RESUMO DE PARÂMETROS CONSERVATIVOS em PROCESSOS ADIABÁTICOS

Apresentação em tema: "RESUMO DE PARÂMETROS CONSERVATIVOS em PROCESSOS ADIABÁTICOS"— Transcrição da apresentação:

1 RESUMO DE PARÂMETROS CONSERVATIVOS em PROCESSOS ADIABÁTICOS

2 PARÂMETROS EM UM DIAGRAMA TERMODINÂMICO
Devemos distinguir em um diagrama termodinâmico:’ Parâmetros (primários) com os quais são construídos os diagramas Por exemplo: T – temperatura p – pressão no diagrama “SkewT–log p” , que tem como coordenadas:

3 b) Parâmetros (secundários) derivados de p e T
Por exemplo:  - temperatura potencial rs - razão de mistura de saturação es - temperatura potencial equivalente de saturação p T rs  es

4 2. TEMPERATURA POTENCIAL DA ÁGUA LÍQUIDA (L)
 Na convecção seca (parcela não-saturada): temos três variáveis termodinâmicas que se conservam - e,  e rv  Na convecção úmida (parcela saturada, sem precipitação e sem mistura): e (na verdade, agora es) ainda se conserva, porém  e rv (na verdade, agora rs) não. Algo mais se conserva ?

5 No processo pseudo-adiabático
a água condensada sai imediatamente da parcela (tornando o processo irreversível), porém, no processo adiabático saturado (reversível) a água permanece na parcela, introduzindo uma nova variável: rl – razão de mistura da água líquida que é a diferença entre a razão de mistura de vapor que a parcela tinha no NCL e a razão de vapor que a parcela tem agora nesse nível. onde rT é a razão de mistura da água total (vapor mais água liquida)

6  No caso de não haver precipitação nem mistura:
pNCL T es rs rT rl  e rv

7  A 1ª. Lei da Termo para um processo adiabático saturado é
 Substituindo ,  Mas, da definição de ,   Então,

8 Integrando de um nível onde a temperatura potencial é 
e a razão de mistura de água liquida é rl até o nível onde toda a água líquida é evaporada e transformada em vapor (o “NEA” – “Nível de Evaporação por Abaixamento”)  Fazendo Temperatura Potencial da Água Líquida

9 Ou seja,   L quando rl  0 (ou rs  rT)
Ou, (empírica)  Onde [T]  K e [rl]g/Kg Temperatura potencial da água líquida é a temperatura potencial que a parcela adquire se toda a água líquida for evaporada, num processo adiabático saturado Ou seja,   L quando rl  0 (ou rs  rT) Em processos adiabáticos (seco ou saturado), sem precipitação e sem mistura,  (se a parcela não estiver saturada) é numericamente igual a L (se a parcela estiver saturada). Esta definição é semelhante á definição de es (da parcela saturada), porém no sentido inverso. Lembrar que   es quando rs  0

10 3. DEFINIÇÕES DE OUTRAS “TEMPERATURAS” para uma PARCELA SATURADA
Uma extensão dos parâmetros que podem ser plotados em um diagrama termodinâmico pode ser vista abaixo: P1 P3 P2 T ,  , rs Tw , e , rw TD , rv T , es , rs TL , L TDT , rT(=rs+rl) adiabática seca adiabática saturada água total constante T rs rl

11 Mas, o que é TL ? Como calcular ?
“Temperatura do ponto de orvalho da parcela saturada” (TDT) por continuidade (e convenção), pode-se continuar plotando a temperatura do “ponto de orvalho” TDT acima do NCL, pela linha que representa a água total (rs+rl) b) “Temperatura da água líquida” (TL)  Assim como associamos T com , antes da parcela saturar, podemos associar um TL com L, após a parcela saturar. Mas, o que é TL ? Como calcular ?

12 Tw é a temperatura que a parcela não saturada atingiria,
“fisicamente”: Tw é a temperatura que a parcela não saturada atingiria, se fosse esfriada isobaricamente, pela evaporação de rs (=rw-rv) de água, até se tornar exatamente saturada “fisicamente”: ` TL é a temperatura que a parcela saturada atingiria, se toda sua água líquida fosse evaporada (esfriada) isobaricamente

13 4. PARÂMETROS CONSERVATIVOS
para CONVECÇÃO SECA e SATURADA (RASA) (com mudança de fase, reversível, mas sem a presença de gelo, e sem precipitação) P NCL T ,  , rs Tw , e TD , rv T , es , rs TL , L TDT , rT adiabática seca adiabática saturada rl NEA Não Saturada Saturada  água total constante

14 Parâmetros conservados e não conservados
PARCELA CONSERVA NÃO CONSERVA saturada * L es rT TL T  rs rl Não saturada  e rv TD Tw T rs * Num processo pseudo-adiabático (saturado) somente es se conserva.

15 5. PARÂMETROS CONSERVATIVOS na CONVECÇÃO SATURADA (PROFUNDA*)
se processo reversível, com mudanças de fases (vapor, água liquida e gelo), mas sem precipitação. onde: Llv – calor latente de vaporização, e Liv – calor latente de sublimação, ambos avaliados à temperatura de K Tripoli, G.J. e Cotton, W.R: “The use of ice-liquid potential temperature as a thermodynamic variable in deep atmospheric models”, Mon. Wea. Rev., 109,

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