Termodinámica del aire seco
Aire seco es aire que no contiene agua en forma alguna.
Ecuación de estado
Para los gases ideales la ecuación de estado se expresa como:
donde es la presión del gas (hPa), es la densidad del aire seco, es la constante específica de los gases para el aire seco y es la temperatura absoluta del aire (grados Kelvin). Para la mayoría de los propósitos prácticos se puede considerar que el aire se comporta como un gas ideal.
Primera ley de la termodinámica
La conservación de la energía es un principio básico que gobierna cualquier sistema físico. La primera ley de la termodinámica es una expresión de este principio. La primera ley establece que la energía añadida o eliminada de un sistema es utilizada para realizar un trabajo por el sistema o en el sistema y para aumentar o disminuir su energía interna (temperatura). Para una unidad de masa de aire seco esta ley viene dada por:
En la ecuación anterior el primer término de la derecha representa el trabajo realizado por el sistema fluido (por unidad de masa). Este término representa una conversión entre la energía térmica y mecánica. Este proceso de conversión es el que permite que la energía calorífica del sol rija los movimientos de la atmósfera.
La energía interna de una unidad de masa de aire seco es igual a CvT, donde Cv es el calor específico del aire seco a volumen constante (=717 J kg-1 K-1).
Cuando dQ>0 se añade energía al sistema. En ese caso el sistema realiza un trabajo sobre el medio que lo rodea por expansión y/o tiene lugar un incremento de su energía interna, produciéndose un aumento de temperatura.
|