61 Questions
¿Por qué se considera que la atmósfera es un sistema abierto?
La atmósfera es un sistema abierto porque intercambia energía y masa con su entorno.
¿Por qué se dice que la atmósfera está en estado casi-estacionario?
La atmósfera está en estado casi-estacionario porque las variaciones plurianuales de su masa y energía son muy pequeñas.
¿Cuál es el papel del ciclo del agua en los intercambios de masa y energía con el entorno?
El ciclo del agua transfiere calor desde la superficie a la atmósfera y de un lugar a otro del planeta.
¿Qué es el aire seco y cuál es su composición principal?
El aire seco es la mezcla de gases atmosféricos excluyendo el vapor de agua. Sus principales constituyentes son N2 y O2, que constituyen cerca del 99% del volumen del aire seco.
¿Qué tipo de intercambios realiza la atmósfera con su entorno?
La atmósfera realiza intercambios de energía y masa con su entorno.
¿Cómo se puede describir la variación plurianual de la masa y energía de la atmósfera?
La variación plurianual de la masa y energía de la atmósfera es muy pequeña.
¿Cuál es la fórmula para calcular la densidad del aire húmedo?
Densidad del aire húmedo = Densidad del aire seco + Densidad del vapor de agua
¿Cuál es la definición de un proceso adiabático en el contexto de la atmósfera?
Un proceso adiabático es aquel en el que la masa de aire ascendente apenas intercambia calor con el aire exterior.
¿Qué suposiciones se consideran en la teoría de la parcela de aire?
- La masa de aire ascendente apenas intercambia calor con el aire exterior. 2. El aire de la parcela iguala su presión con la del aire que la rodea a medida que sube o baja. 3. Si la densidad de la parcela es menor que la del entorno después de un ascenso, estará sometida a una fuerza ascensional.
¿Cuál es la fórmula para calcular el índice de enfriamiento adiabático del aire seco?
Γs = (g/cp)
¿Qué sucede con la temperatura del aire húmedo al elevarse?
La temperatura del aire húmedo disminuye con la altura al elevarse, con un gradiente muy parecido al del adiabático seco hasta que el vapor de agua se satura.
¿Cuál es el gradiente térmico atmosférico para la troposfera (0-12 km)?
El gradiente térmico atmosférico para la troposfera (0-12 km) es aproximadamente -6.5°C/km.
¿Cuál es la fórmula alternativa del Primer Principio aplicada a un proceso adiabático?
La formulación alternativa del Primer Principio aplicada a un proceso adiabático es Q = cp * ΔT
¿Qué sucede con la densidad de la parcela de aire después de un ligero ascenso?
Si después de un ligero ascenso, la densidad de la parcela es menor que la del entorno, estará sometida a una fuerza ascensional y será acelerada hacia arriba; en caso contrario, bajará.
¿Cuál es el ritmo de variación de la temperatura durante el ascenso?
El ritmo de variación de la temperatura durante el ascenso se denomina índice de enfriamiento adiabático Γ.
¿Qué sucede con el aire parcela al ser elevado en altitud?
A medida que el aire parcela es elevado en altitud, la presión del aire disminuye, la parcela se expande y se enfría adiabáticamente.
¿Cuál es la ecuación del proceso adiabático para un gas ideal?
P * V^Γ = constante
¿Qué sucede con una masa de aire que asciende en la atmósfera?
Cuando una masa de aire asciende, experimenta un proceso termodinámico en el que sus variables de estado P, V y T varían.
¿Cuál es la ecuación de estado del aire seco?
PV = mRT
¿Qué es la humedad absoluta o densidad del vapor?
Es la masa de vapor de agua por unidad de volumen de aire
¿Qué es la constante específica del vapor de agua?
461.52 J/Kg K
¿Qué es la temperatura virtual del aire húmedo?
