PROCESOS ADIABÁTICOS

Transcripción

1 PROCESOS ADIABÁTICOS

2 AIRE GAS Leyes de los gases perfectos Masa Sujeto a la acción de las energías mecánica y calorífica Leyes de la termodinámica

3 Ley de los gases p= δrt δ= densidad de gas R= constante numérica de los gases T=Temperatura del gas en K BOYLE

4 TEORIA MOLECULAR DE LOS GASES EL AIRE tiene un gran número de moléculas en movimiento irregular e ininterrumpido, con frecuentes colisiones. El efecto de los impactos esta en forma de presión que ejerce un gas

5 CONCLUSIÓN

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7 Con 0 K, las moléculas permanecen inmóviles y el gas no ejercería presión. Al elevarse la T aumenta el movimiento molecular.

8 1era ley Termodinámica Cambios físicos que se producen cuando se suministra o se quita calor a un gas Si a un volumen de aire se le suministra calor, parte de el es empleado en el trabajo de vencer la presión externa y expandirse, y la parte restante se traduce en el aumento de T

9 Trabajo = p α En consecuencia h = C v T + p α Donde h = calor suministrado C v = calor específico a volumen constante C v T = aumento de la energía interna p α = Trabajo gastado en la expansión

10 Por lo tanto aumento de energía Calor suministrado = interna + trabajo de dilatación Es más fácil medir cambios de presión que de volumen entonces tenemos h = C p T - α p Donde C p = calor específico a presión constante

11 Procesos adiabáticos Producen cambios de T sin que ocurran intercambios de calor con el ambiente El aire se enfría al expandirse y se calienta al ser comprimido Si el aire no está saturado y su cambio de T se debe por completo a la expansión o a la contracción, se llama proceso adiabático seco

12 Si el aire está saturado, al condensarse el vapor de agua que contiene se liberará el calor latente y en este caso será proceso adiabático húmedo Aire se enfria cuando asciende, se calienta cuando desciende. Incremento de presion dada por altura - p = δg z δ= densidad del aire g= gravedad del aire z= aumento de altura - p= disminución de la presión

13 El enfriamiento del aire seco al ascender es casi 1 0 C por c/100 m y es gradiente térmico adiabático seco (γ). (- T / z) Con agua presente el enfriamiento es menos acentuado y corresponde a 0,6 0 C por c/100 m y se le conoce como gradiente térmico adiabático húmedo (γ ).

14 Valores de γ en grados Celsius por cada 100 m de elevación, J Lorente. Presión (mb) Temperatura 22 C 12 C 2 C -8 C -18 C ,42 0,52 0,64 0,72 0, ,40 0,50 0,62 0,70 0, ,38 0,47 0,59 0,68 0, ,36 0,45 0,56 0,65 0,80

15 Diagramas termodinámicos Facilitan el estudio de gradientes térmicos verticales Calcular algunos datos de la atmósfera con rapidez Distintos tipos de gráficos aerológicos Se indican las T en el eje de abscisas (x) y las presiones en el eje de las ordenadas (y)

16 Diagrama termodinámico Isobara?? Isoterma?? Inversión térmica?? Diagrama Stüv

17 Presion nivel del mar: 1000 mb T suelo: 20 C HR: 80% Punto de rocío= seca vs equisaturada Formación nubes = seca vs equisaturada Concentracion HR= punto referencia suelo O

18 Presion nivel del mar: 1050 mb T suelo: 20 C HR: 70% Punto de rocío= seca vs equisaturada Formación nubes = seca vs equisaturada Concentracion HR= punto referencia suelo O

19 Estabilidad e inestabilidad del aire Una partícula de aire está estable si al moverla hacia arriba o hacia abajo tiende a regresar a su posición primitiva o inicial Una partícula de aire está inestable si al moverla hacia arriba o hacia abajo tiende a proseguir el movimiento en la dirección y sentido iniciado

20 Los movimientos verticales tienen gran importancia en la generación de diversos fenómenos meteorológicos como tormentas, chubascos, tornados, etc

21 Si al ascender encuentra capas de aire más caliente, la partícula, por tener menor T, será más pesada que el aire que la rodea y tenderá a regresar a su punto de origen en este caso será

22 Si la partícula encuentra capas más frías que ella será más ligera y, por tanto, seguirá ascendiendo en este caso será

23 Si la temperatura del aire y de la partícula son iguales, esto significa que tienen igual densidad en este caso será

24 Estabilidad e inestabilidad del aire Aire seco Aire húmedo GTV < GAS estable GTV > GAS inestable GTV = GAS neutro GTV < GAH estable GTV > GAH estable GTV = GAH neutro

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26 Formación de nubes

27 Formación de cumulonimbus

28 Formación de cumulus en escaso desarrollo

29 Cumulus humilis

30 Cumulus congestus y cumulonimbus