Física
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Física. Ambiental. UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA. FÍSICA AMBIENTAL APLICADA. Problemas resueltos Tema 3 TERMODINÁMICA DE LA ATMÓSFERA. Fuente del diagrama pseudoadiabático usado para la resolución de problemas:

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Ambiental

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Ambiental

Física

Ambiental

UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA

FÍSICA AMBIENTAL APLICADA

Problemas resueltos Tema 3

TERMODINÁMICA DE LA ATMÓSFERA

Fuente del diagrama pseudoadiabático usado para la resolución de problemas:

John M Wallace, Peter W Hobbs, Atmospheric Science. An introductory survey. Academic Press (1997)

Departamento de Física Aplicada

UCLM

Equipo docente:

Antonio J. Barbero García

Alfonso Calera Belmonte

Pablo Muñiz García

José Ángel de Toro Sánchez


Ambiental

Física

Ambiental

0.84 m3/kg

13.5 ºC

13.5 ºC

9.5 ºC

9.5 ºC

7.25 g·kg-1

PROBLEMA 0301

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)


Ambiental

(60%)

Física

15 g·kg-1

Ambiental

TR = 12 ºC

PROBLEMA 0302

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?

9 g·kg-1


Ambiental

Masa de aire a 1000 mb, 20 ºC

50% humedad relativa

PROBLEMA 0303

Física

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.

7.5 g·kg-1

15 g·kg-1

Ambiental

Tbh = 13.5 ºC

TR = 9 ºC

(Presión 1000 mb)


Ambiental

5 g·kg-1

Física

840 mb

Ambiental

32 ºC

-4 ºC

PROBLEMA 0304

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.

8 g·kg-1


Ambiental

Física

Ambiental

Nivel de

condensación

EFECTO FOEHN


Ambiental

PROBLEMA 0305

Física

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.

 = 8.5 g·kg-1

Ambiental

33.5 ºC

10.5 ºC

4.25 g·kg-1


Ambiental

PROBLEMA 0305 (Continuación)

Física

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.

Ambiental

27 ºC

7 ºC

4.25 g·kg-1

(vapor)

4.25 g·kg-1

(líquido)

4.25 + 4.25/2 = 6.38  6.4 g·kg-1

 = 8.5 g·kg-1


Ambiental

Física

Ambiental

5.7 g·kg-1

3.5 ºC

20 ºC

9 ºC

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 0306

Un paquete de aire a 950 mb tiene una temperatura de 14 ºC y una razón de mezcla de 8 gkg-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.

4.7 g·kg-1

8 g·kg-1

Aire descendente:

T = 20 ºCTR = 3.5 ºC

Aire ascendente:

T = 14 ºCTR = 9 ºC


Ambiental

Física

Ambiental


Ambiental

Física

Ambiental


Ambiental

Física

Ambiental


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