Es la temperatura que tendría el aire seco para tener la misma densidad que el aire húmedo
¿Cómo se define la humedad relativa del aire?
Se define como el cociente entre la presión parcial del vapor de agua y la presión de vapor saturante a una temperatura dada
¿Cuál es la ecuación de Clausius-Clapeyron que relaciona la presión parcial saturante del vapor de agua con la temperatura?
E = L / Rv * (1 / T - 1 / T0)
¿Cuál es la fórmula de Magnus para calcular la presión parcial del vapor de agua en función de la temperatura?
e = 6.1094 * exp(17.625 * t / (t + 243.04))
¿Qué es la relación entre la temperatura real del aire húmedo y su temperatura virtual?
T = Tv / (1 + 0.61 * q)
¿Cuál es la ecuación de estado del aire húmedo?
P = (Rd + Rv) * ρ * T
¿Cuál es la fórmula que relaciona la presión parcial del vapor de agua con el coeficiente de mezcla del vapor y la presión total del aire húmedo?
e = P * w / (0.622 + w)
¿Cómo se define la humedad específica?
Es la razón entre la masa de vapor de agua y la masa de aire seco
¿Cuál es la relación entre la constante específica del vapor de agua y la constante específica del aire seco?
Rv = 0.622 * Rd
¿Qué tipo de sistema es la atmósfera y por qué?
La atmósfera es un sistema abierto porque intercambia energía y masa con su entorno.
¿Qué papel juega el ciclo del agua en los intercambios de masa y energía con el entorno?
El ciclo del agua transfiere calor desde la superficie a la atmósfera y de un lugar a otro del planeta.
¿Cuáles son los gases principales que constituyen cerca del 99% del volumen del aire seco?
Nitrógeno (N2) y Oxígeno (O2).
¿Cuál es el estado de la atmósfera considerando periodos de varios años?
La atmósfera está en estado casi-estacionario, con variaciones plurianuales muy pequeñas.
¿Qué sucede con una masa de aire que asciende en la atmósfera?
Al ascender, una masa de aire se enfría adiabáticamente.
¿Qué es el aire seco y cuál es su composición principal?
El aire seco es la mezcla de gases atmosféricos excluyendo el vapor de agua, y su composición principal es nitrógeno (N2) y oxígeno (O2).
¿Cuál es la ecuación para calcular la densidad del aire húmedo?
La ecuación para calcular la densidad del aire húmedo es: $\rho = \frac{P}{R_dT} - \frac{e}{R_vT}$
¿Cuál es la fórmula para calcular la humedad absoluta o densidad del vapor?
La fórmula para calcular la humedad absoluta es: $\rho_v = \frac{e}{RT}$
¿Cómo se define la humedad relativa del aire?
La humedad relativa del aire se define como la relación entre la presión parcial del vapor de agua y la presión parcial de saturación a esa temperatura, expresada en porcentaje.
¿Cuál es la fórmula para calcular la humedad específica?
La fórmula para calcular la humedad específica es: $h = \frac{\rho_v}{\rho_a}$
¿Cuál es la ecuación de estado del aire húmedo?
La ecuación de estado del aire húmedo es: $P = \rho RT = \rho R_dT + \rho_v R_vT$
¿Cuál es la relación entre la temperatura real del aire húmedo y su temperatura virtual?
La relación entre la temperatura real del aire húmedo ($T$) y su temperatura virtual ($T_v$) es: $\frac{T}{T_v} = 1 + 0.61 \frac{\rho_v}{\rho_a}$
¿Cuál es la ecuación del proceso adiabático para un gas ideal?
La ecuación del proceso adiabático para un gas ideal es: $P\cdot V^\gamma = constante$
¿Cómo se puede describir la variación plurianual de la masa y energía de la atmósfera?
La variación plurianual de la masa y energía de la atmósfera se puede describir mediante el balance entre entradas y salidas de masa y energía, tales como la radiación solar, la radiación terrestre, el calor latente y el calor sensible.
