Este documento presenta conceptos clave de termodinámica de la atmósfera, incluyendo ecuaciones de estado para gases ideales, el primer principio de la termodinámica, cambios de fase, mezclas de gases, propiedades del aire húmedo, y diagramas psicrométricos. Explica conceptos como presión de vapor, saturación, humedad relativa y específica, y procesos como la saturación adiabática que son fundamentales para comprender la termodinámica de la atmósfera.
El documento describe los hidrogramas, que representan las variaciones del caudal de una corriente con respecto al tiempo. Los factores que influyen en la forma del hidrograma incluyen la magnitud de precipitación, duración de la tormenta, área de la cuenca y capacidad de almacenaje. También define varios términos relacionados con hidrogramas como el tiempo de concentración, tiempo de pico y tiempo base.
El documento describe el modelo Green-Ampt para la infiltración de agua en el suelo. Este modelo considera un frente mojado que divide el suelo saturado debajo del suelo inicial. La ecuación de Green-Ampt relaciona la infiltración acumulada con la conductividad hidráulica, la altura de succión y la variación de humedad del suelo. El documento también explica cómo calcular la tasa de infiltración a partir de la infiltración acumulada y proporciona un ejemplo de cálculo.
Este documento describe el análisis de una tormenta registrada por un pluviógrafo con el fin de determinar las intensidades máximas de lluvia para diferentes períodos de duración. Explica cómo identificar los cambios de intensidad en el pluviograma, tabular la información de precipitación acumulada, intervalos de tiempo e intensidad, y calcular la intensidad máxima para períodos como 5, 10, 30, 60, 120 y 240 minutos.
Este documento presenta dos problemas relacionados con la modelización de reactores químicos usando MATLAB-Octave. El primer problema involucra la hidrólisis de sacarosa en glucosa y fructosa usando dos reactores en serie. El segundo problema presenta las ecuaciones generales para modelizar un reactor de flujo continuo (RFP) o un reactor de mezcla completa (RCTA). Se pide calcular las longitudes de los reactores y los perfiles de concentración y temperatura para el primer problema.
S01.s1-CAUDALES MÁXIMOS- MÉTODOS RACIONALES Y ESTADÍSTICOS.pptxIngenieriayConstrucc1
Este documento presenta cuatro métodos empíricos (Racional, Racional Modificado, Mac Math y Número de Curva) para determinar el caudal máximo en una cuenca. Explica los pasos para aplicar cada método, incluyendo calcular el coeficiente de escorrentía, tiempo de concentración, intensidad de lluvia y área de la cuenca. También proporciona tablas y fórmulas clave para aplicar los métodos.
Este documento presenta información sobre la precipitación y el ciclo hidrológico. Explica que el vapor de agua constituye entre el 0-4% de la atmósfera y es el componente más variable, con un tiempo de residencia de aproximadamente 10 días. También describe los diferentes tipos de precipitación, como la lluvia, nieve y neblina, y los métodos para medir y calcular la precipitación, incluyendo el pluviómetro y pluviógrafo. Además, analiza los datos de precipitación y métodos para estimar valores
El documento describe el método de Blanney-Criddle para determinar la evapotranspiración de los cultivos. Este método usa datos climáticos como la temperatura y horas de luz mensuales junto con coeficientes de cultivo para calcular la evapotranspiración potencial de diferentes cultivos a lo largo de su ciclo de crecimiento en 7 pasos.
El documento describe los hidrogramas, que representan las variaciones del caudal de una corriente con respecto al tiempo. Los factores que influyen en la forma del hidrograma incluyen la magnitud de precipitación, duración de la tormenta, área de la cuenca y capacidad de almacenaje. También define varios términos relacionados con hidrogramas como el tiempo de concentración, tiempo de pico y tiempo base.
El documento describe el modelo Green-Ampt para la infiltración de agua en el suelo. Este modelo considera un frente mojado que divide el suelo saturado debajo del suelo inicial. La ecuación de Green-Ampt relaciona la infiltración acumulada con la conductividad hidráulica, la altura de succión y la variación de humedad del suelo. El documento también explica cómo calcular la tasa de infiltración a partir de la infiltración acumulada y proporciona un ejemplo de cálculo.
Este documento describe el análisis de una tormenta registrada por un pluviógrafo con el fin de determinar las intensidades máximas de lluvia para diferentes períodos de duración. Explica cómo identificar los cambios de intensidad en el pluviograma, tabular la información de precipitación acumulada, intervalos de tiempo e intensidad, y calcular la intensidad máxima para períodos como 5, 10, 30, 60, 120 y 240 minutos.
Este documento presenta dos problemas relacionados con la modelización de reactores químicos usando MATLAB-Octave. El primer problema involucra la hidrólisis de sacarosa en glucosa y fructosa usando dos reactores en serie. El segundo problema presenta las ecuaciones generales para modelizar un reactor de flujo continuo (RFP) o un reactor de mezcla completa (RCTA). Se pide calcular las longitudes de los reactores y los perfiles de concentración y temperatura para el primer problema.
S01.s1-CAUDALES MÁXIMOS- MÉTODOS RACIONALES Y ESTADÍSTICOS.pptxIngenieriayConstrucc1
Este documento presenta cuatro métodos empíricos (Racional, Racional Modificado, Mac Math y Número de Curva) para determinar el caudal máximo en una cuenca. Explica los pasos para aplicar cada método, incluyendo calcular el coeficiente de escorrentía, tiempo de concentración, intensidad de lluvia y área de la cuenca. También proporciona tablas y fórmulas clave para aplicar los métodos.
Este documento presenta información sobre la precipitación y el ciclo hidrológico. Explica que el vapor de agua constituye entre el 0-4% de la atmósfera y es el componente más variable, con un tiempo de residencia de aproximadamente 10 días. También describe los diferentes tipos de precipitación, como la lluvia, nieve y neblina, y los métodos para medir y calcular la precipitación, incluyendo el pluviómetro y pluviógrafo. Además, analiza los datos de precipitación y métodos para estimar valores
El documento describe el método de Blanney-Criddle para determinar la evapotranspiración de los cultivos. Este método usa datos climáticos como la temperatura y horas de luz mensuales junto con coeficientes de cultivo para calcular la evapotranspiración potencial de diferentes cultivos a lo largo de su ciclo de crecimiento en 7 pasos.
Este documento proporciona información sobre las características de diseño de un embalse, incluyendo su volumen útil, volumen inactivo, volumen total, tasa de sedimentación y vida útil. Describe también detalles sobre la casa de operaciones, compuertas, aliviadero de crecidas y otros componentes principales de la presa.
Se llevó a cabo una prueba de sedimentación por lotes con una suspensión de cal. La interfase entre el líquido y los sólidos en suspensión en función del tiempo se muestran en la siguiente tabla. La prueba utilizada es de 236 g de cal por litro de suspensión. Determinar:
a) Un perfil de velocidad versus concentración de sólidos.
b) El área mínima si la alimentación es de 50 ton / h de sólidos secos y una suspensión de 600 g / L es producido
c) Profundidad del espesante (ρS = 2090 Kg / m3).
