Termodinámica y estabilidad · Última actualización: 2026-10-16

Presión de vapor: el empuje del agua en forma gaseosa: ejercicios cortos para subir de nivel

Estos ocho ejercicios entrenan la lectura de presión de vapor desde unidades hasta interpretación. Cada uno incluye respuesta y una forma de comprobarla. Los datos son originales y prescritos, sin representar una estación. Las referencias numéricas proceden de gas ideal y una curva de equilibrio de calor latente fijo, útil para aprender y distinta de un cálculo operativo. Puedes resolver primero cada pregunta y después leer la solución. Mantén presión efectiva, referencia saturante y porcentaje con nombres separados; saber qué se está comparando importa tanto como obtener una cifra.

1. Cambiar unidades sin cambiar el estado

Enunciado. Un estado tiene 960 hPa de presión total y 1500 Pa de vapor. Exprésalo todo en hPa y calcula el componente seco. Solución.1500 Pa son 15 hPa, porque 1 hPa=100 Pa. El componente seco ideal aporta 960−15=945 hPa. La presión total sigue siendo 960: ya incluye el vapor. Comprobación.945+15=960 hPa; también 94500+1500=96000 Pa. Restar directamente 960−1500 mezclaría escalas. La cifra 1500 no indica más presión que 960 hasta conocer sus unidades. Este ejercicio comprueba una descomposición del estado, sin diagnosticar viento, evaporación o una variación temporal del barómetro.

2. Obtener HR con una referencia conocida

Enunciado. Mantén 1500 Pa efectivos y toma 21 °C, donde nuestra curva líquida da≈2518,1385 Pa de equilibrio. ¿Cuál es la HR? Solución. Dividir 1500 entre 2518,1385 produce≈0,595678, o≈59,568 %. Comprobación. Multiplicar esa fracción por la referencia recupera aproximadamente 1500 Pa. El porcentaje compara dos presiones, no masa de agua y masa de aire. Tampoco afirma que haya nube o llueva. Para reconstruir e desde una HR de otra aplicación, hace falta conservar temperatura y referencia compatibles. Un porcentaje sin su contexto no permite repetir esta operación ni comparar estados con el mismo significado.

3. Leer una temperatura de rocío

Enunciado. Nuestra inversión de equilibrio asigna a 1500 Pa un punto de rocío líquido≈12,952 °C. ¿Se debe sustituir por 21 °C al reconstruir el vapor? Solución. No: evaluar la referencia a 12,952 °C recupera 1500 Pa; evaluarla a 21 °C entrega≈2518,1385 Pa y presupone otra humedad. Comprobación. Diferencia temperatura ambiente, que determina la referencia para HR, de rocío, que representa e mediante la curva elegida. Los números son educativos y no un enfriamiento observado. Un punto de escarcha usa otra fase y conserva su nombre incluso bajo cero; no basta el signo de una temperatura para intercambiar las definiciones.

4. Distinguir tres maneras de expresar masa

Enunciado. Con 96000 Pa totales,1500 Pa de vapor y 21 °C, las cuentas ideales dan r≈9,8729 g/kg seco, q≈9,7764 g/kg gaseoso y densidad de vapor≈11,0497 g/m³. ¿Son tres medidas contradictorias? Solución. No: cambian los denominadores. La primera compara con masa seca; la segunda con todos los gases sin gotas; la tercera con volumen. Comprobación. La q es algo menor que r porque divide por más masa. Tampoco 9,7764 g/kg significa 9,7764 %: equivale a≈0,97764 % de masa gaseosa. Para comparar productos, conserva sus definiciones antes de interpretar diferencias como cambios reales del ambiente.

5. Cambiar presión manteniendo composición

Enunciado. Dos estados comparten 9 g de vapor por kilogramo seco. A 960 hPa, e≈13,6927 hPa. ¿Qué sucede al prescribir 800 hPa y la misma razón de mezcla? Solución. La relación ideal da≈11,4106 hPa. Comprobación. Para composición fija, la parcial escala con la total:800/960=5/6, el mismo cociente entre ambas e. Esto no calcula una trayectoria de ascenso ni indica altura, temperatura final o condensación. Enseña que conservar una proporción por masa no conserva presión parcial. Antes de trasladarlo a una parcela real habría que dar sus balances y comprobar si la composición efectivamente permanece constante.

6. Comparar líquido y hielo

Enunciado. Otro estado tiene−8 °C y 320 Pa de vapor. Las referencias educativas son≈335,983 Pa para líquido y≈310,467 Pa para hielo. Calcula ambos porcentajes. Solución. HR líquida≈95,243 %; de hielo≈103,071 %. Comprobación. El denominador menor produce porcentaje mayor, sin añadir vapor. Las dos cifras son compatibles con el mismo estado dentro de las curvas declaradas. No se demuestra presencia de cristales ni tasa de crecimiento. Una referencia de fase y una observación de partículas son datos diferentes. Tampoco procede recortar automáticamente a 100 % o presentar nuestra curva fija como ejecución de MetPy.

7. Promediar después de convertir

Enunciado. Dos muestras educativas de rocío líquido son 8 y 18 °C. Sus e resultan≈1074,6345 y 2082,8981 Pa. ¿La media coincide con convertir el rocío medio 13 °C? Solución. La media de e es≈1578,7663 Pa, mientras la curva a 13 °C da≈1504,7882 Pa. Comprobación. Son operaciones distintas porque la conversión no es lineal. Conserva las muestras, cobertura y orden de cálculo al comparar un producto diario con valores instantáneos. Este par no representa una serie real ni mide error instrumental; muestra por qué un promedio de una variable no reconstruye automáticamente el promedio de otra.

8. Diferenciar déficit y evaporación

Enunciado. A 21 °C/e 1500 Pa, resta la presión efectiva de la referencia líquida 2518,1385 Pa. ¿Cuántos milímetros se evaporan? Solución. La resta entrega≈1018,1385 Pa=10,1814 hPa=1,01814 kPa; la evaporación sigue indeterminada. Comprobación. El resultado tiene unidades de presión, mientras un flujo requiere masa por área y tiempo. FAO considera energía y transporte junto con humedad para explicar el intercambio. Además, una superficie puede tener temperatura distinta del aire. Sin condiciones y relación de transferencia, ese déficit no determina agua disponible, una tasa o una acumulación en milímetros.

9. Mini checklist de interpretación rápida

  • ¿Es presión total, efectiva o de equilibrio?
  • ¿Pa, hPa y kPa comparten escala antes de operar?
  • ¿Temperatura ambiente o rocío, y qué fase?
  • ¿Porcentaje, fracción, masa seca, gases o volumen?
  • ¿Muestras compatibles y promedio en el orden declarado?
  • ¿Qué dato falta para pasar de estado a proceso?

Un dato ausente mantiene la ausencia. No se sustituye por cero para completar una respuesta.

10. Qué significa haber resuelto el ejercicio

La cuenta queda cerrada cuando puedes explicar variable, unidad y condiciones, además del número. La comprobación inversa ayuda a detectar errores. Después conserva el alcance: un estado educativo no demuestra una observación, y una conversión de humedad no resuelve por sí sola nube, transporte o lluvia. Esa separación hace útil el cálculo.

Fuentes y lecturas recomendadas

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