¿Cuál es el ritmo de variación de la temperatura durante el ascenso?
El ritmo de variación de la temperatura durante el ascenso se denomina índice de enfriamiento adiabático ($\Gamma$) y es de aproximadamente 1°C por cada 100 metros de ascenso para el aire seco.
¿Por qué se dice que la atmósfera está en estado casi-estacionario?
Se dice que la atmósfera está en estado casi-estacionario debido a que las variaciones en la masa y energía de la atmósfera a corto plazo son pequeñas en comparación con las cantidades totales.
¿Cuál es la fórmula de Magnus para calcular la presión parcial del vapor de agua en función de la temperatura?
La fórmula de Magnus para calcular la presión parcial del vapor de agua en función de la temperatura es: $e = 6.11 \times 10^{(7.5T)/(T+237.3)}$
¿Cuál es la fórmula para calcular el índice de enfriamiento adiabático del aire seco?
La fórmula para calcular el índice de enfriamiento adiabático del aire seco es: $\Gamma_s = \frac{g}{C_p}$
¿Cuál es la relación entre la presión parcial y el volumen parcial de cada gas en la mezcla?
Se verifica según la ley de Dalton: $P_iV_i = n_iRT$
¿Cuál es la ecuación de estado del aire seco?
La ecuación de estado del aire seco es: $PV = mRT$
¿Cuál es la relación entre la constante de los gases ideales y la constante específica del gas i?
La relación entre la constante de los gases ideales y la constante específica del gas i es: $R = R_s/M_i$
¿Qué fórmula relaciona la presión parcial del vapor de agua con el coeficiente de mezcla del vapor y la presión total del aire húmedo?
La fórmula que relaciona la presión parcial del vapor de agua con el coeficiente de mezcla del vapor y la presión total del aire húmedo es: $e = fwP$
¿Cuál es la fórmula que define la densidad del aire húmedo?
La fórmula que define la densidad del aire húmedo es: $ρ = P / (RTv)$
¿Cuál es la expresión para la presión parcial saturante E del vapor de agua en función de la temperatura T?
La expresión para la presión parcial saturante E del vapor de agua en función de la temperatura T es dada por la ecuación de Clausius-Clapeyron: $E = E_0 e^{L/RT}$
¿Cuál es la fórmula de Magnus para calcular la presión parcial del vapor de agua en función de la temperatura?
La fórmula de Magnus para calcular la presión parcial del vapor de agua en función de la temperatura es: $e = 6.1094 e^{rac{17.625T}{T+243.04}}$
¿Cuál es la relación entre la temperatura real del aire húmedo y su temperatura virtual?
La relación entre la temperatura real del aire húmedo y su temperatura virtual es: $Tv = T(1 + 0.61w)$
¿Cuál es la ecuación de estado del aire húmedo?
La ecuación de estado del aire húmedo es: $P = ρRT$
¿Cuál es la fórmula para calcular la humedad específica?
La fórmula para calcular la humedad específica es: $w = rac{m_v}{m_a}$
¿Qué fórmula define la temperatura virtual del aire húmedo?
La fórmula que define la temperatura virtual del aire húmedo es: $Tv = T(1 + 0.61q)$
¿Cómo se define la humedad relativa del aire?
La humedad relativa del aire se define como: $h = rac{e}{E} imes 100 ext{%}$
¿Qué fórmula relaciona la presión parcial del vapor de agua con el coeficiente de mezcla del vapor y la presión total del aire húmedo?
La fórmula que relaciona la presión parcial del vapor de agua con el coeficiente de mezcla del vapor y la presión total del aire húmedo es: $e = fwP$
Este cuestionario aborda el tema de la atmósfera como un sistema termodinámico abierto, que intercambia energía y masa con su entorno. También explora el concepto de casi-estacionario en relación con la atmósfera a lo largo de periodos de varios años.
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