1) La evapotranspiración (ET) es la combinación de evaporación y transpiración, mediante las cuales el agua se pierde de la superficie del suelo y de las plantas. 2) La evaporación convierte el agua líquida en vapor utilizando la energía de la radiación solar, mientras que la transpiración implica la pérdida de agua a través de los estomas de las plantas. 3) El método de Thornthwaite calcula la ET potencial mensual en función de la temperatura media mensual y la latitud, mientras que el
Laboratorio 1 pérdidas en tuberías por fricción.juanccorreag1
El documento describe las pérdidas de energía que ocurren en un sistema de tuberías debido a la fricción del fluido que circula a través de ellas. Identifica los factores que afectan las pérdidas por fricción como la longitud y diámetro de la tubería, la velocidad y viscosidad del fluido. Explica cómo medir experimentalmente las pérdidas de presión en diferentes tramos y caudales, y cómo calcular teóricamente las pérdidas por fricción usando ecuaciones como la de Darcy-Weisbach.
- La viscosidad es la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al esfuerzo cortante. Aumenta con la temperatura en gases y disminuye en líquidos.
- La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad. Su unidad depende del sistema (m2/s en SI, pie2/s en USC, St en CGS).
- Las tablas muestran cómo varían la viscosidad dinámica y cinemática con la temperatura para el agua y el aire, siendo mayor la viscosidad c
El documento describe el método del hidrograma unitario, el cual es utilizado en hidrología para determinar el caudal producido por una precipitación en una cuenca hidrográfica. Un hidrograma unitario representa el escurrimiento correspondiente a 1 cm de lluvia sobre la cuenca y se construye a partir de los datos de precipitación y caudales de una tormenta. El hidrograma unitario se utiliza para estimar el escurrimiento de otras tormentas con características similares de duración e intensidad.
Calculando la inversa de la tangente con excelamtlucca
Este documento explica cómo calcular la inversa de la tangente de un ángulo usando Excel. Primero, se despeja el ángulo θ de la ecuación tgθ = 0.8737 usando la función arctg. Luego, en Excel se ingresa el valor 0.8737 y se usa la función =ATAN para calcular arctg(0.8737), obteniendo el valor del ángulo en grados decimales. Finalmente, este valor se convierte a grados, minutos y segundos.
Este documento define varios términos clave relacionados con la teoría del hidrograma unitario. Explica que un hidrograma unitario muestra el impacto de un período determinado de precipitación excesiva y describe las diferentes partes de un hidrograma, incluida la curva ascendente, la curva de recesión y el punto de inflexión. También define el tiempo al pico y el tiempo de concentración como intervalos de tiempo importantes asociados con la teoría del hidrograma unitario.
Este documento define la infiltración como el paso del agua de la superficie hacia el interior del suelo. Describe cómo el agua infiltrada satura primero las capas superiores del suelo, formando un perfil de humedad decreciente con la profundidad. También presenta ecuaciones comunes para calcular la tasa e infiltración puntual, como las ecuaciones de Horton, Philip y Green-Ampt.
Ejercicios tema 8 RELACIÓN LLUVIA ESCURRIMIENTOMiguel Rosas
Este documento presenta cálculos para determinar el gasto máximo de un arroyo utilizando los métodos de Creager y Lowry. Los cálculos muestran que el gasto máximo estimado es de 17.1875 m3/s según Creager y 16.4725 m3/s según Lowry. También calcula el gasto pico para la zona utilizando el método racional, obteniendo un valor de 14.242 m3/s.
Este documento describe el diseño de un reactor de lecho fijo para una reacción de isomerización de segundo orden usando un catalizador empacado. Explica la ecuación diferencial del balance de materia que se usa para tener en cuenta la caída de presión y calcula el peso de catalizador necesario para lograr una conversión del 60% en la producción de óxido de etileno a partir de etileno mediante oxidación catalítica.
El documento describe los diferentes componentes y factores que afectan el escurrimiento. Explica que el escurrimiento es el agua que fluye sobre la superficie del terreno y depende de factores climáticos como la intensidad y duración de la precipitación y factores geográficos como la pendiente, tipo y uso del suelo. También describe métodos para calcular el escurrimiento medio y máximo como el racional modificado y el método de las curvas numéricas del SCS.
Practica #3 Obtencion Del Numero De ReynoldsLupita Rangel
Este documento presenta los resultados de un experimento para calcular el número de Reynolds en diferentes condiciones de flujo. Se midió el caudal a través de tuberías de PVC de 17 mm y 29 mm de diámetro interno. Con estos datos y la viscosidad cinemática del agua, se calcularon los números de Reynolds correspondientes. El análisis de estos resultados permitirá determinar si los flujos son laminares o turbulentos y compararlos con la teoría.
Este documento describe el procedimiento para medir caudales utilizando un vertedero triangular. Explica la teoría detrás de los vertederos, el equipo necesario como el banco hidráulico y vertedero triangular, y los pasos para realizar las mediciones y cálculos para determinar la constante de descarga.
El documento describe los pasos para estimar el caudal de diseño para un sistema de recolección de aguas lluvias. Explica que el caudal de diseño puede calcularse usando el método racional, el cual toma en cuenta la intensidad de la precipitación, el área de drenaje, el tiempo de concentración y el coeficiente de escorrentía. También cubre conceptos como las curvas IDF, los tiempos de concentración y cómo calcular el coeficiente de escorrentía.
Este documento describe experimentos para visualizar e identificar flujos laminar y turbulento midiendo el número de Reynolds. Los estudiantes observan visualmente el flujo de la miel y el agua con tinta a través de tubos y calculan el número de Reynolds. Aunque visualmente se observan ambos tipos de flujo, los cálculos muestran que todos los flujos de la miel son laminares debido a su alta viscosidad. El flujo del agua con tinta muestra régimen laminar y turbulento dependiendo de la velocidad.
1. Se presenta un hidrograma unitario de 4 horas y se pide calcular el hidrograma en S, el hidrograma unitario de 12 horas y el tiempo de concentración. El tiempo de concentración es de 40 horas.
2. Se presenta un hidrograma unitario de 12 horas y se pide calcular varios hidrogramas y caudales asociados a diferentes duraciones de lluvia.
3. Se presenta un hidrograma neto y se pide determinar el hidrograma unitario de 2 horas y verificar que cumple las restricciones del primer principio. El tiempo de concent
Este documento describe el método para calcular el área de un sedimentador continuo. Primero se determinan los parámetros "a" y "b" de la ecuación de sedimentación mediante pruebas experimentales. Luego, usando "a", "b" y las concentraciones de entrada y salida, se calculan la concentración máxima de sólidos "XL", la densidad de flujo de sólidos debido a la sedimentación "(Fi)L" y la densidad de flujo total de sólidos "(FT)L". Finalmente, usando estos valores y el caudal de entrada
Este documento describe métodos para determinar la humedad aprovechable de los suelos. Define la humedad aprovechable como la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente de un suelo. Explica que la humedad aprovechable varía según la textura del suelo, siendo mayor en suelos arcillosos. Además, describe métodos como el visual, gravimétrico y tensiométrico para medir la humedad del suelo.
