Procesos en la Atmosfera

Transcripción

1 Procesos en la Atosfera 1. Enfriaiento isobárico (δq 0, dp=0, dh=δq) Todos estos 2. Adiabaticos (δq =0,dp=0,dh=0) procesos son 3. Pseudoadiabáticos iportantes en las nubes!!! Ejeplos caso (2) Procesos isoentálpicos: 1)Cond o Evaporización de agua en aire no saturado. Evaporación pp 2) Mezcla horizontal de dos asas de aire. 3) Expansion Adiabatica 1 ) Enfriaiento Isobarico Sistea cerrado q, w constantes, p se antiene constante, HR Varia T HR y es (T) Teperatura a la cual debe ser Si e=es T=Td enfriado el aire hasta alcanzar a saturacion, con p constante. Si la saturación se alcanza respecto al hielo la T es Tf, T de escarcha Usando C.C y aproxiaciones T-Td=-35Log(HR)

2 2. Procesos Adiabaticos Isobaricos Sistea cerrado,aire aire húedo +agua, la H=0(δq=0 0 ydp=0) ISOENTALPICO Escribios la ecuación para la entalpía, para un estado inicial y final con Ti y otro Tf=Tiw y wf=wsw y..llegaos a Teperatura a la cual debe ser l enfriado el aire por evaporación de v T = T + ( w w ) Teperatura iw s isobárica de bulbo agua hasta que el iso alcance cpd húedo exactaente la saturación a p constante y aislado Pr resion Y tabién de la isa fora estiaos T Solido l v Teperatura que alcanzaría el ie = T + w c Teperatura aire húedo si se secara pd isobárica totalente por condensacion del equivalente vapor de agua y la isa sale del Liquido sistea. Vapor Teperaturq

3 Relación entre las teperaturas Ecuacion Psicroetrica e w ( T d ) = e w ( T iw ) pc l v p d ε ( T T ) iw Recordeos la Relación entre las Teperaturas ya vistas T d <T iw <T<T v <T ie

4 2. Procesos Adiabaticos Isobaricos Mezcla horizontal Isobárica 2 asas de aire huedo a la isa p (T1,e1) (T2,e2) Si no existe condensacion, ΔH=1Δh1+2Δh2=0 Y reescribiendo y aproxiando 1 T 1 + T 2 2 T θ 1 q q 2 1θ 1 + 2θ 2 q 2

5 2. Expansion Adiabática Estaos usando iplícitaente:teoría it t í de la Parcela Suposiciones Realizadas Parcela aislada del entorno. Cabios de Teperatura ocurren adiabáticaente (poisson). Equilibrio hidrostático, los oviientos i son suficienteente i t lentos tal que es reversible) T e,p T p,p w

6 Métodos para describir el proceso de ascenso Considereos ahora que en esta parcela de aire aislada los ASCENSOS puede ser de: 1) Aire seco 2) Contiene vapor de agua y cuando asciende a) NO SATURA ó b) SATURA, y el agua peranece en la parcela 3) Ide 2b) pero el agua sale de la parcela y el proceso se denoina pseudoadiabático 1. Proceso Adiabático Seco 2. Proceso Adiabatico Húedo 3. Proceso Adiabático Saturado 4. Proceso Pseudoadiabático di

7 1.Proceso Adiabático Seco dq = c dt + pdα v Parcela de Aire Seco dq = 0 Adiabático T e,p T p,p c v dt = pdαα Trabajo de expansión, resulta en un cabio de T w Puedo usar ecuación de Poisson θ = R d 1000 c T P c pd Teperatura Potencial que se conserva En un proceso adiabático seco

8 2. Proceso Adiabático Húedo Tengaos en cuenta ahora un proceso que sólo involucra al vapor de agua y la parcela peranece SUB-SATURADA. SATURADA. q = v R = ( )R v d + R v v

9 2. Proceso Adiabático Húedo Teperatura Potential para procesos de ascenso que involucran aire húedo que NO ALCANZA LA SATURACION θ h = T I 1000 P I ( q) POISSON θ h = θ d 1000 PI (.07q) Se conserva para un proceso adiabático húedo que no alcanza la saturación

10 3.Proceso Adiabático Saturado Calor Latente liberado durante la condensación Calienta el aire Sistea Heterogéneo Aire Seco Vapor Agua Gotitas agua (aterial condensado) 2. Parcela Realiza Trabajo Calentaiento causa expansión

11 3.Proceso Adiabático Saturado Supongaos que: Las gotitas de agua condensadas peranecen en i parcela de aire. Calor Latente del agua que condensa peranece dentro de la parcela. Reversible Adiabático Isoentrópico Proceso ADIABATICO SATURADO REVERSIBLE

12 3. Proceso Adiabático Saturado Reversible Masa del Sistea Air Seco ( d d) Constante d Total de agua ( t ) Vapor ( v ) Agua Líquida ( w ) t = v + w

13 3.Proceso Adiabático Saturado Reversible Condensación Masa de Vapor de Agua a Masa de Agua Líquida d v

14 Recordeos 1) Condensación (Vapor agua a agua Líquida) 2) Evaporación (Agua líquida a vapor de agua) Pierdo agua líquida y/ó vapor!!!!! ó Gano!!!!!! d w d v

15 3. Proceso Adiabático Saturado Reversible Escribaos la ecuación correspondiente para ds, en donde: ds ( ) w s l v = c pd + w t c w d ln T R d d ln p + d d T y ds=0, en donde d. Ignoraos calentaiento del Vapor de Agua (cv) Error es pequeño Agua Líquida PERMANECE con la parcela que asciende. θ ae = θ d exp l v w s ( ) c + w c T pd t w Teperatura Potencial Adiabática equivalente Y que se conserva en un Proceso adiabático Saturado Reversible

16 4. Proceso Pseudoadiabático Cóo es? Agua líquida cae fuera de la Parcela Calor Latente peranece dentro de la Parcela Calor Latente calienta SOLO el aire seco.

17 4. Proceso Pseudoadiabático Irreversible Pseudoadiabatico Cabios en la Entropía

18 4. Proceso Pseudoadiabático Qué haceos en nuestra ecuación de ds? Tengaos en cuenta que no hay asa de agua para calentar! ( s v c w + c ) d ln T R ln p + d 0 w s p d d d w T l Recordar v w t = = w d s (1.28 w) θe = θ d + exp w(1 0.81w) PI Tlcl

19 Teperatura Potencial equivalente (θ.. e ) es conservada para Proceso Adiabatico seco Proceso huedo Proceso Saturado Proceso Pseudoadiabatico θ e constante