efecto invernadero

Efecto invernadero
es el fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera terrestre, retienen parte de la energía que la superficie planetaria emite por haber sido calentada por la radiación solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios rocosos dotados de atmósfera. Este fenómeno evita que la energía recibida constantemente vuelva inmediatamente al espacio,produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero. En el sistema solar, los planetas que presentan efecto invernadero son Venus, la Tierra y Marte.
Si no fuera por el efecto invernadero, la vida en la Tierra, tal como la conocemos, no sería posible, considerando que la temperatura en la superficie estaría en torno a los -18 oC
El efecto invernadero se está viendoacentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debido a la actividad humana.
No obstante lo que se señala aquí, el aire forma en la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea a una temperatura y presión determinadas, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un solo gas.
Formas deintercambio de calor
TRANSFERENCIA DE CALOR
En física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están en distinto nivel energético. El calor se transfiere mediante convección,radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predominesobre los otros dos.
La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. La convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.
Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casafundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.
Conducción
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmitehasta el extremo más frío por conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos conductores del calor.
Fórmulasy leyes
El flujo de calor conducido a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo (con el signo cambiado).
Campo de temperatura: T = T(x;y;z;t)
t: tiempo
Campo estacionario: T = T(x;y;z)
Gradiente térmico: ∇T = ∂T.i /∂x + ∂T.j /∂y + ∂T.k /∂z = ∂T/∂A | n/m.a
i,j, k, n: versores
La variación de temperatura porunidad de longitud se denomina gradiente de temperatura: ΔT/L.
Intensidad de flujo de calor: Φ = ΔQ/ΔA.Δt [J/m².s] =[watt/m²] [cal/cm².h]
Flujo: H = ΔQ/Δt [J/s] =[watt] [cal/h]
Flujo lineal: H = k.A.ΔT/L [J/s] =[watt] [cal/h]
Flujo radial: H = 2.π.k.L.ΔT/ln (r2/r1) [J/s] =[watt] [cal/h]
Flujo esférico: H = 4.π.k.r1.r2.ΔT/(r2- r1) [J/s] =[watt] [cal/h]
H: flujo de calor [J/s].
k: conductividadtérmica del material [J/s.m.°C].
A: sección de conducción.
L: longitud desde el punto de más calor al de menos calor.
a) Régimen estacionario: Φ = - λ .∇T
b) Régimen estacionario y flujo en una sola dirección: ΔQ = - λ .ΔA.ΔT.Δt.Δl
c) Régimen no estacionario: ∇²T = ∂T²/∂x² + ∂T²/∂y2 + ∂T2/∂z2 = ∂T/ α .∂t
α = λ /ce.Δ
Procedimiento general: i - se resuelve (c), obteniendo T.
ii - con (a) se...