Termodinâmica da Atmosfera WALLACE, J. M. e HOBBS, P. V., 1977, Atmospheric Science: an Introductory Survey, Academic Press, Inc., New York, EUA
Lei dos Gases
Lei dos Gases
Lei dos Gases Temperatura Virtual
Equilíbrio Hidrostático Equação Hidrostática p(0) = 1013 hPa
Geopotencial Geopotencial Altura geopotencial Z
Equação Hipsométrica Altura de escala
Primeira Lei da Termodinâmica
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.
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
Calores Específicos
Calores Específicos
Entalpia Se calor é adicionado a pressão constante:
Entalpia Para parcela de ar se movendo em atmosfera hidrostática, a quantidade (h+) é constante em um processo adiabático.
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=3,34.105 J.kg-1. Calor latente de evaporação=calor latente de condensação=2,5.106 J.kg-1. Ponto (temperatura) para derreter e ferver depende da pressão e calor latente de fusão e evaporação variam com a temperatura.
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.
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.
Variação Adiabática (lapse rate)
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 po, que é geralmente de 1000 hPa.
Vapor de Água no Ar
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
Vapor de Água no Ar
Vapor de Água no Ar
Variação Adiabática Saturada
Temperatura Potencial Equivalente
Temperatura Potencial Equivalente
Estabilidade Estática
Estabilidade Estática
Estabilidade Estática
Estabilidade Condicional
Estabilidade Condicional