Física de la atmósfera

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos

CARRERA: Bachillerato Universitario en Ciencias de la Atmósfera
CUATRIMESTRE: Segundo AÑO: 2005
CÓDIGO DE CARRERA: 40-41-42-43
MATERIA: Física de la Atmósfera CÓDIGO: 9041
ORIENTACIÓN: Meteorología Sinóptica, Hidrología, Climatología, Agrometeorología
PLANDE ESTUDIO AÑO: 1989
CARÁCTER DE LA MATERIA: de grado, obligatoria
DURACIÓN: cuatrimestral
HORAS DE CLASE SEMANAL: Teóricas: 6
Problemas: 4
Total de horas: 10
CARGA HORARIA TOTAL: 160
ASIGNATURAS CORRELATIVAS: TP de Meteorología General
FORMA DE EVALUACIÓN: Examen final

PROGRAMA
I) TERMODINAMICA DE LA ATMOSFERA
Ia) Revisión de termodinámica general,
Definiciones yConceptos. Variables termodinámicas. Principio cero de la termodinámica. Termómetros, escalas de temperaturas. Termómetros de gas, temperatura de un gas ideal. Unidades de presión. Ecuaciones de estado de gases ideales. Mezcla de gases ideales. Ley de Dalton. Interpretación molecular de la temperatura. Dilatación térmica.
Calor y trabajo. Capacidad calorífica - calor específico. Ley de Dulong yPetit. Temperatura de equilibrio. Calor de cambio de estado. Primer Principio de la Termodinámica. Experiencia de Joule. Trabajo para un gas. Energía interna de un gas. Capacidades caloríficas de un gas ideal.
Segundo principio de la termodinámica. Resultados del segundo principio. Formulación matemática del 2do. Principio. Función entropía. Procesos reversibles e irreversibles. Propiedades de laentropía. Combinación de los dos principios de la termodinámica. Función de Helmholtz. Función de Gibbs. Entalpía de vaporización. Ecuación de Kirchoff.
Cálculo de la energía interna, la entalpía y la entropía para sistemas homogéneos cerrados. Relaciones de Maxwell. Cálculo de la entropía para un gas ideal. Relación entre Cp y Cv.
Sistemas abiertos. Potencial químico. 1ra y 2da. Ley parasistemas abiertos. Combinación de las dos Leyes para sistemas abiertos. Sistemas heterogéneos cerrados. Ecuaciones fundamentales para sistemas heterogéneos. Equilibrio interno. Regla de las fases de Gibbs. Criterios de equilibrio. Ecuación de Clausius - Clayperon. Diagramas de fases. Efecto del aire sobre la presión de vapor de saturación.
Ib) Termodinámica de la atmósfera
Aire húmedo. Variablesde humedad. Ecuación de estado para el aire húmedo. Humedad relativa. Temperatura virtual. Capacidades caloríficas específicas. Temperatura potencial del aire húmedo. Entalpía, energía interna y entropía del aire húmedo. Aire saturado. Entalpía, energía interna y entropía de aire saturado.
Procesos termodinámicos en la atmósfera. Enfriamiento isobárico, condensación en la atmósfera porenfriamiento isobárico (rocío, escarcha, heladas, nieblas...). Procesos adiabáticos e isobáricos (isoentálpicos). Temperatura isobárica de bulbo húmedo. Temperatura isobárica equivalente (Tie). La ecuación psicrométrica. Saturación del aire por ascenso adiabático.
Equilibrio hidrostático. Espesores. La presión en superficie y el peso de la atmósfera. Entalpía de una atmósfera hidrostática. Gradientetérmico vertical. Proceso adiabático seco, gradiente adiabático seco (d o d), gradiente adiabático húmedo ( o ). Energía estática seca. Proceso adiabático saturado, gradiente adiabático saturado. Energía estática saturada. Energía total. Temperaturas potenciales. Temperatura potencial equivalente. Proceso seudo-adiabático saturado, gradiente adiabático seudo-adiabático saturado. Temperaturapotencial equivalente para proceso seudo-adiabátics saturado. Temperatura potencial de bulbo húmedo. Proceso seudo-adiabático saturado para temperaturas inferiores a 0 C.
Diagramas aerológicos. Emagrama: características, descripción y visualización de procesos y de la estructura vertical de la atmósfera. El campo geopotencial. La altura geopotencial. Gradientes térmicos verticales en función de...