Densidade absoluta do vapor de água
Uma pressão de vapor de 2339 Pa a 293,15 K, cerca de 20 °C, corresponde a uns 17,3 gramas de vapor de água em cada metro cúbico de ar. A umidade relativa sozinha não informa essa massa. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Pressão de vapor
- 2.339
- Criatividade
- 293,15
- Temperatura (°C)
- 20 kg/m³
- Massa molar
- 0,01801528
- Constante dos gases
- 8,314462618
- Constante específica do gás
- 461,522808305
Meteorologistas, engenheiros de climatização, operadores de estufas e estudantes de termodinâmica do ar úmido frequentemente precisam da massa absoluta de vapor de água em um metro cúbico de ar quando conhecem apenas a pressão de vapor e a temperatura do ar. A umidade relativa sozinha não fornece essa massa: ainda é necessária a pressão parcial do vapor e a temperatura absoluta que aparecem na expressão do gás ideal para a densidade. Esta calculadora de densidade absoluta do vapor de água aceita a pressão parcial do vapor de água e a temperatura absoluta em kelvin, aplica ρ_v igual a e vezes M_w sobre R vezes T com constantes SI padrão da água e devolve a densidade em quilogramas por metro cúbico e em gramas por metro cúbico.
O que significa a densidade absoluta do vapor de água e como funciona ρ_v = e·M_w/(R·T)
A densidade absoluta do vapor de água — também chamada umidade absoluta quando expressa como massa de vapor por unidade de volume — é a massa de vapor de água contida em um metro cúbico de ar úmido. Não é o mesmo que a umidade relativa, que é uma razão adimensional entre a pressão de vapor real e a de saturação na mesma temperatura. Tampouco é a razão de umidade ou a razão de mistura, que comparam a massa de vapor com a massa de ar seco.
A densidade absoluta responde a uma pergunta física direta: quantos quilogramas de moléculas de H2O ocupam cada metro cúbico sob a pressão parcial de vapor medida. Aqui e é a pressão parcial do vapor de água em pascals, M_w é a massa molar do vapor de água (padrão 0.01801528 quilogramas por mol), R é a constante universal dos gases (padrão 8.314462618 joules por mol por kelvin) e T é a temperatura absoluta em kelvin.
O resultado é densidade mássica SI em quilogramas por metro cúbico; a resposta também multiplica por mil para dar gramas por metro cúbico, unidade comum em tabelas e instrumentos de umidade. A fórmula assume comportamento de gás ideal apenas da pressão parcial do vapor; não exige a pressão do ar seco como entrada, porque a densidade absoluta do vapor depende de e e T, não da pressão total da estação. Quando a pressão de vapor é zero, a densidade é zero (ar seco sem massa de vapor).
Contrato de entrada, formato da resposta e comportamento em erros
A pressão de vapor deve ser não negativa: pressão parcial negativa não é física e é rejeitada. A temperatura deve ser estritamente positiva. A temperatura absoluta zero é rejeitada com a mensagem de que a fórmula de densidade do vapor de água do gás ideal divide por T e é indefinida no zero absoluto; temperaturas negativas falham de modo análogo como não positivas.
Exemplo: pressão de vapor 2339 pascals a 293.15 kelvin (cerca de 20 graus Celsius) com padrões produz aproximadamente 17.3 gramas de vapor de água por metro cúbico, coerente com a umidade absoluta de saturação perto da temperatura ambiente. Os valores são arredondados a doze casas decimais para goldens estáveis entre runtimes. A validação falha não é cobrada.
Quem precisa da densidade absoluta do vapor
Cadernos de tempo e clima convertem pressão de vapor medida ou de modelo e temperatura do ar em umidade absoluta para balanços de umidade, estimativas de calor latente e comparação com a densidade mássica de sensores de umidade. Sistemas de controle climático de estufas e museus acompanham gramas de vapor de água por metro cúbico para definir setpoints de desumidificação estáveis quando a temperatura oscila.
Scripts de comissionamento HVAC precisam de um oráculo determinístico de umidade absoluta a partir da pressão parcial psicrométrica sem embutir constantes de gás ad hoc em cada planilha. Cursos de ciências atmosféricas usam uma calculadora de densidade absoluta do vapor de água para que os alunos verifiquem problemas de gás ideal do livro e vejam que umidade relativa de cem por cento em temperaturas diferentes implica massas de vapor por metro cúbico diferentes. Pressão de vapor inválida ou temperatura absoluta zero não consome saldo.
Casos de uso
Balanços de umidade e cadernos climáticos
Converta pressão de vapor de modelo ou estação e temperatura absoluta em umidade absoluta em kg/m³ ou g/m³ para fluxos de umidade e calor latente.
Setpoints de estufa e HVAC
Acompanhe gramas de vapor de água por metro cúbico a partir de e e T medidos para que as metas de desumidificação permaneçam significativas quando a temperatura do ar muda.
Perguntas frequentes
O que acontece se a temperatura absoluta for zero?
A fórmula de densidade do gás ideal divide por T e é indefinida no zero absoluto; temperaturas não positivas não são cobradas.
É o mesmo que umidade relativa?
A densidade absoluta do vapor de água é massa de vapor por metro cúbico e depende apenas de e e T (mais M_w e R), não da pressão de vapor de saturação.
