Meteo "física pura"

Originalmente publicado por Itaca2

Muy buena la exposición. Solo un "pero". La ecuación que usas es para los gases perfectos. Y el aire seco puede aproximarse bien por un gas perfecto aunque no así el vapor de agua, sobre todo si está por debajo de su temperatura crítica, como es el caso. Dicho de otro modo, nada más lejos de un gas perfecto que un gas a punto de condensarse.

Un saludo y

Hola Itaca2,

Lo que tú planteas no es un "pero", es una cuestión extraordinariamente interesante. Sin embargo, la discusión de ese asunto nos llevaría no un ladrillo sino todo un tratado de física estadística y termodinámica que, obviamente, no viene al caso aquí. Sólo a modo de resumen, como tú muy bien dices, el vapor de agua no es un gas ideal cerca de su condensación pues un gas ideal nunca se puede condensar al no existir atracción entre sus partículas. Por eso puse explícitamente en mi ladrillo que el vapor de agua se satura (es decir, se condensa cuando su presión de vapor alcanza la presión de coexistencia líquido-vapor a la temperatura a la que nos encontramos) de acuerdo con SUS propiedades, o sea, de acuerdo con el diagrama de fases del agua, de la sustancia real y no del modelo de gas ideal. Sin embargo, el modelo de gas ideal SI es suficientemente preciso para predecir aceptablemente bien a los fines que se discuten en este hilo (y en la meteorología en general) el comportamiento de la presión en función de la densidad y la temperatura del aire húmedo. Es decir, para decidir si el paquete de aire húmedo se expande, contrae, etc etc es una aproximación suficientemente precisa. Cuando se trata luego de hablar del calor latente que se libera al condensarse el vapor, etc entonces tenemos que ir más allá recurriendo a las propiedades no ideales del vapor de agua, o sea, al diagrama de fases real del agua... En fin, creo que para un foro es suficiente con dejarlo aquí, ir más alla supondría, como digo, todo un tratado interminable.

Saludos,
Tropelio

Originalmente publicado por Itaca2

Un globo de gas que, a nivel del mar es más ligero que el aire, efectivamente asciende. Y aquí aparecen varios fenómenos y de formas diferentes.
Primero debemos tener en cuenta que el propio globo efectúa una cierta presión sobre el gas interior, que estará a más presión que la atmosférica y que, a medida que el globo asciende, el volumen del globo varía para adaptarse a la disminución de presión exterior.
Segundo, el gas interior, como consecuencia de ello sufre una expansión (aumento de volumen). Esta expansión puede ser muy rápida (adiabática) con lo cual no hay intercambio de calor con el exterior o muy lenta (isotérmica) de modo que en todo momento la temperatura del gas será la misma que la del entorno. En el caso adiabático la expansión del gas producirá además un enfriamiento de éste que aumentará su densidad, frenando el ascenso. Esto son casos extremos y la realidad no será ni uno ni otro, será uno intermedio. De hecho la ascensión del globo se inicia rápidamente (por la diferencia de densidades a nivel del mar) y se va frenando hasta volverse lenta e isotérmica debido a la menor diferencia de densidades (menos empuje) y al enfriamiento del gas del interior.
Ascendiendo, se llegará a una altura en la que se cumplirá el principio de Arquímedes con el globo y el aire: el peso del gas del globo más el propio globo serán iguales al volumen de aire desalojado. Entonces se parará el globo y dejará de ascender.
Existe también la posibilidad de que, al expandirse el globo lo haga más allá de los límites elásticos del globo y explote , con lo cual se acabó el experimento

Mi tocho no ha llegado al nivel del de Tropelio pero ... todo se andará

Ahora me toca a mi ponerte un pequeño "pero" a tu explicación, por otra parte correcta. La expansión adiabática del globo no puede nunca producir un aumento de la densidad en su interior: el globo contiene siempre la misma cantidad de aire y si se expande su volumen aumenta, de manera que su desnidad disminuye, nunca aumenta. Lo que ocurre es que puesto que la temperatura dentro del globo NO es igual a la temperatura del aire fuera del globo en el que éste flota, resulta que la densidad del aire fuera disminuye más rápidamente de lo que disminuye la densidad del aire dentro del globo (ambos están a la misma presión, la presión atmosférica del nivel al que se encuentra el globo, con una pequeñísima corrección debida a la curvatura del globo, pero ese es otro asunto). Así que, efectivamente y como tu dices, el globo va perdiendo empuje a medida que asciende porque la diferncia de densidad entre fuera y dentro es cada vez menor, aunque ambas densidades disminuyen.