La escorrentía describe el flujo del agua sobre la tierra y es un componente principal del ciclo del agua. La escorrentía está compuesta por la escorrentía superficial, subsuperficial y subterránea. Varios factores como las características climáticas, fisiográficas y de vegetación afectan la escorrentía. La escorrentía puede causar erosión, inundaciones e impactos ambientales.
Psicrometria UNAM , TERMODINÁMICA APLICADA Axhel Legazpi
Este documento trata sobre psicrometría, que estudia las mezclas de gases ideales con vapor de agua. Explica conceptos como humedad específica, humedad relativa, temperatura de bulbo seco y húmedo, y procesos de acondicionamiento de aire como calentamiento, enfriamiento, deshumidificación y humidificación. También describe torres de enfriamiento, que utilizan la evaporación del agua para reducir su temperatura.
Este documento introduce los conceptos fundamentales de la psicrometría, que es el estudio de las mezclas de aire seco y vapor de agua. Explica cómo determinar las propiedades físicas del aire húmedo, como la temperatura, humedad, entalpía y volumen, y describe las relaciones entre estas propiedades usando leyes de los gases ideales. El objetivo final es comprender cómo funcionan los sistemas de acondicionamiento de aire.
Este documento proporciona información sobre las características de diseño de un embalse, incluyendo su volumen útil, volumen inactivo, volumen total, tasa de sedimentación y vida útil. Describe también detalles sobre la casa de operaciones, compuertas, aliviadero de crecidas y otros componentes principales de la presa.
Se llevó a cabo una prueba de sedimentación por lotes con una suspensión de cal. La interfase entre el líquido y los sólidos en suspensión en función del tiempo se muestran en la siguiente tabla. La prueba utilizada es de 236 g de cal por litro de suspensión. Determinar:
a) Un perfil de velocidad versus concentración de sólidos.
b) El área mínima si la alimentación es de 50 ton / h de sólidos secos y una suspensión de 600 g / L es producido
c) Profundidad del espesante (ρS = 2090 Kg / m3).
1) La evapotranspiración (ET) es la combinación de evaporación y transpiración, mediante las cuales el agua se pierde de la superficie del suelo y de las plantas. 2) La evaporación convierte el agua líquida en vapor utilizando la energía de la radiación solar, mientras que la transpiración implica la pérdida de agua a través de los estomas de las plantas. 3) El método de Thornthwaite calcula la ET potencial mensual en función de la temperatura media mensual y la latitud, mientras que el
Laboratorio 1 pérdidas en tuberías por fricción.juanccorreag1
El documento describe las pérdidas de energía que ocurren en un sistema de tuberías debido a la fricción del fluido que circula a través de ellas. Identifica los factores que afectan las pérdidas por fricción como la longitud y diámetro de la tubería, la velocidad y viscosidad del fluido. Explica cómo medir experimentalmente las pérdidas de presión en diferentes tramos y caudales, y cómo calcular teóricamente las pérdidas por fricción usando ecuaciones como la de Darcy-Weisbach.
- La viscosidad es la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al esfuerzo cortante. Aumenta con la temperatura en gases y disminuye en líquidos.
- La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad. Su unidad depende del sistema (m2/s en SI, pie2/s en USC, St en CGS).
- Las tablas muestran cómo varían la viscosidad dinámica y cinemática con la temperatura para el agua y el aire, siendo mayor la viscosidad c
El documento describe el método del hidrograma unitario, el cual es utilizado en hidrología para determinar el caudal producido por una precipitación en una cuenca hidrográfica. Un hidrograma unitario representa el escurrimiento correspondiente a 1 cm de lluvia sobre la cuenca y se construye a partir de los datos de precipitación y caudales de una tormenta. El hidrograma unitario se utiliza para estimar el escurrimiento de otras tormentas con características similares de duración e intensidad.
Calculando la inversa de la tangente con excelamtlucca
Este documento explica cómo calcular la inversa de la tangente de un ángulo usando Excel. Primero, se despeja el ángulo θ de la ecuación tgθ = 0.8737 usando la función arctg. Luego, en Excel se ingresa el valor 0.8737 y se usa la función =ATAN para calcular arctg(0.8737), obteniendo el valor del ángulo en grados decimales. Finalmente, este valor se convierte a grados, minutos y segundos.
Este documento define varios términos clave relacionados con la teoría del hidrograma unitario. Explica que un hidrograma unitario muestra el impacto de un período determinado de precipitación excesiva y describe las diferentes partes de un hidrograma, incluida la curva ascendente, la curva de recesión y el punto de inflexión. También define el tiempo al pico y el tiempo de concentración como intervalos de tiempo importantes asociados con la teoría del hidrograma unitario.
Este documento define la infiltración como el paso del agua de la superficie hacia el interior del suelo. Describe cómo el agua infiltrada satura primero las capas superiores del suelo, formando un perfil de humedad decreciente con la profundidad. También presenta ecuaciones comunes para calcular la tasa e infiltración puntual, como las ecuaciones de Horton, Philip y Green-Ampt.
Ejercicios tema 8 RELACIÓN LLUVIA ESCURRIMIENTOMiguel Rosas
Este documento presenta cálculos para determinar el gasto máximo de un arroyo utilizando los métodos de Creager y Lowry. Los cálculos muestran que el gasto máximo estimado es de 17.1875 m3/s según Creager y 16.4725 m3/s según Lowry. También calcula el gasto pico para la zona utilizando el método racional, obteniendo un valor de 14.242 m3/s.
Este documento describe el diseño de un reactor de lecho fijo para una reacción de isomerización de segundo orden usando un catalizador empacado. Explica la ecuación diferencial del balance de materia que se usa para tener en cuenta la caída de presión y calcula el peso de catalizador necesario para lograr una conversión del 60% en la producción de óxido de etileno a partir de etileno mediante oxidación catalítica.
El documento describe los diferentes componentes y factores que afectan el escurrimiento. Explica que el escurrimiento es el agua que fluye sobre la superficie del terreno y depende de factores climáticos como la intensidad y duración de la precipitación y factores geográficos como la pendiente, tipo y uso del suelo. También describe métodos para calcular el escurrimiento medio y máximo como el racional modificado y el método de las curvas numéricas del SCS.
Practica #3 Obtencion Del Numero De ReynoldsLupita Rangel
Este documento presenta los resultados de un experimento para calcular el número de Reynolds en diferentes condiciones de flujo. Se midió el caudal a través de tuberías de PVC de 17 mm y 29 mm de diámetro interno. Con estos datos y la viscosidad cinemática del agua, se calcularon los números de Reynolds correspondientes. El análisis de estos resultados permitirá determinar si los flujos son laminares o turbulentos y compararlos con la teoría.
Este documento describe el procedimiento para medir caudales utilizando un vertedero triangular. Explica la teoría detrás de los vertederos, el equipo necesario como el banco hidráulico y vertedero triangular, y los pasos para realizar las mediciones y cálculos para determinar la constante de descarga.
