Tasa de lapso adiabático: calor latente de condensación | PMF IAS UPSC
Tasa de lapso
- La tasa de lapso es la tasa de cambio en la temperatura observada mientras se mueve hacia arriba a través de la atmósfera de la Tierra (la troposfera es específica).
- La tasa de caída se considera positiva cuando la temperatura disminuye con la elevación, cero cuando la temperatura es constante con la elevación y negativa cuando la temperatura aumenta con la elevación (inversión de temperatura) .
- La tasa de lapso de aire no ascendente , comúnmente conocida como la tasa de lapso (ELR) normal o ambiental, es muy variable y se ve afectada por la radiación, la convección y la condensación ; tiene un promedio de aproximadamente 5 ° C por kilómetro en la atmósfera inferior (troposfera).
¿Por qué la temperatura cae con la elevación?
- ¿Cuál es el compuesto más explosivo fabricado en un laboratorio?
- ¿Qué sucederá si arrojo un guijarro en un recipiente con agua en gravedad cero, a bordo de la EEI?
- ¿Podría la nanotecnología hacernos verdaderamente biológicamente inmortales?
- ¿Cuál es la visión científica de los efectos de DMT? ¿Puede ser algo más que una alucinación?
- Si solo pudieras transmitir un conocimiento a la próxima generación, ¿cuál sería?
- Cuando nos movemos cuesta arriba, notamos una caída de temperatura. Esta caída de temperatura con elevación se debe principalmente a dos razones.
- Con el aumento de la elevación, la presión atmosférica cae . La caída de presión implica que la temperatura también cae [La presión es directamente proporcional a la temperatura y viceversa]
- Con el aumento de la elevación, la concentración de gases de efecto invernadero disminuye (el vapor de agua y el dióxido de carbono caen bruscamente con la elevación). Por lo tanto, la capacidad de absorción de calor de la atmósfera también disminuirá.
Este tipo de caída de temperatura con elevación se llama Lapso de temperatura y la velocidad a la que ocurre se llama Frecuencia de lapso de temperatura o simplemente Frecuencia de lapso.
Tasa de lapso adiabático
- La tasa de lapso es la tasa de caída de la temperatura de la atmósfera con elevación.
- La tasa de lapso adiabático es la tasa de caída de la temperatura de un paquete de aire ascendente o descendente adiabáticamente.
- Adiabático o adiabático: el calor no entra ni sale del sistema. Todos los cambios de temperatura son internos.
- La tasa de lapso adiabático se rige por la ley de gas.
Ley de gas
- De acuerdo con la ley de gases, la presión ‘P’ es directamente proporcional a la temperatura ‘T’ cuando el volumen ‘V’ es constante.
Proceso adiabático: un paquete de aire ascendente o descendente
- Una burbuja de aire se eleva en el agua mientras que la piedra se hunde. Esto es obvio. La piedra es más densa (más pesada que el agua) y se hunde, mientras que la burbuja de aire es menos densa (más ligera que el agua) y se eleva.
- Del mismo modo, una porción de aire se eleva cuando es menos densa que el entorno circundante y disminuye cuando su densidad se vuelve mayor que el entorno circundante.
Un paquete de aire ascendente
- Cuando un paquete de aire se somete a un calentamiento diferencial en comparación con el aire circundante, se vuelve más ligero (menos denso) o más pesado (más denso) dependiendo de si el paquete de aire se calienta o enfría.
- Cuando una parcela de aire recibe más calor que el aire circundante, su temperatura aumenta, lo que lleva a un aumento de volumen (Aumento de volumen == Caída de densidad). El paquete de aire se vuelve más liviano que el aire circundante y comienza a elevarse. Este proceso no es adiabático (hay intercambio de calor entre la parcela de aire y el entorno externo).
- Pero cuando el paquete de aire comienza a subir, la presión ambiental comienza a caer [La presión atmosférica disminuye con la altura, por lo que la presión en el paquete de aire disminuye con la altura]. Con la caída de la presión ambiental, la temperatura cae y el volumen aumenta. Esto es adiabático [ no hay intercambio de calor entre el paquete de aire y el ambiente externo. Todos los cambios de temperatura son internos. Los cambios de temperatura solo se deben a cambios en la presión o el volumen, o en ambos ] .
- Esta caída de temperatura con el aumento de la parcela de aire se llama lapso de temperatura adiabático. Y la tasa a la que ocurre se llama Tasa de lapso adiabático [Esta es la tasa de lapso adiabático positivo a medida que la temperatura cae] .
[ Tasa de lapso == caída de temperatura con altura. Tasa de lapso adiabático == Caída de temperatura en un paquete de aire ascendente sin perder calor interno ]
El aumento de una parcela de aire (y la tasa de lapso adiabático positivo asociado) es el primer paso en la formación de tormentas eléctricas, tornados y ciclones. [Veremos esto en detalle en futuras publicaciones]
Un paquete de aire que cae
- Un paquete de aire cae a los niveles más bajos de la troposfera cuando se enfría lo suficiente.
- Cuando una parcela de aire está en los niveles superiores, se enfría debido a las temperaturas más bajas (tasa de lapso). Su volumen cae y su densidad aumenta. Cuando se vuelve más denso que el entorno, comienza a caer.
- Esto también ocurre cuando una parcela de aire está en contacto con superficies más frías, como laderas de montañas. Veremos más sobre esto en la inversión de temperatura.
- El comienzo de la caída es un proceso no adiabático ya que hay un intercambio de calor entre la parcela de aire y el entorno circundante.
- Cuando cae un paquete de aire, la presión atmosférica que actúa sobre él aumentará y su temperatura interna aumentará adiabáticamente. [Esta es la tasa de lapso adiabático negativo a medida que aumenta la temperatura] .
Tasa de lapso adiabático en términos simples
- El cambio adiabático se refiere al cambio de temperatura con la presión .
- Al descender por la atmósfera, las capas inferiores se comprimen bajo presión atmosférica. Como resultado, la temperatura aumenta.
- En el ascenso, el aire se expande a medida que la presión “disminuye”. Esta expansión reduce la temperatura y ayuda a la condensación del vapor de agua.
