Este artículo analiza qué es la tasa adiabática seca. El lapso se refiere a una disminución en la cantidad. Todo lo que caduca disminuye en cantidad o en número. Representa la pendiente negativa en el gráfico de cantidad frente al tiempo.
La tasa de lapso en el proceso adiabático se refiere a la disminución de la temperatura en la atmósfera terrestre con la altitud. Aquí, la temperatura es la cantidad decreciente. La tasa a la que disminuye se denomina tasa de lapso.
¿Qué es la tasa adiabática seca?
El proceso adiabático significa un proceso en el que no hay transferencia de calor a través de las paredes del sistema y sus alrededores. El calor no puede escapar de las paredes del sistema adiabático y no puede entrar a través de las paredes del sistema adiabático.
Seco representa la ausencia de contenido de agua o humedad en la atmósfera. La tasa de disminución de la temperatura con la altitud cuando el aire dentro del sistema está seco se denomina tasa adiabática seca.
¿Cómo calcular la tasa de lapso adiabático seco?
Para calcular la tasa de lapso adiabático seco, es necesario conocer la atracción gravitacional y el calor específico a presión constante del aire local.
La tasa adiabática seca se puede calcular como-
Dónde,
El símbolo griego Gamma se refiere a la tasa de lapso en unidades SI que es la temperatura, T dividida por la altitud, Z (en m).
g representa la atracción gravitacional y Cp representa el calor específico a presión constante.
Seca adiabático fórmula de tasa de lapso
Como se discutió anteriormente, la fórmula para calcular la tasa de lapso adiabático seco requiere calor específico local y atracción gravitacional.
La fórmula de la tasa de caída adiabática seca se puede dar como:
Dónde,
El símbolo griego Gamma se refiere a la tasa de lapso en unidades SI que es la temperatura, T dividida por la altitud, Z (en m).
g representa la atracción gravitacional y Cp representa el calor específico a presión constante.
¿Es constante la tasa adiabática seca?
Lo seco tasa adiabática se puede considerar constante porque no hay calor se transfiere de la parcela de aire en movimiento.
Incluso en la fórmula de la tasa adiabática seca, podemos ver que la gravedad, gy el calor específico, Cp permanecen constantes.
¿Qué es la tasa adiabática húmeda?
Humedad significa cualquier cosa que tenga contenido de agua. Más contenido de agua significa más humedad.
Tasa adiabática húmeda significa la tasa de disminución de la temperatura con la altitud cuando el aire en el sistema tiene contenido de agua.
¿Cuál es la fórmula para la tasa adiabática húmeda?
La tasa adiabática húmeda se puede dar como:
Dónde,
La letra griega Gamma representa la tasa de lapso húmedo
g es la aceleración gravitacional de la Tierra
Hv es calor de vaporización
R en el numerador representa el calor específico del aire seco
R en el denominador representa el calor específico del aire húmedo
Cpd es el calor específico del aire seco a presión constante.
T es la temperatura en K
¿Qué es la tasa de caída ambiental?
Al igual que la tasa de caída adiabática seca y adiabático húmedo la tasa de caída, la tasa de caída ambiental también está relacionada con la tasa de disminución de la temperatura.
La tasa de disminución de la temperatura con la altitud en una atmósfera circundante estancada se denomina tasa de caída ambiental o ELR.
¿Qué es un sistema adiabático?
Un sistema es el espacio tridimensional que se toma bajo observación. El sistema se diferencia del entorno por muros o límites del sistema.
Un sistema adiabático es un sistema cuyos límites no permiten que el calor pase a través de él. Esto significa que el calor no puede entrar ni salir del sistema y permanece constante.
Matemáticamente,
Del Q = 0
Donde, Del representa el cambio en la cantidad y,
Q representa el calor dentro del sistema.
¿Cuáles son los diferentes tipos de sistemas termodinámicos?
El tipo de límites decide los rasgos característicos del sistema. Sobre la base del tipo de límite del sistema, los sistemas termdinámicos se pueden clasificar en los siguientes tipos:
- Sistema abierto- Un sistema abierto es aquel en el que puede tener lugar tanto la transferencia de masa como de calor. El límite del sistema es tal que permite que tanto la masa como el calor entren o salgan del sistema. Un ejemplo de sistema abierto es el depósito de agua que se abre desde arriba.