El documento describe los pasos para estimar el caudal de diseño para un sistema de recolección de aguas lluvias. Explica que el caudal de diseño puede calcularse usando el método racional, el cual toma en cuenta la intensidad de la precipitación, el área de drenaje, el tiempo de concentración y el coeficiente de escorrentía. También cubre conceptos como las curvas IDF, los tiempos de concentración y cómo calcular el coeficiente de escorrentía.
Este documento describe experimentos para visualizar e identificar flujos laminar y turbulento midiendo el número de Reynolds. Los estudiantes observan visualmente el flujo de la miel y el agua con tinta a través de tubos y calculan el número de Reynolds. Aunque visualmente se observan ambos tipos de flujo, los cálculos muestran que todos los flujos de la miel son laminares debido a su alta viscosidad. El flujo del agua con tinta muestra régimen laminar y turbulento dependiendo de la velocidad.
1. Se presenta un hidrograma unitario de 4 horas y se pide calcular el hidrograma en S, el hidrograma unitario de 12 horas y el tiempo de concentración. El tiempo de concentración es de 40 horas.
2. Se presenta un hidrograma unitario de 12 horas y se pide calcular varios hidrogramas y caudales asociados a diferentes duraciones de lluvia.
3. Se presenta un hidrograma neto y se pide determinar el hidrograma unitario de 2 horas y verificar que cumple las restricciones del primer principio. El tiempo de concent
Este documento describe el método para calcular el área de un sedimentador continuo. Primero se determinan los parámetros "a" y "b" de la ecuación de sedimentación mediante pruebas experimentales. Luego, usando "a", "b" y las concentraciones de entrada y salida, se calculan la concentración máxima de sólidos "XL", la densidad de flujo de sólidos debido a la sedimentación "(Fi)L" y la densidad de flujo total de sólidos "(FT)L". Finalmente, usando estos valores y el caudal de entrada
Este documento describe métodos para determinar la humedad aprovechable de los suelos. Define la humedad aprovechable como la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente de un suelo. Explica que la humedad aprovechable varía según la textura del suelo, siendo mayor en suelos arcillosos. Además, describe métodos como el visual, gravimétrico y tensiométrico para medir la humedad del suelo.
La escorrentía describe el flujo del agua sobre la tierra y es un componente principal del ciclo del agua. La escorrentía está compuesta por la escorrentía superficial, subsuperficial y subterránea. Varios factores como las características climáticas, fisiográficas y de vegetación afectan la escorrentía. La escorrentía puede causar erosión, inundaciones e impactos ambientales.
Psicrometria UNAM , TERMODINÁMICA APLICADA Axhel Legazpi
Este documento trata sobre psicrometría, que estudia las mezclas de gases ideales con vapor de agua. Explica conceptos como humedad específica, humedad relativa, temperatura de bulbo seco y húmedo, y procesos de acondicionamiento de aire como calentamiento, enfriamiento, deshumidificación y humidificación. También describe torres de enfriamiento, que utilizan la evaporación del agua para reducir su temperatura.
Este documento introduce los conceptos fundamentales de la psicrometría, que es el estudio de las mezclas de aire seco y vapor de agua. Explica cómo determinar las propiedades físicas del aire húmedo, como la temperatura, humedad, entalpía y volumen, y describe las relaciones entre estas propiedades usando leyes de los gases ideales. El objetivo final es comprender cómo funcionan los sistemas de acondicionamiento de aire.
Este documento presenta 5 ejercicios de termodinámica que involucran sistemas cerrados y abiertos. El primer ejercicio analiza un conjunto de pistón y cilindro que contiene agua, calculando su temperatura inicial, volumen final, trabajo y transferencia de calor. Los ejercicios 2 y 3 resuelven problemas similares para sistemas que contienen agua y vapor. El ejercicio 4 analiza un gas propano en un cilindro. El último ejercicio estudia un sistema de dos recipientes conectados por una válvula.
Ing. Química."Balances en operaciones Aire - Agua"jiparokri
Este documento trata sobre operaciones de transferencia de masa entre aire y agua como secado, humidificación y acondicionamiento de aire. Explica los conceptos clave como humedad molar, absoluta, relativa y porcentual. Describe diagramas psicométricos y equipos como secadores y torres de enfriamiento. Presenta balances de materia y energía para estas operaciones y resuelve ejemplos numéricos sobre secado y deshumidificación.
1. La psicrometría estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y su efecto en materiales y confort humano, analizando métodos para controlar dichas propiedades en diferentes aplicaciones industriales como secado de alimentos, refrigeración y climatización.
2. Los diagramas psicrométricos representan gráficamente las relaciones entre las propiedades del aire húmedo, como la humedad, temperatura y entalpía, siendo útiles para calcular dichas propiedades a partir de dos conocidas.
Este documento describe las propiedades de los gases y las leyes que las relacionan, incluyendo:
1) La ecuación de estado relaciona las variables de un gas como presión, volumen y temperatura.
2) La ley de Boyle establece que a temperatura constante, la presión y el volumen de un gas están inversamente relacionados.
3) La ley del gas ideal combina las leyes anteriores para expresar la relación entre presión, volumen, cantidad de sustancia y temperatura.
1) El documento describe las unidades de medida de presión, temperatura, calor y humedad utilizadas en refrigeración y aire acondicionado. 2) Explica conceptos como presión absoluta y relativa, puntos de rocío, humedad específica y relativa. 3) Señala que el diagrama psicrométrico permite visualizar las propiedades del aire como temperatura, humedad y estado de saturación.
Este documento trata sobre psicrometría, que estudia las mezclas de gases ideales con vapor condensable. Explica conceptos como humedad específica, humedad relativa, temperatura de bulbo seco y húmedo, y procesos de acondicionamiento de aire como calentamiento, enfriamiento, humidificación y deshumidificación.
Este documento trata sobre los conceptos básicos de compresores y máquinas para fluidos. Explica los diferentes tipos de compresores más utilizados en la industria como compresores reciprocantes, de tornillo, centrífugos y axiales. También define conceptos clave como presión, temperatura, gas ideal, coeficiente de compresibilidad y calor específico.
Este documento describe las propiedades de las mezclas de gases y vapores, con un enfoque en el aire húmedo. Explica que el vapor de agua en el aire atmosférico se puede modelar como un gas ideal a bajas presiones y temperaturas. Define la humedad relativa como la razón entre la presión de vapor en una muestra de aire y la presión de saturación a la misma temperatura, e introduce la humedad específica como la razón entre la masa de vapor de agua y la masa de aire seco en una muestra.