Saludos,
Tropelio

[Itaca2]

Originalmente publicado por Tropelio

Ahora me toca a mi ponerte un pequeño "pero" a tu explicación, por otra parte correcta. La expansión adiabática del globo no puede nunca producir un aumento de la densidad en su interior: el globo contiene siempre la misma cantidad de aire y si se expande su volumen aumenta, de manera que su desnidad disminuye, nunca aumenta. Lo que ocurre es que puesto que la temperatura dentro del globo NO es igual a la temperatura del aire fuera del globo en el que éste flota, resulta que la densidad del aire fuera disminuye más rápidamente de lo que disminuye la densidad del aire dentro del globo (ambos están a la misma presión, la presión atmosférica del nivel al que se encuentra el globo, con una pequeñísima corrección debida a la curvatura del globo, pero ese es otro asunto). Así que, efectivamente y como tu dices, el globo va perdiendo empuje a medida que asciende porque la diferncia de densidad entre fuera y dentro es cada vez menor, aunque ambas densidades disminuyen.

Saludos,
Tropelio

Efectivamente, me expresaba mal. Quería decir que al enfriarse el volumen del globo aumenta menos, la densidad del gas es mayor que si la expansión fuese isotermica y sube menos.
Por lo que veo debemos ser del mismo oficio.

Saludos

[Butxeta]

Bien, vamos sacando a los interesados en la física y la meteo de los agujeros donde se esconden

Para complicar el proceso, utilizaremos el globo como símil para lo que en meteo llamáis un paquete de aire. Pero dejémonos de aire seco. ¿Que pasa cuando el aire es húmedo?

Según se ha ido explicando, el gas que hay dentro del globo (que ahora supondremos aire más ligero que el que le rodea y por lo tanto el globo sube) tendrá un cierto intercambio de calor con su entorno, se irá enfriando a medida que sube y por tanto irá condensando parte del vapor que contiene. Por otro lado, al disminuir la presión también se reduce la "tendencia a condensar"... y quien gana de los dos factores es una discusión que dejo abierta. Porque todos sabemos que en algunos recipientes a presión hay líquidos que nosotros utilizamos normalmente como gases GLP por ejemplo. Es decir que para condensar algo hay dos caminos: enfriarlo o aumentarle la presión. Así que si bajamos la presión y enfriamos Que lo explique otro

Lo cierto es que el vapor condensará (no pretendo que creais nada, basta ver las nubes en el cielo) y al condensar cede calor Si para evaporar agua en la cocina hay que añadir calor => para condensar cedemos calor. Si cede calor este lo absorbe alguien ¿El aire se calienta?

Puff que lio.



Me faltan en este hilo algunos que saben, pero ya hemos conseguido sacar a pasear a algunos.

[wiper]

Pregunta. ¿El infierno es endotérmico o exotérmico?

[Itaca2]

Originalmente publicado por wiper

Pregunta. ¿El infierno es endotérmico o exotérmico?

Exotérmico http://perso.wanadoo.es/estudioateo/humor/cielo.htm

[Itaca2]

Originalmente publicado por Butxeta

Bien, vamos sacando a los interesados en la física y la meteo de los agujeros donde se esconden

Para complicar el proceso, utilizaremos el globo como símil para lo que en meteo llamáis un paquete de aire. Pero dejémonos de aire seco. ¿Que pasa cuando el aire es húmedo?

Según se ha ido explicando, el gas que hay dentro del globo (que ahora supondremos aire más ligero que el que le rodea y por lo tanto el globo sube) tendrá un cierto intercambio de calor con su entorno, se irá enfriando a medida que sube y por tanto irá condensando parte del vapor que contiene. Por otro lado, al disminuir la presión también se reduce la "tendencia a condensar"... y quien gana de los dos factores es una discusión que dejo abierta. Porque todos sabemos que en algunos recipientes a presión hay líquidos que nosotros utilizamos normalmente como gases GLP por ejemplo. Es decir que para condensar algo hay dos caminos: enfriarlo o aumentarle la presión. Así que si bajamos la presión y enfriamos Que lo explique otro

Lo cierto es que el vapor condensará (no pretendo que creais nada, basta ver las nubes en el cielo) y al condensar cede calor Si para evaporar agua en la cocina hay que añadir calor => para condensar cedemos calor. Si cede calor este lo absorbe alguien ¿El aire se calienta?

Puff que lio.



Me faltan en este hilo algunos que saben, pero ya hemos conseguido sacar a pasear a algunos.

je je, ¿ provocando al personal ?