- Sistema cerrado- Un sistema cerrado es aquel en el que no puede entrar masa pero sí puede producirse transferencia de calor. Un ejemplo de este sistema es el llenado de agua dentro de una botella de plástico.
- Sistema aislado- En este sistema, no puede tener lugar transferencia de masa o calor. Un ejemplo de este sistema es la bebida caliente almacenada en termo.
- Sistema adiabático En este sistema, la masa puede fluir a través del sistema, pero no puede tener lugar la transferencia de calor. Un ejemplo de este sistema es Nozzle. En la boquilla, los gases calientes entran por la entrada y salen por la salida, el transferencia de calor no tiene lugar a través de las paredes de la boquilla.
Representación matemática de sistemas termodinámicos.
Las representaciones matemáticas de diferentes sistemas termodinámicos se dan a continuación:
- Sistema abierto: en el sistema abierto, pueden tener lugar tanto la transferencia de masa como de calor.
¿Entonces
y,
- Sistema cerrado- En sistema cerrado, sólo transferencia de calor ocurre y no ocurre transferencia de masa.
¿Entonces
y,
- Sistema aislado: en un sistema aislado, no se puede producir transferencia de calor ni transferencia de masa.
¿Entonces
y,
- Sistema adiabático: en el sistema adiabático, solo tiene lugar la transferencia de masa y no tiene lugar la transferencia de calor.
¿Entonces
y,
Dónde,
m es la masa y Q es el contenido de calor en el sistema.
Tipos de procesos termodinámicos.
Existen diferentes tipos de procesos termodinámicos a los que puede someterse un fluido de trabajo. Diferentes procesos termodinámicos significan que el fluido de trabajo logrará diferentes propiedades.
- Proceso isotérmico: en el proceso isotérmico, la temperatura del sistema permanece constante.
Matemáticamente,
Donde, T es la temperatura
- Proceso adiabático: en el proceso adiabático, el contenido de calor del sistema permanece constante.
Matemáticamente,
Donde, Q es el contenido de calor
- Proceso isobárico: en el proceso isobárico, la presión permanece constante dentro del sistema.
Matemáticamente,
Donde, P es la presión en el sistema
- Proceso isocórico: en el proceso isocórico, el volumen permanece constante dentro del sistema.
Matemáticamente,
V es el volumen
Trabajo realizado en diferentes procesos termodinámicos
A medida que el fluido de trabajo toma un camino diferente en un sistema termodinámico diferente, la cantidad de trabajo realizado también cambia de un proceso a otro.
El trabajo realizado por diferentes procesos termodinámicos se detallan a continuación:
- trabajo realizado en proceso isotermico-
W = nRTln(V2/V1)
Dónde,
R es la constante universal de los gases
V2 y V1 son el volumen después del proceso isotérmico y antes del proceso, respectivamente.
- Trabajo realizado en proceso isobárico-
- Trabajo realizado en proceso isocórico-
- Trabajo realizado en adiabático proceso-
W = nR(T2-T1)/γ-1
La letra griega Gamma representa el índice de calor específico.
¿Qué es el índice adiabático?
El índice adiabático es la relación entre el calor específico del gas a presión constante y el calor específico del gas en volumen constante.
Matemáticamente se puede dar como,
γ = Cp/Cv
Es una relación muy importante ya que se utiliza para encontrar las pendientes y el trabajo realizado en diferentes procesos termodinámicos.
Representación gráfica de diferentes procesos termodinámicos.
La ecuación general de cualquier proceso termodinámico se da a continuación:
PVn = C
Se pueden representar diferentes procesos termodinámicos en el gráfico como se muestra a continuación:
Créditos de las imágenes: toppr.com
Las pendientes de estos procesos son diferentes debido al índice adiabático, n.
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Hola… Soy Abhishek Khambhata, obtuve B. Tech en Ingeniería Mecánica. A lo largo de cuatro años de mi ingeniería, he diseñado y pilotado vehículos aéreos no tripulados. Mi fuerte es la mecánica de fluidos y la ingeniería térmica. Mi proyecto de cuarto año se basó en la mejora del rendimiento de vehículos aéreos no tripulados utilizando tecnología solar. Me gustaría conectarme con personas de ideas afines.