Este documento describe las variables que definen las condiciones del aire húmedo y analiza el uso de diagramas psicrométricos. Explica que el aire seco se comporta como un gas ideal y que el vapor de agua también se aproxima a este comportamiento a bajas presiones. A continuación, lista las variables psicrométricas clave como la humedad específica, la humedad relativa y las temperaturas seca y húmeda. Finalmente, resume tres diagramas psicrométricos comunes (Carrier, ASHRAE y Moll
Este documento presenta 14 ejercicios resueltos relacionados con gases. Cada ejercicio aplica las leyes de los gases (Boyle, Charles y Gay-Lussac) para calcular variables como volumen, presión, temperatura o cantidad de materia a partir de datos iniciales provistos. Los cálculos involucran conversiones de unidades, aplicación de fórmulas como la ley de los gases ideales y cálculo de masas molares. El objetivo es practicar el uso de las leyes de los gases y desarrollar habilidades para resolver problemas tipo en química
Este documento describe los diferentes tipos de compresores utilizados en la industria. Introduce conceptos termodinámicos básicos como presión, temperatura y el primer principio de la termodinámica. Explica los conceptos de gas ideal, compresibilidad y calor específico. Finalmente clasifica los principales tipos de compresores en compresores de desplazamiento positivo y compresores dinámicos.
Este documento describe los diferentes tipos de compresores utilizados en la industria. Introduce conceptos termodinámicos básicos como presión, temperatura y el primer principio de la termodinámica. Explica el comportamiento de los gases ideales y reales, y define conceptos como coeficiente de compresibilidad y calor específico. Finalmente, clasifica los principales tipos de compresores en compresores de desplazamiento positivo y compresores dinámicos.
El documento presenta los fundamentos teóricos y el procedimiento experimental para determinar la presión de vapor de líquidos a diferentes temperaturas. Se utilizó la ecuación de Clausius-Clapeyron para relacionar matemáticamente la presión de vapor con la temperatura y calcular la cantidad de calor absorbida en la vaporización del mercurio. Los resultados experimentales se graficaron y permitieron validar la teoría de que a mayor temperatura la presión de vapor es menor.
El documento trata sobre los procesos de secado y deshidratación de alimentos. Explica que la harina reduce su humedad del 14-15% al 10-12% durante su distribución y almacenamiento debido a la deshidratación, que es el proceso por el cual el agua es eliminada de un alimento a través de la evaporación bajo condiciones controladas. También describe conceptos clave como la humedad relativa, la psicrometría y las propiedades de las mezclas aire-vapor, que son fundamentales para comprender cómo
Este documento describe las propiedades y comportamiento del gas natural. Explica que el gas natural está compuesto principalmente por metano y cantidades menores de otros hidrocarburos como etano y propano. También cubre las leyes de los gases ideales, incluyendo las leyes de Boyle, Charles y Avogadro, y cómo estas leyes se combinan en la ecuación general de los gases ideales. Finalmente, discute cómo calcular la densidad, volumen específico y gravedad específica de los gases ideales usando esta ecuación.
Este documento describe el desarrollo de un módulo en Excel para realizar cálculos básicos de torres de enfriamiento. Incluye el cálculo del número de unidades de transferencia (NTU) utilizando el método simplificado de Merkel, módulos para cálculos psicrométricos y de perfiles de temperatura, y la programación del cálculo de curvas características con alternativas para el cálculo del NTU. Presenta conceptos teóricos clave como la humedad absoluta, la temperatura de bulbo seco, y la
1. 1
TEMA 3
TERMODINAMICA DE LA ATMOSFERA
• Ecuación de estado del gas ideal. Mezcla de gases
• Trabajo y calor. Primer principio de la Termodinámica
• Cambios de fase
• El concepto del paquete de aire. Procesos: procesos adiabáticos.
• El vapor de agua: Aire húmedo. Saturación
• Procesos del aire húmedo. Diagramas
• Estabilidad vertical
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Equipo docente:
Alfonso Calera Belmonte
Antonio J. Barbero
Departamento de Física Aplicada
UCLM
2. 2
GASES IDEALES
ECUACIÓN DE ESTADO
T
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R
V
m
V
RT
M
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11
KkgKJ
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PRIMER PRINCIPIO
Sistema
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3. 3
PROPIEDADES DE UN SISTEMA
Entalpía específicaEnergía interna específica u pvuh
Calores específicos
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p
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h
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v
T
u
c dvpw
Trabajo
Relación entre los calores específicos para un gas ideal
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dT
d
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Relación de Mayer rcc vp
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4. 4
dvpdTcq v
APLICACIÓN DEL PRIMER PRINCIPIO A UN GAS IDEAL
dpvdTcdpvdTrcdpvvpddTcq pvv )()(
dvpdpvvpd )(
dpvdTcq p
dpvdvpdudh dpvdhq
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5. 5
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p
......21 i
i
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ii
nnn
n
y
n
n
p
p
Fracción molar
La presión parcial de cada componente
es proporcional a su fracción molar
MEZCLA DE GASES IDEALES. MODELO DE DALTON
• Gas ideal formado por partículas que ejercen fuerzas
mutuas despreciables y cuyo volumen es muy pequeño en
comparación con el volumen total ocupado por el gas.
• Cada componente de la mezcla se comporta como un gas
ideal que ocupase él sólo todo el volumen de la mezcla a la
temperatura de la mezcla.
• Consecuencia: cada componente individual ejerce una
presión parcial, siendo la suma de todas las presiones
parciales igual a la presión total de la mezcla.
A
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t
a
l
F
í
s
i
c
a
6. 6
FASE: Estado de agregación físicamente homogéneo y con las
mismas propiedades.
CAMBIOS DE FASE: Calor latente de cambio de estado
CAMBIOS A PRESIÓN CONSTANTE: Entalpía de cambio de estado
Agua:
L V 540 kcal/kg
S L 80 kcal/kg
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
7. 7
T (ºC)
q
0
hielo
hielo
+
agua
CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA
Ejemplo: agua a 1 atm sometida a un calentamiento continuo
100
agua vapor
agua
+
vapor
80 kcal/kg
540 kcal/kg
1 kcal/kg·ºC
Los cambios de estado llevan asociados intercambios de energía:
calor latente de cambio de estado
Cuando el cambio de estado es a presión constante entalpía de cambio de estado
El cambio líquido vapor lleva asociado un gran intercambio de energía!
0.5 kcal/kg·ºC
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
8. 8
Aire húmedo: aire seco + vapor de agua
Aire seco Aire húmedo Aire saturado
Presión de vapor
(tensión de vapor)
Presión de vapor de saturación: función de T
Líquido
Vapor
El aire húmedo en contacto con agua líquida se describe con arreglo a las
idealizaciones siguientes: 1) El aire seco y el vapor se comportan como gases
ideales independientes. 2) El equilibrio de las fases líquida y gaseosa del agua
no está afectada por la presencia de aire.
