Departamento de Física Aplicada Ambiental Física Problemas tema 3 Termodinámica de la atmósfera Equipo docente: Alfonso Calera Belmonte Antonio J. Barbero Departamento de Física Aplicada UCLM Diagramas John M Wallace, Peter W Hobbs, Atmospheric Science. An introductory survey. Academic Press (1997)
Una masa de aire a 20 ºC tiene una humedad del 50%. Determinar Ambiental Física PROBLEMA 1 Una masa de aire a 20 ºC tiene una humedad del 50%. Determinar la temperatura de bulbo húmedo, la temperatura de rocío, la humedad específica y el volumen específico. (Úsese el diagrama psicrométrico para 1 atmósfera) 0.84 m3/kg 13.5 ºC 13.5 ºC 9.5 ºC 7.25 g·kg-1 9.5 ºC
PROBLEMA 2 (60%) Física Ambiental Determínese el punto de rocío de una masa de aire a 20 ºC y 1000 mb cuya temperatura de bulbo húmedo es 15 ºC. ¿Cuál es su humedad relativa? (60%) 15 g·kg-1 9 g·kg-1 TR = 12 ºC
Física Ambiental PROBLEMA 3 Una masa de aire a 20 ºC tiene una humedad del 50%. Determínese su humedad específica, su punto de rocío y su temperatura de termómetro húmedo. PROBLEMA 3 Masa de aire a 1000 mb, 20 ºC 50% humedad relativa 7.5 g·kg-1 (Presión 1000 mb) 15 g·kg-1 TR = 9 ºC Tbh = 13.5 ºC
Ambiental Física PROBLEMA 4 Una masa de aire húmedo a 22 ºC y cuyo punto de rocío es 10 ºC asciende al encontrar en su camino un accidente orográfico desde el nivel de los 1000 mb hasta llegar al nivel de los 650 mb. El agua condensada en la subida se elimina en su totalidad por precipitación, y una vez superado el accidente orográfico, la masa de aire desciende por la ladera opuesta hasta llegar de nuevo al nivel de los 1000 mb. Estudiar los procesos que ocurren en el paquete de aire, determinando las temperaturas, presiones y razones de mezcla de todos los puntos significativos. 5 g·kg-1 -4 ºC 840 mb 8 g·kg-1 32 ºC
Ambiental Física EFECTO FOEHN Nivel de condensación
Física Ambiental PROBLEMA 5 Una masa de aire a 1000 mb y 22 ºC con una temperatura de bulbo húmedo de 15.5 ºC se expande hasta que condensa la mitad de la humedad que contiene. Se pide: 1º) ¿Cual es la temperatura de rocío inicial del paquete de aire? 2º) Si se elimina la totalidad del condensado y se comprime hasta alcanzar de nuevo los 1000 mb ¿cuál será la temperatura final y el nuevo punto de rocío? 3º) Contestar a las mismas preguntas del apartado anterior suponiendo que sólo se elimina la mitad del líquido condensado. PROBLEMA 5 = 8.5 g·kg-1 4.25 g·kg-1 10.5 ºC 33.5 ºC
Física Ambiental PROBLEMA 5 (Continuación) 4.25 g·kg-1 (vapor) (líquido) 4.25 + 4.25/2 = 6.38 6.4 g·kg-1 Una masa de aire a 1000 mb y 22 ºC con una temperatura de bulbo húmedo de 15.5 ºC se expande hasta que condensa la mitad de la humedad que contiene. Se pide: 1º) ¿Cual es la temperatura de rocío inicial del paquete de aire? 2º) Si se elimina la totalidad del condensado y se comprime hasta alcanzar de nuevo los 1000 mb ¿cuál será la temperatura final y el nuevo punto de rocío? 3º) Contestar a las mismas preguntas del apartado anterior suponiendo que sólo se elimina la mitad del líquido condensado. PROBLEMA 5 (Continuación) = 8.5 g·kg-1 7 ºC 27 ºC
Ambiental Física Condensado: 8.0-4.7 = 3.3 g·kg-1 Precipitado: 0.70·3.3 = 2.3 g·kg-1 Vapor remanente: 4.7 + 3.3 -2.3 = 5.7 g·kg-1 PROBLEMA 6 Un paquete de aire a 950 mb tiene una temperatura de 14 ºC y una razón de mezcla de 8 gkg-1. El paquete de aire se eleva hasta el nivel de los 700 mb sobre una montaña, y el 70% del vapor de agua condensado es eliminado por precipitación. Determinar la temperatura, punto de rocío y razón de mezcla del paquete de aire cuando regresa al nivel de 950 mb al otro lado de la montaña. 5.7 g·kg-1 4.7 g·kg-1 8 g·kg-1 Aire descendente: T = 20 ºC TR = 3.5 ºC 3.5 ºC 20 ºC Aire ascendente: T = 14 ºC TR = 9 ºC 9 ºC
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