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Los Diagramas Termodinámicos
• Dan una representación gráfica de los procesos en la atmósfera
• Eliminan, o por lo menos simplifican, los cálculos
• En general: nos interesa tener líneas rectas• Hay muchas posibilidades
– Ventajas– Desventajas
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El Diagrama Clapeyron
• Desventaja: un ángulo pequeño entre los isotermas y los adiabáticos secos (óptimo 90º)
• Difícil a evaluar los cambios de T por procesos adiabáticos
T2
T1
P
v
θθθθ1
θθθθ2
adiabáticas secas
isotermas
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Diagrama Stuve
• Otro ejemplo tradicional
• Líneas rectas
• No mantiene Área – energía
• Pequeño ángulo entre T yθ
400
500
600
700
800
900
P
T
40oC20oC0oC-20oC-40oC
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Requisito tradicionales
• Presión como coordenada vertical
• La relación entre
– ÁREA
– ENERGÍA PUESTA EN JUEGO
pdvdw =• Se seleccionan p & v (volumen específico)
como bases
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Interés de los diagramas T-dlnp
• ÁREA - ENERGÍA PUESTA EN JUEGO
• Energía y trabajo
TRpv
pTdRp
dpTRvdpgdz
d
p
p
d
p
p
d
p
p
z
z
=
−=−=−= ∫∫∫∫2
1
2
1
2
1
2
1
)(ln
T-dlnp
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Emagrama
• Área – energía
• Pero 45º ángulo entre T yθ
1000 mb
800 mb
600 mb
400 mb
-20oC 0oC 20oC 40oC-40oC
P
T
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Tefigrama
• T - φ (entropía)• Área - energía
• 90º ángulo
• Pero isobaras curvadas
1000 mb
800 mb
600 mb
400 mb
P
T
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Nuestra selección –El diagrama oblicuo
• Tres líneas rectas (p, T, rs)
• Dos con poca curvatura (adiabáticas secas y pseudoadiabáticas
• Ángulo apreciable entre T y θ• Área – Energía puesta en juego
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Skew T-log p--ExampleIsobaras (p)
Equisaturadas (rs)
Isotermas (T)
Adiabáticas secas (θ)
Pseudoadiabáticas (θsw)
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Skew T-log p--Example
1000mb
T=0ºC
θ=0ºC
θsw = 0ºC
Punto de referencia: el “origen”
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El Diagrama Oblicuo
• Ubicación (p, T, Td)
• Seguimiento de procesos por propiedades conservativas– Procesos adiabáticos secos
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T
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El Diagrama Oblicuo
• Ubicación (p, T, Td)
• Seguimiento de procesos por propiedades conservativas– Procesos adiabáticos secos
• (propiedades termales) T sigue el adiabático seco
• (propiedades de humedad) Td sigue la equisaturada
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TTd
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El Diagrama Oblicuo
• Ubicación (p, T, Td)
• Seguimiento de procesos por propiedades conservativas– Procesos adiabáticos secos
• (propiedades termales) T sigue el adiabático seco
• (propiedades de humedad) Td sigue la equisaturada
• Se leen por isotermas
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T=9ºCTd=3ºC
p=920hPa
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El Diagrama Oblicuo
• Ubicación (p, T, Td)
• Seguimiento de procesos por propiedades conservativas– Procesos adiabáticos secos
• (propiedades termales) T sigue el adiabático seco
• (propiedades de humedad) Td sigue la equisaturada
• Se evolucionan simultaneamente
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TTd
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El Diagrama Oblicuo
• Ubicación (p, T, Td)
• Seguimiento de procesos por propiedades conservativas– Procesos adiabáticos secos
• (propiedades termales) T sigue el adiabático seco
• (propiedades de humedad) Td sigue la equisaturada
• Hasta llegar a la saturación
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TTd
NCE
Tc
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El Diagrama Oblicuo
• Ubicación (p, T, Td)
• Seguimiento de procesos por propiedades conservativas– Procesos adiabáticos secos
• (propiedades termales) T sigue el adiabático seco
• (propiedades de humedad) Td sigue la equisaturada
– Procesos pseudoadiabáticos siguen los pseudoadiabáticos
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Más variables termodinámicas de interés
• NombresTsw – pseudotemperatura del termómetro húmedo
θsw – temperatura pseudopotencial del termómetro húmedo
Tse – temperatura pseudoequivalente
θse – temperatura pseudopotencial equivalente
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TTd Tsw
θθθθsw
Tse
θθθθse
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Más variables termodinámicas de interés
• NombresTsw – pseudotemperatura del termómetro húmedo
θsw – temperatura pseudopotencial del termómetro húmedo
Tse(Tps) –temperatura pseudoequivalente
θse (θps) –temperatura pseudopotencial equivalente
• ¿Porqué nos interesan?
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PROPIEDADES CONSERVATIVAS DE LAS MASAS DE AIRE
Propiedad Proceso A Proceso B Proceso C Proceso D
U NC NC NC C e C NC NC NC
r o q C NC C NC Td C NC NC NC
Tw Tsw NC C NC NC Te Tse NC C NC NC
θ NC NC C NC θsw NC C C C
θse NC C C C
A calentamiento o enfriamiento ( sin condensación ni evaporación)
B evaporación o condensación en procesos isobáricos (T húmedo)
C expansión adiabática seca
D expansión adiabática saturada
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Porque “pseudo”
• Tse< > Te
• Tsw < > Tw
• ¿Qué diferencia hay?– Tanto Te como Tw se definen isobaricamente
– Hacemos una trampa subiendo y bajando• Facilita su estimación por el diagrama
• Introduce un error despreciable
– Importa (poco) la temperatura del cambio de fase
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Temperatura (ºC) Calor latente de evaporación (J/g)
0 2501
5 2489
10 2477
15 2466
20 2453