Quais unidades devo usar para a pressão de vapor?
Os padrões SI esperam pascals (Pa). Converta de hPa ou mbar multiplicando por 100 (ex.: 23.39 hPa → 2339 Pa). A temperatura deve ser kelvin, não Celsius.
Preciso da pressão total do ar?
Não. A densidade absoluta do vapor depende só da pressão parcial do próprio vapor e da temperatura absoluta, então a pressão da estação não entra no cálculo. Informe a pressão de vapor em pascals e a temperatura em kelvin.
Como converto a temperatura de Celsius para kelvin?
Some 273,15 à leitura em Celsius. Por exemplo, 20 °C são 293,15 K, que com pressão de vapor de 2339 Pa dão cerca de 17,3 gramas de vapor de água por metro cúbico.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/earth/water-vapor-density \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"vapor_pressure":2339,"temperature":293.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/earth/water-vapor-density", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"vapor_pressure": 2339,
"temperature": 293.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/earth/water-vapor-density",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"vapor_pressure": 2339,
"temperature": 293.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/earth/water-vapor-density", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"vapor_pressure":2339,"temperature":293.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"vapor_pressure":2339,"temperature":293.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/earth/water-vapor-density", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"vapor_pressure": 2339,
"temperature": 293.15
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "earth.water_vapor_density",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
A temperatura absoluta zero é rejeitada com invalid_input porque a fórmula do gás ideal divide por T.
O que significa a densidade absoluta do vapor de água e como funciona ρ_v = e·M_w/(R·T)
Tratando o vapor de água como gás ideal em temperaturas e pressões parciais atmosféricas ordinárias, a equação de estado desse componente de pressão parcial é e V igual a n R T, ou e igual a (rho_v sobre M_w) R T na forma de densidade mássica. Resolvendo para a densidade obtém-se a fórmula de trabalho desta capacidade: rho_v igual a e vezes M_w dividido por R vezes T. Uma forma equivalente usa a constante específica do vapor de água R_v igual a R sobre M_w, cerca de 461.5 joules por quilograma por kelvin, de modo que rho_v igual a e sobre R_v T. Ambas as formas são algebricamente idênticas; este endpoint informa a forma do gás universal e R_v para exibição. Quando a temperatura absoluta se aproxima de zero kelvin o denominador se anula, por isso T igual a zero é um erro invalid_input explícito em vez de um sucesso infinito ou NaN.
Contrato de entrada, formato da resposta e comportamento em erros
Envie por POST um corpo JSON com dois números finitos obrigatórios: vapor_pressure (aliases e, vp, vapor_pressure_pa, partial_pressure, water_vapor_pressure), a pressão parcial do vapor de água em pascals; e temperature (aliases t, temp, temp_k, temperature_k, absolute_temperature), a temperatura absoluta do ar em kelvin. Cada campo pode chegar como número JSON ou como string numérica; campos ausentes, strings vazias e valores não finitos falham com invalid_input nomeando o campo. O opcional molar_mass (aliases mw, m_w, molar_mass_water, water_molar_mass) substitui a massa molar padrão da água 0.01801528 quilogramas por mol e deve ser positivo quando fornecido. O opcional gas_constant (aliases r, R, universal_gas_constant) substitui o R SI padrão e deve ser positivo quando fornecido. Em caso de sucesso o corpo ecoa vapor_pressure, temperature, temperature_c como T menos 273.15, molar_mass e se foi usado o padrão, gas_constant e se foi usado o padrão, specific_gas_constant R_v, density em quilogramas por metro cúbico, density_g_m3 em gramas por metro cúbico, rótulos de unidade, strings formula e equation, method ideal_gas_water_vapor_density e um breve array steps. Combine a resposta com o seu próprio modelo de pressão de vapor de saturação se precisar de umidade relativa; este endpoint não calcula e_s nem RH apenas a partir da temperatura de bulbo seco.
Onde uma API de densidade absoluta do vapor de água se justifica
Como a implementação é parse puro tier A, cada chamada bem-sucedida custa o preço base publicado US$ 0,002 sem tokens de modelo nem rede de saída. Mantenha as requisições pequenas, fixe density e density_g_m3 arredondados nos testes e obtenha densidades de umidade absoluta reproduzíveis para lições, painéis e cálculos de umidade em produção sem montar uma biblioteca psicrométrica completa própria.
Casos de integração
Verificações de umidade de gás ideal em sala de aula
Permita que os alunos verifiquem ρ_v = e·M_w/(R·T) com pressões parciais e temperaturas em kelvin do livro, com widget gratuito determinístico e API correspondente.
Perguntas técnicas
Como calculo a densidade absoluta do vapor de água a partir da pressão de vapor e da temperatura?
Envie vapor_pressure e em pascals e a temperatura absoluta T em kelvin. A API devolve ρ_v = e·M_w/(R·T) em kg/m³ e g/m³ com a massa molar da água e a constante SI padrão, a menos que você as sobrescreva.
Quanto custa a calculadora de densidade absoluta do vapor de água?
A ferramenta do navegador é gratuita. Solicitações API usam saldo KIT pré-pago a US$ 0,002 por chamada bem-sucedida; entrada inválida não é cobrada.