(COMPOSICIÓN AIRE SECO: Véase Tema 2)
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
9. 9
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0 10 20 30 40 50
P(bar)
T (ºC)
Presion de vapor del agua (liq) en funcion de la temperatura
Diagrama de Fases. Curva líquido-vapor (agua)
Coordenadas punto triple: 0.01 ºC, 0.00611 bar
0.024
http://www.lsbu.ac.uk/water/
phase.html
Diagrama fases agua
http://www.chemistrycoach.com/
Phase_diagram.htm
Properties of Water and
Steam in SI-Units
(Ernst Schmidt)
Springer-Verlag (1982)
SATURACIÓN:
Coexistencia de fase
líquida y fase gaseosa
siendo la presión de
vapor igual al valor
indicado por la curva
de equilibrio líquido-
vapor a cada
temperatura
Presión de vapor (tensión de vapor)
10. 10
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0 10 20 30 40 50
P(bar)
T (ºC)
Presion de vapor del agua (liq) en funcion de la temperatura
T (ºC) P (bar)
0.01 0.00611
5.00 0.00872
10.0 0.01228
15.0 0.01705
20.0 0.02339
25.0 0.03169
30.0 0.04246
35.0 0.05628
40.0 0.07384
45.0 0.09593
Interpolación lineal
12
12
1
1 PP
TT
TT
PP i
i
barCP 06632.0)º38(
1 2i
11. 11
Relación entre presión parcial de vapor de agua, presión total y humedad específica:
La presión parcial ejercida por un constituyente de una mezcla de gases es proporcional a su
fracción molar (Dalton)
p
w
w
MmM
m
M
m
m
p
M
m
M
m
M
m
p
ssv
v
v
s
v
s
s
v
v
v
v
v
1
s
v
m
m
w kg vapor/kg aire seco
Masa de vapor de agua
Masa de aire seco
=
Razón de mezcla
Humedad específica
o
s
s
v
v
v
v
v
M
m
M
m
M
m
y
p
w
w
pv
622.0
s
v
M
M
CONTENIDO DE HUMEDAD EN EL AIRE
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
12. 12
Una masa de aire contiene vapor de agua con una razón de
mezcla 6 g kg-1, siendo la presión total de la misma 1018 mb.
Determinar la presión de vapor.
mbp
w
w
v
p 7.91018
622.0006.0
006.0
Determínese la humedad específica de una masa de aire donde la tensión de vapor de agua es
de 15 mb, siendo la presión total 1023 mb.
oairekgvaporkg
pp
p
w
v
v
sec/00926.0
151023
15
622.0
. . . .
. . . .
.
.
.
.
.
. ..
.
.
.
.
.
EJEMPLOS
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
13. 13
v
s
v
s
s
v
s
s
s
h
m
m
h
m
H
m
H
m
H
vs hwhh
Específica
(kJ/kg aire seco)
vs HHH vvss hmhmEntalpía de mezcla
Nomenclatura:
Subíndice s:
se refiere al aire seco
Subíndice v:
se refiere al vapor de agua
Calor sensible:
Contenido de energía de una masa de aire debido a la temperatura del aire
Se expresa en kJ/kg aire seco o en kcal/kg aire seco (magnitud específica).
El calor específico del aire seco es 0.24 kcal/kg
Calor latente:
Contenido de energía de una masa de aire debido al vapor de agua que contiene
http://www.shinyei.com/allabout-e.htm#a19
Representa el calor necesario para vaporizar el agua contenida en la masa de aire
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
14. 14
Humedad relativa: cociente entre la fracción molar de vapor de agua en una muestra
de aire húmedo y la fracción molar de vapor en una muestra de aire saturado a la
misma temperatura y la misma presión de la mezcla.
pTsatv
v
y
y
,,
pyp vv
pyp satvsatv ,, pTsatv
v
p
p
,,
Forma alternativa 1:
Forma alternativa 2:
En la atmósfera de la Tierra p >> pv,sat
p
p
pp
p
w satv
satv
satv
sat
,
,
,
p
p
pp
p
w v
v
v
satw
w
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
15. 15
Ejemplo
Considérese una masa de aire a 1010 mb y 20 ºC cuya presión parcial de
vapor es 10 mb. Calcúlese su humedad relativa, su humedad específica y
la humedad específica de saturación.
P
T
pv
pv,sat
w
wsat
T (ºC) P (bar)
0.01 0.00611
5.00 0.00872
10.0 0.01228
15.0 0.01705
20.0 0.02339
25.0 0.03169
30.0 0.04246
35.0 0.05628
40.0 0.07384
45.0 0.09593
%)43(428.0
39.23
10
,, pTsatv
v
p
p
00622.0
101010
10
622.0
v
v
pp
p
w kg kg-1
0147.0
39.231010
39.23
622.0
,
,
satv
satv
sat
pp
p
w kg kg-1
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
16. 16
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
Punto de rocío: Temperatura a la que debe enfriarse el aire (manteniendo constante
su presión y su contenido en vapor) para alcanzar la saturación.
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0 10 20 30 40 50
P(bar)
T (ºC)
Presion de vapor del agua (liq) en funcion de la temperatura
Temperatura de rocío 13.8 ºC
0.012
Ejemplo. Masa de aire húmedo
evolucionando desde 40 ºC hasta
10 ºC (pv = 20 mb, presión constante
1010 mb)
v
v
C
pp
p
w º40
1
0126.0
020.0010.1
020.0
622.0 kgkg
v
v
C
pp
p
w º10
1
0748.0
012.0010.1
012.0
622.0 kgkg
El aire mantiene su
humedad específica
pero aumenta la
humedad relativa
17. 17
PROCESO DE SATURACIÓN ADIABÁTICA
El aire fluye a través de un conducto perfectamente aislado donde existe un depósito de
agua abierto al flujo de aire. A medida que circula, el aire aumenta su humedad
específica hasta alcanzar saturación si el contacto aire agua es lo suficientemente
prolongado.
T1
1
T2
2
Sobre saturación adiabática y humedad
http://www.taftan.com/xl/adiabat.htm
http://www.shinyei.com/allabout-e.htm
Temperatura de saturación adiabáticaT2 = Tsa
Aislamiento adiabático
La entalpía del aire húmedo se mantiene constante. Como consecuencia, la temperatura
disminuye a la salida.
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
18. 18
PSICRÓMETRO
)()(
)()(')()(
saliqv
saliqsavssas
ThTh
ThThwThTh
w
Determinación de la humedad específica w del aire húmedo a partir de
tres propiedades de la mezcla: presión p, temperatura T y temperatura de
saturación adiabática Tsa
seco
T
Temperatura bulbo húmedo Temp. saturación adiabática
Diagrama psicrométrico
saT
húmedo
)(
)(
'
sag
sav
Tpp
Tp
w
M J Moran, H N Shapiro. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Reverté (1994)
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
19. 19
V
mm vs
Densidad del aire húmedo (kg/m3)
vs mm
V
v
1
Volumen específico (m3/kg)
w, pv
T (seco)
h
T (húmedo)
v
Diagrama psicrométricoCONSTRUIDO PARA
UNA PRESIÓN DADA
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
21. 21
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
EJEMPLO.
Una masa de aire a 30 ºC con 30% de humedad se
somete a un proceso de saturación adiabática.
Después se enfría hasta 13.5 ºC y posteriormente
se calienta hasta que su temperatura alcanza
19 ºC. Determínese su humedad relativa y la
variación en su humedad específica.