Originalmente publicado por Butxeta

... Es decir que para condensar algo hay dos caminos: enfriarlo o aumentarle la presión. Así que si bajamos la presión y enfriamos Que lo explique otro ...

Para condensar hay que comprimir, enfriar o una combinación de ambas ... siempre que no se supere el punto crítico en cuyo caso no habrá condensación. Y muy probablemente el vapor de agua al enfriarse pasará directamente a sólido (microcristales de agua).

El cuándo se condense y a qué altura dependerá de factores atmosféricos. Si sólo dependiese del agua sería siempre a la misma altura y en las mismas circunstancias. Dependerá pues de la humedad contenida, temperatura y presiones involucradas

[Itaca2]

Y lanzo una pregunta de perogrullo:

¿Podría hacer avanzar a un velero con un gran ventilador en popa soplando hacia las velas?
¿Por qué?

[jiauka]

Originalmente publicado por Itaca2

Y lanzo una pregunta de perogrullo:

¿Podría hacer avanzar a un velero con un gran ventilador en popa soplando hacia las velas?
¿Por qué?

claro que avanza,......hacia atrás

[alcapar]

Originalmente publicado por Butxeta

Bien, vamos sacando a los interesados en la física y la meteo de los agujeros donde se esconden

Para complicar el proceso, utilizaremos el globo como símil para lo que en meteo llamáis un paquete de aire. Pero dejémonos de aire seco. ¿Que pasa cuando el aire es húmedo?

Según se ha ido explicando, el gas que hay dentro del globo (que ahora supondremos aire más ligero que el que le rodea y por lo tanto el globo sube) tendrá un cierto intercambio de calor con su entorno, se irá enfriando a medida que sube y por tanto irá condensando parte del vapor que contiene. Por otro lado, al disminuir la presión también se reduce la "tendencia a condensar"... y quien gana de los dos factores es una discusión que dejo abierta. Porque todos sabemos que en algunos recipientes a presión hay líquidos que nosotros utilizamos normalmente como gases GLP por ejemplo. Es decir que para condensar algo hay dos caminos: enfriarlo o aumentarle la presión. Así que si bajamos la presión y enfriamos Que lo explique otro

Lo cierto es que el vapor condensará (no pretendo que creais nada, basta ver las nubes en el cielo) y al condensar cede calor Si para evaporar agua en la cocina hay que añadir calor => para condensar cedemos calor. Si cede calor este lo absorbe alguien ¿El aire se calienta?

Puff que lio.



Me faltan en este hilo algunos que saben, pero ya hemos conseguido sacar a pasear a algunos.

Ese proceso creo que se considerará adiabático, esto es practicamente no hay intercambio de calor y por tanto la disminución de la temperatura se producirá debido a la presión, en la misma proporción que disminuya la presión lo hará la temperatura, siempre que no se produzca cambio en el volumenn del recipiente.

En realidad tod esto se produce de forma simultánea hasta llegar a un equilibrio en el cual el empuje que experimenta el globo coincida con su peso. En esta situación pueden coexistir los dos estado que comentas, una fase vapor y una fase líquida. El calor latente en caso de condensación incrementará la temperatura del sistema, pero no pienses en las 540cal/g a presión atmoférica a nivel del mar, a baja presión disminuye drasticamente el calor latente de vaporización.

[Falken]

Difícil añadir nada a lo explicado por los que saben.

Como he leido todo el hilo -un poco mucho en diagonal, es verdad- no estoy seguro de que se haya dicho ya de una forma más sencilla:

- "El agua (vapor) se condensa siempre en la superficie (pared) más fría"

Fisica pura

[Gerret]

Este jueves te lo soluciono con lo sabios,

Física pura, lástima que no se pueda explicar con vectores,

[Capitán Trucho]

Originalmente publicado por jiauka

claro que avanza,......hacia atrás

[Butxeta]

Originalmente publicado por Gerret

Este jueves te lo soluciono con lo sabios,

Física pura, lástima que no se pueda explicar con vectores,

Tú no te rias tanto y dale ritmo, que sabes más termodinámica que yo.

[mistral]

Originalmente publicado por alcapar

Lo del vaso es bien sencillo. Se trata de la saturación que se produce en una masa de aire al enfriarse por debajo de lo que se llama temperatura de rocío o condensación.

Me explico: una masa de aire contiene una cantidad de vapor de agua, la relación entre ambas cantidades se denomina humedad absoluta y se mide en g/g. Esa masa de aire no podrá contener más allá de una cantidad máxima de vapor de agua, cuando llega a esa cantidad la humedad absoluta presentará un valor X g/g y la humedad relativa será del 100%, la humedad relativa es la relación entre la humedad absoluta y la máxima humedad absoluta y se suele expresar en %.

