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Termodinâmica da Atmosfera WALLACE, J. M. e HOBBS, P. V., 1977, Atmospheric Science: an Introductory Survey, Academic Press, Inc., New York, EUA.

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1 Termodinâmica da Atmosfera WALLACE, J. M. e HOBBS, P. V., 1977, Atmospheric Science: an Introductory Survey, Academic Press, Inc., New York, EUA

2 Lei dos Gases

3

4 Temperatura Virtual

5 Equilíbrio Hidrostático Equação Hidrostática p(0) = 1013 hPa

6 Geopotencial Altura geopotencial Z Geopotencial

7 Equação Hipsométrica Altura de escala

8 Primeira Lei da Termodinâmica

9 Lei de Joule Se gás se expande sem realizar trabalho externo (sem uma câmera vazia, por exemplo) e sem absorver ou liberar calor, a temperatura do gás não muda (energia cinética das moléculas é constante). Por outro lado, se dq=0 e dw=0, então du=0. Então, como u=ec+ep, u e ec constantes implicam em ep constante, mesmo mudando o volume. A energia interna de um gás ideal independe do volume se a temperatura é constante, ou seja, a energia interna depende apenas da temperatura.

10 Calores Específicos Se dq é dado para uma unidade de massa de material e, por conseqüência, a temperatura aumenta de T para T+dT, sem troca de fase. dq/dT = calor específico

11 Calores Específicos

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13 Entalpia Se calor é adicionado a pressão constante:

14 Entalpia Para parcela de ar se movendo em atmosfera hidrostática, a quantidade (h+ ) é constante em um processo adiabático.

15 Calor Latente Calor fornecido sem alteração de temperatura aumento da energia interna está associado a mudança na configuração das moléculas = mudança de fase. Calor latente de derretimento, a pressão e temperatura normal = calor necessário para converter uma unidade de massa de sólido para líquido sem alteração de temperatura = calor latente de fusão=3, J.kg -1. Calor latente de evaporação=calor latente de condensação=2, J.kg -1. Ponto (temperatura) para derreter e ferver depende da pressão e calor latente de fusão e evaporação variam com a temperatura.

16 Processos Adiabáticos Mudança de estado = variação de pressão, temperatura ou volume, sem subtração ou adição de calor adiabática. Transformação isotérmica AB é menos inclinada que a transformação adiabática AC, porque na compressão adiabática aumenta u e logo T.

17 Parcela de Ar Dimensões infinitesimais; Termicamente isolada do ambiente, de maneira que a temperatura varia adiabaticamente; Está sempre na mesma pressão que o ambiente e em equilíbrio hidrostático; Move-se lentamente, de maneira que sua energia cinética é uma pequena fração da energia total.

18 Variação Adiabática (lapse rate)

19 Temperatura Potencial É a temperatura que a parcela de ar teria se fosse expandida ou comprimida adiabaticamente de sua pressão e temperatura até a pressão padrão p o, que é geralmente de 1000 hPa.

20 Vapor de Água no Ar

21 Pressão de Vapor de Saturação Saturação, sobre uma superfície plana de água pura, é a condição de equilíbrio entre a evapo- ração e a condensação. Similarmente, pode-se definir saturação sobre gelo ou sobre uma superfície curva. Equação Clausius-Clapeyron

22 Vapor de Água no Ar

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24 Variação Adiabática Saturada

25 Temperatura Potencial Equivalente

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27 Estabilidade Estática

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30 Estabilidade Condicional

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