30 ºC
30%
18 ºC
13.5 ºC
19 ºC
0.080
0.095
= 0.095-0.080 =
= 0.015 kg·kg-1
22. 22
Es un volumen de aire cuya composición permanece aproximadamente constante,
desplazándose geográficamente y a través de la atmósfera como una unidad
diferenciada.
• Se encuentran térmicamente aislados de su entorno y su temperatura cambia
adiabáticamente cuando ascienden o descienden.
• Se encuentran a la misma presión que su entorno a cada altura, por lo que se
supone existe equilibrio hidrostático.
• Se mueven lo suficientemente despacio como para suponer que su energía
cinética es una fracción despreciable de su energía total.
PAQUETE DE AIRE
La mezcla por difusión molecular es un fenómeno importante en los primeros
centímetros de altura y por encima de los 100 km. En los niveles intermedios la
mezcla vertical es consecuencia del intercambio de masas de aire bien definidas
(“paquetes de aire”) cuyas dimensiones horizontales se encuentran comprendidas
desde los centímetros hasta la escala del tamaño de la Tierra.
MODELIZACIÓN DE LOS PAQUETES DE AIRE
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
23. 23
PROCESOS DE SATURACIÓN ADIABÁTICA Y PSEUDOADIABÁTICA
Aire húmedo
Aire saturado
Proceso adiabático
Condensación
Todos los productos de
condensación permanecen
en el paquete de aire
Los productos de
condensación (todo o parte)
abandonan el paquete de aire
Proceso
adiabático
saturado
Proceso
pseudoadiabático
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
24. 24
ECUACIÓN HIDROSTÁTICA
dz
g Sdzz
p
S
Masa de aire contenida en dz: dzS
Peso de aire contenido en dz: dzSg
Fuerza de presión neta:
Ascendente: pS
Descendente: )( dppS
dpSdppSpS )(
La fuerza de presión neta está dirigida hacia arriba, ya
que dp es una cantidad negativa
Fuerzas de presión:
p+dp
-Sdp
Columna aire, densidad
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
25. 25
ECUACIÓN HIDROSTÁTICA (Continuación)
Suponemos que cada película de aire está muy cerca
del equilibrio
El peso equilibra las fuerzas de presión
dzSgdpS g
dz
dp
v
1
En función de volumen específico:
dpvdzg
dz
g Sdzz
p
S
p+dp
-Sdp A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
26. 26
Aire húmedo =
= aire seco +
+ vapor de agua
vs
vs
V
mmDensidad del
aire húmedo:
s: densidad que la misma masa ms de aire seco
tendría si ella sola ocupase el volumen V
v: densidad que la misma masa mv de vapor de agua
tendría si ella sola ocupase el volumen V
Densidades “parciales”
V ms mv
TEMPERATURA VIRTUAL
Gas ideal
Ley de Dalton vs ppp
Trp sss
Trp vvv
Tr
p
Tr
pp
v
v
s
v
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
27. 27
Tr
p
Tr
pp
v
v
s
v
Definición: Temperatura virtual Tvirtual
La ecuación de los gases se puede escribir entonces como:
La temperatura virtual es la temperatura que el aire seco debe tener para
tener la misma densidad que el aire húmedo a la misma presión.
El aire húmedo es menos denso que el aire seco la temperatura virtual
es mayor que la temperatura absoluta.
Densidad del
aire húmedoConstante
del aire seco
Presión del
aire húmedo
622.0
s
v
v
s
M
M
r
r
virtuals Trp
1111
ew
w
T
p
p
T
T
v
virtual
1111
p
p
Tr
p
r
r
p
p
Tr
p v
sv
sv
s
11
p
p
T
T
v
virtual
A
m
b
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e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
28. 28
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
La temperatura potencial de un paquete de aire se define como la
temperatura que dicho paquete alcanzaría si fuese expandida o comprimida
adiabáticamente desde su presión inicial hasta una presión estándar p0
(generalmente se toma p0 = 1000 mb).
TEMPERATURA POTENCIAL
rTvp
0
p
dp
T
dT
r
cp
p
p
T
p
p
dp
T
dT
r
c
0
0
lnln
p
pT
r
cp
0p
pT r
cp
286.0
1004
287
11
11
kgKJ
kgKJ
c
r
p
Aire seco
0dp
p
rT
dTcp
pc
r
p
p
T 0
286.0
pconstanteT
0dpvdTcq p
29. 29
Proceso adiabático
0dzgdTcq p
Primer principio
Ecuación hidrostática
dpvdTcq p
dpvdzg
s
posecaire c
g
dz
dT
g = 9.81 ms-2
cp = 1004 J kg -1 K-1
s = 0.0098 K m-1 = 9.8 K km-1
GRADIENTE ADIABÁTICO DEL AIRE SECO
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
30. 30
Una vez alcanzada la saturación se libera en el seno del paquete de aire el calor
latente de cambio de estado, y a partir de ese momento la disminución de la
temperatura con la altura se hace menor.
Gradiente adiabático del aire saturado: tasa de disminución de la temperatura con la
altitud para un paquete de aire saturado en condiciones adiabáticas. Se define como:
tasaire
sat
dz
dT
Valores típicos: 4 K km-1 para las proximidades del suelo
6-7 K km-1 para la troposfera media
GRADIENTE ADIABÁTICO DEL AIRE SATURADO
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
31. 31
1000
600
100
200
300
400
800
0
10
100 200 300 400
P(mb)
T (K)
=100K =200K =300K =400K =500K
DIAGRAMA PSEUDOADIABÁTICO
286.0
pconstanteT
Ejemplo. Una burbuja de aire
a 230 K se encuentra en el nivel
de 400 mb y desciende
adiabáticamente hasta el nivel
de 600 mb.
¿Cuál es su temperatura final?
230 K
Descenso adiabático
constante
Línea de igual temperatura potencial
259 K
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
33. 33
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
Líneas continuas rotuladas en K: Adiabáticas secas
Son líneas de temperatura potencial constante ( cte)
Líneas discontínuas rotuladas en K: Pseudoadiabáticas
(para aire saturado, bulbo húmedo cte)
Líneas continuas rotuladas en g/kg:
Líneas de razón de saturación constante
Están rotuladas con la razón de saturación ws.
34. 34
Ejemplo
Una masa de aire a 1000 mb y 18 ºC tiene una razón de mezcla de 6 g kg-1.
Determínese su humedad relativa y su punto de rocío (diagrama en pagina siguiente)
USO DEL DIAGRAMA PSEUDOADIABÁTICO
* Localización en el diagrama pseudoadiabático (punto rojo) por coordenadas T, p.
* Lectura de la razón de mezcla de saturación. Véase que ws = 13 g kg-1
* Humedad relativa %)46(46.0
13
6
satw
w
* Punto de rocío: trazamos una horizontal en la ordenada de 1000 mb hasta
encontrar la línea de razón de mezcla rotulada con el valor de la razón de
mezcla actual (6 g kg-1). Le corresponde una temperatura de 6 ºC, es decir, a esa
temperatura un contenido en vapor de 6 g kg-1 es saturante y por lo tanto
condensará.