Hasta ahora no hemos explicado el fenómeno de la condensación en la pared exterior del vaso, y no lo hemos hecho porque nos falta hablar de la relación que existe entre la máxima humedad absoluta y la temperatura. A mayor temperatura nuestra masa de aire puede contener una mayor cantidad de vapor de agua, de este modo una humedad absoluta dará lugar a distintas humedades relativas a medida que cambia la temperatura. La relación HR vs. T no es lineal y viene dada por la ecuación de Clausius Clapeyron.

Vamos al vaso. La masa de aire que lo rodea presenta una humedad relativa para la temperatura ambiente y al entrar en contacto con una superficie fría su temepratura desciende, de tal manera que la cantidad de vapor de agua que es capaz de albergar a esa temperatura es inferior a la que contiene, esto es su HR es mayor que el 100%, el exceso de vapor de agua condensa y pasa a estado líquido. Estas relaciones se pueden visualizar graficamente en el diagrama psicrométrico del agua.

Física pura!!!!!!!

Amigo Butxeta, todo es física pura......

Dios mío, no entiendo nada!

Estarán en fuga las pocas neuronas que me quedan?
Sin duda el nivel de este hilo es tremendo, y muy interesante aún para los no físicos como la mayoría.

A partir de ahora el agua mineral y del tiempo, para evitar fenómenos extraños, pero unas de lo que apetezca para todos.

[Butxeta]

Originalmente publicado por Itaca2

Y lanzo una pregunta de perogrullo:

¿Podría hacer avanzar a un velero con un gran ventilador en popa soplando hacia las velas?
¿Por qué?

Pues no creo que sea tan de perogrullo

Voy a dividir el sistema en dos partes:
- Un barco con un ventilador en la popa que tira aire hacia la proa. Es un hélice que en vez de girar en el agua lo hace en el aire, pero haí tenemos un motor que produce trabajo, y como dice jiauka vamos para atrás.
- Un barco que recibe viento de popa. Con velas, patrón y tripu adecuada, la velocidad del barco hacia delante se acerca seriamente a la del viento.

Así que la pregunta sería ¿Que sistema es más efectivo para propulsar un barco? Tomando dos sistemas opuestos: un ventilador que hace andar el barco para atrás y un velámen que lo propulsa para delante. El número de condicionantes es tal que no me atrevo a meterme en tal berenjenal Que si la efectividad-tamaño del ventilador/velas, que si la forma del casco...

Pero la pregunta me parece muy buena para el hilo

[Butxeta]

Originalmente publicado por mistral

Dios mío, no entiendo nada!

Mi idea al iniciar el hilo era evitar esto. La idea es que los que saben más, los que sabemos algo, y los que queremos aprender nos sentemos para entre todos mejorar nuestros conocimientos. Así que si explicas que es lo que no entiendes, quizá entre todos te lo expliquemos.

[Grone]

Originalmente publicado por Butxeta

Pues no creo que sea tan de perogrullo

Voy a dividir el sistema en dos partes:
- Un barco con un ventilador en la popa que tira aire hacia la proa. Es un hélice que en vez de girar en el agua lo hace en el aire, pero haí tenemos un motor que produce trabajo, y como dice jiauka vamos para atrás.
- Un barco que recibe viento de popa. Con velas, patrón y tripu adecuada, la velocidad del barco hacia delante se acerca seriamente a la del viento.

Dos comentarios ...

Si el ventilador propulsa aire de popa a proa, dependiendo de su tamaño y caudal de aire ... y de las condiciones de mar (ola y corriente) que puedan afectar a la obra viva, y de la precia del patrón ... el barco navegará por el efecto PORTANTE del viento en las velas.

La velocidad del barco en portantes, según su tipologia y diseño ... puede superar la velocidad del viento (trimarán y catamarán de la ultima CA)

[Sudoeste]

Si el ventilador es potente, quizás es más cómodo quitarle las velas orientar la hélice y a navegar...

http://www.hovercraftspain.com/

[joan]

[quote=Tropelio;1206821]

