Termodinámica y estabilidad · Última actualización: 2026-10-15

Humedad específica: humedad sin trampas: ejercicios cortos para subir de nivel

Estos ocho ejercicios propios sirven para comprobar qué significa humedad específica q y qué datos necesita cada operación. Incluyen solución y una pregunta de interpretación, porque obtener un número no basta para saber qué demuestra. Se utiliza aire sin condensado salvo donde se introduce líquido expresamente. Los estados son educativos, sin pertenecer a estaciones, sondeos observados o pronósticos.

1. Pasar de masas a unidades de q

Pregunta. Una muestra tiene 996 g de aire seco y 4 g de vapor. ¿Cuál es q en g/kg, kg/kg y porcentaje de masa? Antes de calcular, identifica el denominador: no es solo aire seco, sino la masa húmeda bajo la definición gaseosa adoptada.

Solución. Masa húmeda=1000 g=1 kg. q=4 g/kg=0,004 kg/kg. El vapor representa el 0,4 % de masa húmeda. No son 4 % de humedad relativa ni 4 g/m³.

Interpretación. Sin temperatura, presión o volumen no se obtiene saturación o densidad de vapor. El ejercicio comprueba composición, conservando la misma muestra al cambiar escala.

2. Convertir una razón de mezcla

Pregunta. r=12 g/kg de aire seco. ¿Es exactamente q=12 g/kg húmedos? Escribe primero r en kg/kg para evitar introducir el número de la escala equivocada. El vapor es el mismo, pero las dos variables dividen por masas distintas.

Solución. r=0,012 kg/kg. Con q=r/(1+r), q≈0,0118577075 kg/kg=11,85771 g/kg húmedos. La transformación inversa r=q/(1−q) recupera el valor de partida.

Interpretación. La diferencia no representa vapor perdido. Si otro producto incluye gotas o hielo en el denominador, se revisa su definición antes de aplicar una relación derivada para gas sin condensado.

3. Obtener q desde rocío y presión

Pregunta. Un estado propio tiene presión de 950 hPa y punto de rocío de 10 °C. ¿Qué q le corresponde con nuestra curva líquida educativa? No se necesita la temperatura del aire para esta conversión concreta, aunque sí haría falta para humedad relativa.

Solución. El rocío dado corresponde a presión de vapor≈1231,307 Pa. Al combinarla con p=95000 Pa en la relación gaseosa, q≈8,10143 g/kg. La presión no se omite ni se introduce como 950 si la otra entrada está en Pa.

Interpretación. No se obtuvo una altura geométrica ni se calculó un ascenso. Es un estado con presión y referencia de rocío definidas.

4. Comparar vapor y saturación en un perfil

Pregunta. ¿Coinciden máximo q y máximo porcentaje relativo en este sondeo educativo? Se prescriben presión, temperatura y punto de rocío, sin alturas asignadas ni trayectoria de una misma parcela.

  • 950 hPa: 20 °C y rocío de 10 °C.
  • 850 hPa: 5 °C y rocío de 0 °C.
  • 700 hPa: −10 °C y rocío de −20 °C.

Solución. q≈8,10143; 4,48469 y 1,13425 g/kg. Humedad relativa≈52,07; 70,01 y 44,34 %, con referencia líquida incluso bajo cero. Máximo q: 950 hPa; máximo porcentaje relativo entre esos puntos: 850.

Interpretación. Una capa fría puede acercarse más a saturación con menos vapor por masa. Las diferencias del entorno no son pérdida de vapor de una parcela.

5. Mezclar porciones de masas distintas

Pregunta. Se mezclan 0,5 kg húmedos con q=4 g/kg y 1,5 kg con q=12. La mezcla se prescribe cerrada y sin cambio de fase. ¿Qué q final conserva las masas? No se promedian sin más los dos números de q.

Solución. Primera porción: 2 g de vapor; segunda: 18 g. Total: 20 g en 2 kg húmedos, q=10 g/kg. La media simple 8 daría un presupuesto diferente.

Interpretación. No se obtuvo humedad relativa final ni se comprobó equilibrio de una mezcla real con temperaturas desconocidas. La ausencia de fase nueva es una condición del ejercicio.

6. Contabilizar una condensación retenida

Pregunta. Muestra de 990 g secos y 10 de vapor: se prescriben 4 g de vapor transformados en líquido que permanece dentro. ¿Cuánto vapor y agua total quedan? Distingue masa total con gotas de masa solo gaseosa al escribir una razón.

Solución. Vapor=6 g, líquido=4 y agua total=10, dentro de 1 kg total. Vapor/masa total=6 g/kg. Si el denominador es únicamente gas, queda una masa gaseosa de 996 g y q gaseosa≈6,02410 g/kg.

Interpretación. No se crea agua; cambia su fase. El ejercicio verifica masa, sin resolver temperatura o energía necesarias para producir esa partición.

7. Sumar contribuciones de dos bandas

Pregunta. En otro caso, independiente del sondeo anterior, una banda de 50 hPa tiene q media=10 g/kg y otra de 100 hPa, q media=4. ¿Cuánta masa de vapor por m² suman bajo equilibrio hidrostático? Las medias representan sus respectivas bandas.

Solución. Con g=9,81 m/s², se calcula [0,010×5000+0,004×10000]/9,81≈9,17431 kg/m², equivalentes a 9,17431 mm de agua de 1000 kg/m³.

Interpretación. Es la suma de esas bandas, no toda la columna ni lluvia prevista. Tampoco se multiplican 10 y 4 por presiones en hPa dentro de una cuenta que necesita Pa.

8. Combinar dos márgenes de entrada

Pregunta. q=10±1 g/kg y masa húmeda=2±0,1 kg son bandas permitidas que pueden combinarse libremente. ¿Cuál es el intervalo de masa de vapor? No se supone una distribución probabilística ni un error de sensor.

Solución. Valor central=20 g. Mínimo: 9×1,9=17,1 g. Máximo: 11×2,1=23,1. El intervalo queda 2,9 g por debajo y 3,1 por encima del central.

Interpretación. No es exactamente 20±3 ni un intervalo de confianza. Si las entradas no pudieran variar libremente juntas, habría que utilizar sus restricciones. La cuenta necesita una masa representada, no solo q de un punto.

9. Errores comunes y unidades

  • kg/kg dentro de las identidades.
  • g/kg secos y húmedos no son idénticos.
  • Presiones en la misma escala.
  • Referencia líquida o de hielo declarada.
  • Gas, condensado y agua total separados.
  • Dato ausente permanece desconocido.

Para autoevaluarse, explica después de cada número qué entrada falta para hablar de nube, transporte o lluvia. Una solución numérica correcta conserva ese límite.

10. Conclusión

Los ejercicios consolidan una idea: q permite seguir composición mediante masas y operaciones explícitas. La interpretación mejora al conservar denominador, unidades, fases y dominio antes de extraer consecuencias meteorológicas.

Fuentes y lecturas recomendadas

J+A♾️ · Artículo revisado y ampliado en WikiMeteo.es