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
35. 35
ws = 13
g kg-1
6 ºC
18 ºC
1000 mb
%)46(46.0
13
6
sw
w
Punto de rocío
Ejemplo
Una masa de aire a
1000 mb y 18 ºC tiene
una razón de mezcla de
6 g kg-1.
Determínese su
humedad relativa y su
punto de rocío
A
m
b
i
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n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
36. 36
NIVEL DE CONDENSACIÓN
Se define como el nivel en que un paquete de aire húmedo que asciende
adiabáticamente llega a estar saturado.
Durante el ascenso la razón de mezcla w y la temperatura potencial
permanencen constantes pero la razón de mezcla de saturación ws va
disminuyendo progresivamente (ya que la temperatura va disminuyendo)
hasta que su valor se hace igual a la razón de mezcla actual w.
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
37. 37
• En un diagrama pseudoadiabático el nivel de condensación
por ascenso de un paquete de aire se encuentra en la
intersección de:
• la línea de temperatura potencial que pasa a través del
punto localizado por la temperatura y presión del paquete;
• la línea de temperatura potencial equivalente (es decir la
pseudoadiabática) que pasa a través del punto localizado
por la temperatura de bulbo húmedo de la masa de aire y
presión correspondiente a la masa de aire;
• la línea de relación de mezcla de saturación que pasa por el
punto determinado por la temperatura de rocío y la presión
de la masa de aire.
REGLA DE NORMAND
A
m
b
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n
t
a
l
F
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s
i
c
a
38. 38
Paquete de aire con presión p, temperatura T, punto de rocío TR y
temperatura de bulbo húmedo Tbh.
constante
sat constante
wsat constante
1000 mb
p
T
TTR
Nivel de condensación
Tbh
bh
p
A
m
b
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n
t
a
l
F
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s
i
c
a
39. 39
EJEMPLO 1. Nivel de condensación
A) Un paquete de aire de temperatura inicial 15 ºC y punto de rocío 2 ºC asciende
adiabáticamente desde el nivel de 1000 mb. Determínese el nivel de condensación y
la temperatura a dicho nivel.
B) Si el paquete de aire sigue ascendiendo por encima del nivel de condensación y
llega 200 mb más arriba, ¿cuál es la temperatura final y cuanta agua se ha
condensado durante el ascenso?
A
m
b
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n
t
a
l
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s
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c
a
40. 40
15 ºC
1000 mb
830 mb
630 mb
-15 ºC
TR=2 ºC
4.5 g/kg
2.0 g/kg
Condensado:
4.5-2.0=2.5 g/kg
EJEMPLO 1. Nivel de condensación
-1 ºC
A) Un paquete de aire de
temperatura inicial 15 ºC y punto de
rocío 2 ºC asciende adiabáticamente
desde el nivel de 1000 mb.
Determínese el nivel de
condensación y la temperatura a
dicho nivel.
B) Si el paquete de aire sigue ascendiendo por
encima del nivel de condensación y llega 200
mb más arriba, ¿cuál es la temperatura final y
cuanta agua se ha condensado durante el
ascenso?
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
41. 41
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
EJEMPLO 2
Un paquete de
aire a 900 mb
tiene una
temperatura de 15
ºC y un punto de
rocío de 4.5 ºC.
Determínese el
nivel de
condensación, la
razón de mezcla,
la humedad
relativa, la
temperatura de
bulbo húmedo, la
temperatura
potencial y la
temperatura
potencial de
bulbo húmedo.
6 g·kg-1
770 mb
12 g·kg-1
5.0
12
6
(50%)
8.5 ºC
13 ºC 23.5 ºC
T=15 ºCTR=4.5 ºC
42. 42
ATMÓSFERA ESTABLE
ESTABILIDAD ESTÁTICAAIRE NO SATURADO
Al ascender, la presión se ajusta a la del entorno
El aire ascendente A (más frío) es
más denso que el aire del entorno B
El paquete de aire A tiende a
regresar a su nivel de origen
Fuerza recuperadora que inhibe el
movimiento vertical
Estabilidad estática positiva
Gradiente adiabático del aire MENOR
que el gradiente adiabático del aire seco
Temperatura
Altura
TBTA
B
< s s - >0
s
A
Condiciones iniciales
Gradiente actual
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
43. 43
ATMÓSFERA ESTABLE
ESTABILIDAD ESTÁTICAAIRE NO SATURADO
Al ascender, la presión se ajusta a la del entorno
El aire ascendente A (más frío) es
más denso que el aire del entorno B
El paquete de aire A tiende a
regresar a su nivel de origen
Fuerza recuperadora que inhibe el
movimiento vertical
Estabilidad estática negativa
(INVERSIÓN)
Gradiente adiabático del aire negativo
(y menor que el del aire seco)
Temperatura
Altura
TBTA
B
< s s - >0
s
A
Condiciones iniciales
Gradiente actual
< 0
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
45. 45
ATMÓSFERA INESTABLE
INESTABILIDAD ESTÁTICAAIRE NO SATURADO
Al ascender, la presión se ajusta a la del entorno
El aire ascendente A (más caliente) es
menos denso que el aire entorno B
El paquete de aire A tiende a alejarse
de su nivel de origen
Fuerza que favorece el movimiento
vertical
Inestabilidad estática
Gradiente adiabático del aire MAYOR
que el gradiente adiabático del aire seco
Temperatura
Altura
TB TA
B
> s s - < 0
s
A
Condiciones iniciales
Gradiente actual
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
46. 46
Estable
< sEstabilidad estática positiva
<0< s
Estabilidad estática negativa
(inversión)
Inestable > sMezcla convectiva
Estabilidad neutral: = s
ESTABILIDAD ESTÁTICAAIRE NO SATURADO (RESUMEN)
s
s
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a
47. 47
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/graficos/entalpiadevaporizacion/evapor.html
Datos de entalpías de vaporización y fusión de los elementos químicos
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/graficos/entalpiadefusion/efusion.html
http://www.usatoday.com/weather/wwater0.htm
Otras páginas relacionadas:
http://www.usatoday.com/weather/whumdef.htm
BIBLIOGRAFÍA Y DOCUMENTACIÓN
http://www.usatoday.com/weather/wstabil1.htm (usa unidades inglesas)
Discusiones sobre estabilidad e inestabilidad:
http://www.qc.ec.gc.ca/meteo/Documentation/Stabilite_e.html
http://www.cesga.es/telecursos/MedAmb/medamb/mca2/frame_MCA02_3.html
http://www.geocities.com/silvia_larocca/Temas/emagrama2.htm
http://www.usatoday.com/weather/whumdef.htmSobre humedad y su medida
M J Moran, H N Shapiro. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Reverté (1994)
Libros básicos de referencia para el tema:
John M Wallace, Peter W Hobbs, Atmospheric Science. An introductory survey. Academic Press (1997)
Sobre calor específico
http://www.engineeringtoolbox.com/36_339qframed.html
http://seaborg.nmu.edu/Clouds/types.html
Tipos de nubes
A
m
b
i
e
n
t
a
l
F
í
s
i
c
a