Originalmente publicado por Sudoeste

El experimento que propones, con dos contenedores iguales uno con aire seco y otro húmedo no está bien definido. ¿Qué quiere decir dos contenedores iguales? ¿Que tienen el mismo volumen? ¿Contienen la misma masa de aire uno y otro? Si es así, si ambos tienen el mismo volumen y contienen la misma masa de aire entonces ambos aires son igualmente densos, como es obivio porque tienes dos masas iguales ocupando volúmenes iguales. Pero es que ese caso la variable relevante NO es la densidad pues la estás fijando tu a mano. La variable relevante es entonces la prsión. Y dándole la vuelta a la primera ecuación que escribií en mi anterior intervención, resulta que la presión es P = n RT/V. Como has fijado el volumen y la temperatura iguales en ambos contenedores, pues la presión es mayor en aquél en el que el número de moles es mayor. O sea, en el contendor de aire húmedo porque, como expliqué arriba, a igualdad de masa de aire, hay más moles de aire húmedo que de aire seco porque la masa molecular del aire húmedo es menor que la del aire seco...

Pero es que ese experimento NO es el que hace Butxeta cuando se ducha. En este caso tomamos un "paquete de aire" del cuarto de baño. Ese paquete NO tiene fijo el volumen, se puede expandir o contraer. Lo que tiene fijo es la presión pues está sometido a la presión atmosférica. Así que la discusión de la densidad de uno y otro aire ha de hacerse como he explicado en mi intervención anterior.

Y lo de "aire ideal de laboratorio" pues no sé qué quiere decir eso. Nadie ha hablado de tal aire. Hablamos del aire que es, a los efectos que estamos discutiendo, un gas ideal sin duda alguna.

Saludos,
Tropelio

Este paquete tendria unas características similares al paquete de aire que llamamos CAPE? (el de la ducha del autor, claro)
Joan

[Capitán Trucho]

Originalmente publicado por Sudoeste

Si el ventilador es potente, quizás es más cómodo quitarle las velas orientar la hélice y a navegar...

http://www.hovercraftspain.com/

[Capitán Trucho]

Originalmente publicado por mistral

Dios mío, no entiendo nada!

Estarán en fuga las pocas neuronas que me quedan?
Sin duda el nivel de este hilo es tremendo, y muy interesante aún para los no físicos como la mayoría.

A partir de ahora el agua mineral y del tiempo, para evitar fenómenos extraños, pero unas de lo que apetezca para todos.

Verás, yo lo veo de esta manera:
La barrigota y la minga de Butxeta están más calientes que su cabeza, por eso está sin empañar la parte de abajo del espejo.....

[Capitán Trucho]

Originalmente publicado por Butxeta

Pues no creo que sea tan de perogrullo

Voy a dividir el sistema en dos partes:
- Un barco con un ventilador en la popa que tira aire hacia la proa. Es un hélice que en vez de girar en el agua lo hace en el aire, pero haí tenemos un motor que produce trabajo, y como dice jiauka vamos para atrás.
- Un barco que recibe viento de popa. Con velas, patrón y tripu adecuada, la velocidad del barco hacia delante se acerca seriamente a la del viento.

Así que la pregunta sería ¿Que sistema es más efectivo para propulsar un barco? Tomando dos sistemas opuestos: un ventilador que hace andar el barco para atrás y un velámen que lo propulsa para delante. El número de condicionantes es tal que no me atrevo a meterme en tal berenjenal Que si la efectividad-tamaño del ventilador/velas, que si la forma del casco...

Pero la pregunta me parece muy buena para el hilo

Yo creo que si cortamos con una sierra el barco, dejando una parte con la proa y las velas y por otro lado la popa con el ventilador, esta última iría para atrás a toda pastilla por el efecto hélice (como en los aviones), pero no estoy seguro que la parte de proa se moviera.

[Itaca2]

Originalmente publicado por Capitán Trucho

Yo creo que si cortamos con una sierra el barco, dejando una parte con la proa y las velas y por otro lado la popa con el ventilador, esta última iría para atrás a toda pastilla por el efecto hélice (como en los aviones), pero no estoy seguro que la parte de proa se moviera.

Probablemente se moveria la proa hacia adelante y la popa hacia atras conservandose la cantidad de movimiento, es decir el producto masa por velocidad de ambos trozos debería ser igual.
Era pa liarla más solo

[Itaca2]

Originalmente publicado por Capitán Trucho

Yo creo que si cortamos con una sierra el barco, dejando una parte con la proa y las velas y por otro lado la popa con el ventilador, esta última iría para atrás a toda pastilla por el efecto hélice (como en los aviones), pero no estoy seguro que la parte de proa se moviera.

Probablemente se moveria la proa hacia adelante y la popa hacia atras conservandose la cantidad de movimiento, es decir el producto masa por velocidad de ambos trozos debería ser igual.
Era pa liarla más solo