | Fórmula / unidade | Nota |
|---|---|---|
| Umidade absoluta | massa vapor ÷ volume [g/m³] (4.1) | Depende do volume (20 g em 1 m³ = 20; em 2 m³ = 10) → pouco usada |
| Umidade específica (q) | massa vapor ÷ massa de ar [g/kg] (4.2) | Não varia com expansão/contração |
| Razão de mistura (r) | massa vapor ÷ massa de ar seco [g/kg] (4.3) | Muito próxima de q; mesma vantagem |
| Pressão de vapor (e) | pressão exercida pelo vapor [hPa] | Lei de Dalton (pressões parciais) |
Dalton (ex.)A 1000 hPa: N₂ 78% = 780 hPa, O₂ 21% = 210 hPa, vapor 1% = 10 hPa.
Pressão de saturação (es)Depende basicamente da temperatura: quanto mais quente, maior a es necessária para saturar.
Umidade relativa (UR) — a mais usada
UR = e/es × 100% (4.4) › UR = r/rs × 100% (4.5)
50% = metade do vapor p/ saturar100% = saturado>100% = supersaturado
Duplo controle da UR (vapor constante): elevar T → aumenta rs → REDUZ a UR; reduzir T → diminui rs → ELEVA a UR.
Ex. Mirante de Santana (6/6/2011, massa polar): madrugada ~10 °C com UR ~90%; às 16 h T sobe a 22,7 °C e UR cai ao mínimo de 36%; ao entardecer T cai e UR volta a 70%.
DefiniçãoT obtida ao resfriar o ar até a saturação (pressão e vapor constantes). Sempre ≤ T do ar. Mais vapor → maior o ponto de orvalho.
- Estima a T mínima da madrugada e prevê orvalho/geada. Com menos vapor, a atmosfera absorve menos radiação terrestre → a mínima cai mais (céu limpo, ventos calmos).
- Diferença T − ponto de orvalho estima a UR: maior diferença → menor UR; iguais → UR 100%.
Pegadinha clássica: UR baixa ≠ pouco vapor. Deserto 35 °C, orvalho 10 °C, UR 21% tem MAIS vapor que a massa polar -2 °C, orvalho -2 °C, UR 100%. A UR é fração do limite de saturação, não a quantidade de vapor.
Psicrômetro
- Dois termômetros idênticos lado a lado.
- Bulbo seco = temperatura do ar.
- Bulbo úmido = envolto em musselina; molha-se e força-se corrente de ar; a evaporação retira calor e a T cai a um mínimo = temperatura de bulbo úmido. Quanto mais seco o ar, maior o resfriamento.
UR calculada pela depressão do bulbo úmido = diferença bulbo seco − bulbo úmido. Maior diferença → menor UR; ar saturado → os dois marcam o mesmo valor.
Tabela psicrométricaVálida para a pressão local. Ex. SP (930 hPa): bulbo seco 27 °C, úmido 20 °C → depressão 7 °C → UR 53%.
Higrômetro de cabeloCabelo humano/crina de cavalo estica com umidade, contrai ao cair; usado no termo-higrógrafo (registra T e umidade juntas).
Atingida a saturação, formam-se gotas de água líquida ou cristais de gelo.
Onde as gotas existemNa atmosfera como nevoeiro, neblina ou nuvem; ou sobre uma superfície (orvalho).
OrvalhoCondensação do vapor sobre uma superfície. Noite de céu aberto e sem vento: superfície resfria por radiação, ar resfria por condução; atinge o ponto de orvalho → gotas.
- Geada branca: ponto de orvalho < 0 °C e superfície atinge o congelamento → vapor deposita como cristais de gelo (aspecto branco); ou orvalho já formado congela abaixo de 0 °C.
- Geada negra (mais severa): pouca umidade + perda radiativa intensa; a vegetação resfria à temperatura letal, sem deposição de gelo, e morre pelo congelamento das células.
Gotas de nuvem precisam de pequenas partículas — os núcleos de condensação. Sem elas, a condensação só começaria com UR acima de 100%.
Água super-resfriadaLíquida, porém abaixo de 0 °C. Cristais de gelo exigem núcleos de gelo.
Formação por faixa de temperatura de saturação
| Faixa | O que se forma |
|---|---|
| 0 a -4 °C | água super-resfriada (líquida); o gelo não se forma |
| abaixo de -4 °C | cresce a probabilidade de formar gelo |
| -10 a -40 °C | cristais de gelo e/ou gotas super-resfriadas |
| abaixo de -40 °C | apenas cristais de gelo (com ou sem núcleos) |
Tipos de condensação — Inmet (+ METAR)
| Tipo | Definição | METAR |
|---|---|---|
| Chuva | gotas caem quando o peso supera as correntes verticais; 1 mm = 1 L/m² | — |
| Chuvisco/garoa | gotas < 0,5 mm, parecem flutuar no ar | — |
| Granizo | gelo de cumulonimbus; diâmetro ≥ 5 mm | GR / GS (pequeno) |
| Neve | cristais translúcidos hexagonais, congelamento direto do vapor; formam flocos | SN |
| Névoa | gotículas microscópicas em suspensão; NÃO reduz a visibilidade | — |
| Nevoeiro | gotículas visíveis; reduz a visibilidade < 1000 m; exige saturação + núcleos | FG |
