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1 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL ______________________________________ ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIEROS AGRÓNOMOS Dr. Antonio J.

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1 1 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL ______________________________________ ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIEROS AGRÓNOMOS Dr. Antonio J. Barbero TU Física Aplicada Dr. Alfonso J. Calera CEU Física Aplicada DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA UCLM Equipo Docente: UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA PROBLEMAS EXAMEN FEBRERO 2005

2 2 PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM AmbientalAmbiental FísicaFísica 1/5 PROBLEMA 1. Desecación de aire húmedo. Una muestra de aire húmedo está inicialmente a 900 mb, 15 ºC y tiene un 50% de humedad relativa. Esta muestra se somete a los siguientes procesos adiabáticos: Etapa 1. Se expande hasta que su presión se reduce a 700 mb, y a medida que el vapor de agua se va condensando curante esta etapa, se va eliminando el líquido producido. Etapa 2. Se comprime la muestra resultante de la etapa 1 hasta 1050 mb. a) ¿Qué temperatura y qué humedad específica tenía la muestra al final de la etapa 1? b) ¿Qué temperatura y qué humedad relativa tiene la muestra al final de la etapa 2? c) ¿Cuál era la temperatura de rocío de la muestra inicial y cuál es la temperatura de rocío de la muestra al final del proceso? Usamos el diagrama pseudoadiabático

3 3 PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM 2/5 T = 15 ºC, P = 900 mb = 50% Fin etapa 1 Etapa 2 Muestra no saturada Muestra saturada AmbientalAmbiental FísicaFísica

4 4 PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM 3/5 T = 15 ºC, P = 900 mb = 50% Fin etapa 1 Etapa 2 Muestra no saturada Muestra saturada a) ¿Qué temperatura y qué humedad específica tenía la muestra al final de la etapa 1? -2 ºC = 5 g·kg -1 AmbientalAmbiental FísicaFísica

5 5 T = 15 ºC, P = 900 mb = 50% Fin etapa 1 Etapa 2 Muestra no saturada Muestra saturada PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM 4/5 b) ¿Qué temperatura y qué humedad relativa tiene la muestra al final de la etapa 2? 32 ºC sat =29 g kg -1 = 5 g·kg -1 AmbientalAmbiental FísicaFísica

6 6 PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM 5/5 T = 15 ºC, P = 900 mb = 50% Fin etapa 1 Etapa 2 Muestra no saturada Muestra saturada c) ¿Cuál era la temperatura de rocío de la muestra inicial y cuál es la temperatura de rocío de la muestra al final del proceso? = 5 g·kg -1 4 ºC 3 ºC AmbientalAmbiental FísicaFísica

7 7 PROBLEMA 21/3 AmbientalAmbiental FísicaFísica Determinar la diferencia en minutos en la hora (oficial) de salida y puesta de sol en Albacete y La Coruña el día 4 de febrero de (No se tienen en cuenta efectos de refracción atmosférica). Las coordenadas geográficas son: Albacete 39º 0 N 1º 52 W La Coruña 43º 22 N 8º 23 W PROBLEMA 2. Determinación de diferencias en hora de salida y puesta de sol. FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM Determinación del ángulo horario a la salida del sol Datos día 4 de febrero (Fórmulas de Spencer) En Albacete 39º 0 N = 39.00º 1º 52 W = +1.87º En La Coruña 43º 22 N = 43.37º 8º 23 W = +8.38º

8 8 PROBLEMA 22/3 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM Salida del sol: hora solar local en Albacete HSL(A) Salida del sol: hora solar estándar en Albacete HSE(A) L e (A) = +1.87º L s = 0 (Greenwich) +21 m Salida del sol: hora solar local en La Coruña HSL(C) Salida del sol: hora solar estándar en La Coruña HSE(C) L e (C) = +8.38º +47 m Diferencia (en hora oficial):

9 9 PROBLEMA 23/3 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM Puesta sol: hora solar local en Albacete HSL(A) Salida del sol: hora solar estándar en Albacete HSE(A) L e (A) = +1.87º L s = 0 (Greenwich) +21 m Puesta de sol: hora solar local en La Coruña HSL(C) Salida del sol: hora solar estándar en La Coruña HSE(C) L e (C) = +8.38º +47 m Diferencia (en hora oficial): AmbientalAmbiental FísicaFísica

10 10 PROBLEMA 31/6 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM PROBLEMA 3. Radiación de onda corta En la tabla adjunta se presentan los datos de radiación solar de onda corta (incidente y reflejada) del día 4 de agosto de 1998 en una estación radiométrica situada en las coordenadas 39º N, 2º W. Los datos están en Wm -2. Representar gráficamente la radiación incidente, la reflejada y la radiación neta en función de la hora, eligiendo la escala más adecuada para una correcta representación de los datos. a) Calcular a partir de la representación gráfica los valores acumulados de radiación incidente, reflejada y neta para todo el día considerado. b) Representar gráficamente la reflectividad del suelo en función de la hora. Comente la gráfica obtenida. c) Calcular la radiación astronómica total correspondiente al día especificado y obtener el porcentaje de la misma representado por la radiación neta. d)

11 11 PROBLEMA 32/6 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM Representar gráficamente la radiación incidente, la reflejada y la radiación neta en función de la hora, eligiendo la escala más adecuada para una correcta representación de los datos. a) Hora W m -2 Cálculo radiación neta:

12 12 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM PROBLEMA 33/6 Calcular a partir de la representación gráfica los valores acumulados de radiación incidente, reflejada y neta para todo el día considerado. b) Emplearemos el método de los trapecios. Bastará hacer los cálculos con la Ris y la Rrs, ya que cuando se calculen sus valores acumulados el de la radiación solar neta Rns puede calcularse por diferencia Ilustración del método de cálculo xixi x i+1 c Área del trapecio i-ésimo Radiación acumulada para todo el día: (debe aplicarse para Ris y para Rrs) Los datos de la tabla van de hora en hora c = 3600 s S se obtiene en J·m -2

13 13 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM PROBLEMA 34/6 c = 3600 s Radiación incidente acumulada Radiación reflejada acumulada Radiación neta acumulada

14 14 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM PROBLEMA 35/6 Representar gráficamente la reflectividad del suelo en función de la hora. Comente la gráfica obtenida. c) Expresamos la reflectividad como tanto por 1 de radiación reflejada El primer punto y el último son valores sin significado ya que los valores de Ris y de Rrs medidos son tan bajos que se encuentran cerca de los límites de sensibilidad de los instrumentos. El valor medio de los demás valores es 0.25.

15 15 AmbientalAmbiental FísicaFísica FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 UCLM PROBLEMA 36/6 Calcular la radiación astronómica total correspondiente al día especificado y obtener el porcentaje de la misma representado por la radiación neta. d) Declinación = 17.02º G SC = MJ·m -2 ·min -1 Latitud = +39º 4 de agosto de 1998 (no bisiesto, J = 216) Introduciendo G SC en MJ·m -2 ·min -1, R a se obtiene en MJ·m -2 ·dia -1 Fórmula Duffie y Beckman Porcentaje de la R a representado por la R ns

16 16 FÍSICA AMBIENTAL - FEBRERO 2005 PREGUNTAS TEORÍA UCLM AmbientalAmbiental FísicaFísica


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