Ar quente, ar frio e chuva

Ar quente, ar frio e chuva

    Certamente você já viu coisas como estas:
o espelho do banheiro, especialmente em um dia frio e depois de um banho quente, ficar cheio de gotículas de água;
o para-brisa de um carro ficar embaçado, cheio de pequeníssimas gotículas de água, especialmente se há, dentro do carro, algumas coisas molhadas, como sua roupa, os sapatos, o guarda-chuva;
uma lata de refrigerante gelado ficar cheia de gotas de água.


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    Em todos esses casos, o que ocorre é consequência da seguinte propriedade do ar: quanto mais frio ele estiver, menor é a quantidade de água na forma de vapor (ou seja, gás, invisível, sem condensação, sem gotículas etc.) que ele é capaz de conter. Assim, o que ocorre no espelho do banheiro é o seguinte. O ar longe do espelho contém uma quantidade grande de vapor de água (na forma de gás), que não condensa porque ele, o ar, está relativamente quente. Mas o espelho e o ar em sua proximidade podem estar bem mais frios. Portanto, quando uma parcela daquele ar úmido se aproxima do espelho frio, ele se esfria e o vapor se condensa.

    Você pode, também, fazer uma “experiência controlada”. Em um dia úmido e quente de verão, peque uma garrafa de plástico, dessas usadas para embalar água, que esteja totalmente seca por dentro, feche-a e coloque-a na geladeira ou no congelador por algum tempo: ao tirar, provavelmente você perceberá gotículas de água em sua parede interna.
    Em resumo: quanto mais quente o ar, maior sua capacidade de conter água na forma de gás; quanto mais frio, menor essa capacidade. Em um dia quente, a 35º C, um metro cúbico de ar pode conter 30 g de água, o equivalente a uma xicrinha de café, sem que ela se condense. Ou, 30 mg de água para cada litro de ar, o que corresponde a uma pequena gota de água. Mas a 5º C a capacidade do ar dissolver a água é reduzida e um litro de ar pode conter, sem que a água se condense, não mais do que 10 mg. Assim, na “experiência controlada” da garrafa em um dia quente e bem úmido, ela pode estar totalmente seca, mas o ar dentro dela pode conter uns 30 mg de água na forma de vapor; ao ser colocada na geladeira, ela não poderá ter mais do que uma pequena fração daqueles 30 mg que tinha na forma de vapor, e o restante ser transformado em gotículas de água em sua parede.

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    Vamos juntar as informações

    Veja o que pode acontecer com uma massa de ar úmido ao subir uma montanha. Como a ar se esfria por causa de sua expansão, sua capacidade de reter água na forma de gás é reduzida, como a do ar úmido e quente próximo ao espelho mais frio do banheiro. Consequência: há condensação da água e chove. (Esse tipo de precipitação é chamado de orográfica, pois depende do relevo do solo.) Isso é bastante comum nas regiões montanhosas próximas ao litoral. A Serra do Mar, que vai desde o Estado de Santa Catarina até o Rio de Janeiro é um bom exemplo: ar úmido vem do mar, começa a subir a serra, esfria-se ... e a chuva cai, algumas vezes com muita intensidade. Juntando esse tipo de chuva, solo frágil, especulação imobiliária, falta de moradia e ocupação irregular, temos todos os ingredientes necessários para tragédias.

    Como chove, a massa de ar que subiu a montanha tem sua umidade reduzida. E aí aparece o outro lado da montanha.
Quando a massa de ar continuar seu deslocamento, ela atingirá o cume da montanha com muito menos água do que tinha antes de iniciar a subida. Continuando seu caminho, essa massa de ar poderá descer a vertente oposta, acompanhando o relevo. Ao descer, o ar é comprimido e, portanto, como na bomba de encher pneus e bolas, esquenta. Como essa massa de ar já tinha perdido boa parte da água que continha antes da subida, sua umidade relativa pode ficar muito baixa: ar quente e seco.

    Esse tipo de fenômeno ocorre, por exemplo, no deserto do Atacama, no Chile. A corrente de ar dominante naquela região vai da região central da América do Sul em direção à cordilheira dos Andes. Quando esse ar úmido – pois veio das regiões úmidas do continente – sobre a cordilheira, ele se esfria, provocando chuvas e perdendo água. As continuar seu caminho, desce pelo lado oposto, é comprimido por causa do aumenta da pressão atmosférica e esquenta. Resultado: ar quente e seco, o que faz do deserto do Atacama uma das regiões mais secas do mundo.

    Mas quando o balão de ar quente sobe, ele também não esfria?

    A pergunta é pertinente. Realmente, quando um balão de ar quente começa a subir, o ar dentro dele, evidentemente, se expande, na medida em que a pressão atmosférica vai sendo reduzida. Portanto, ele esfria, como qualquer volume de gás que se expande quando submetido a uma pressão externa, e o ar no balão fica mais denso e mais pesado. Mas a temperatura do ar dentro de um balão é de quase 400 K (perto de 200º C) e se você tiver tido a paciência de fazer as contas sugeridas anteriormente vai perceber que a variação de temperatura do ar dentro dos balões usados em competições ou esportes de aventura é relativamente pequena.