DINAMICA ATMOSFEREI - Facultatea de Fizică din Bucureşti

Se lucrează cu masa unitate (1 kg) şi ecuaţia pentru unitatea de masă de aer
uscat devine:
pV = RT/μ sau pV = RaT 4.1
cu Ra = 287,05 J/Kg K şi v volumul specific al gazului.
Uneori se poate folosi ecuaţia pentru modelul Van der Waals, dar s-a dovedit că ecuaţia 4.1
este o bună aproximaţie {Defay şi Dufour, 1972}.
(p + a/V0 2 )(Vo – b) = RT sau 4.2
pV = A + Bp + Cp 2 + Dp 3 + .....
Aerul atmosferic este un amestec de gaze ideale. Ecuaţia de stare pentru amestec
se scrie:
p = Σ pi ’ pi ’ = RiT/Vi cu Ri = R/μi 4.3
Σνiμ
i μ =
Σν
sau pV = R*T cu R* = ΣmiRi
Se demonstrează că pentru aerul uscat R* = Ra = 287,05 J/kg K
4.2. AERUL UMED
Aerul umed reprezintă amestecul dintre aerul uscat şi vaporii de apă. Întrucât temperatura
critică a vaporilor de apă este ridicată (Tc = 647K) aceştia pot trece în stare lichidă sau solidă în
condiţiile reale din atmosferă. Atâta timp cât vaporii de apă nu condensează, ei se pot considera
ca gaz ideal. Presiunea parţială a vaporilor de apă din amestec se notează cu e sau pv.
Ecuaţia de stare pentru vapori va fi:
Densitatea vaporilor se scrie:
i
pv V = R T/μv
pv = Rv ρv T 4.4
pv = e, Pa
Rv = R/ μv = 461,5 J/kg K 4.5
μv = 18 kg/ kmol
ρv = pv /Rv T = pv μv / RT = pv μv /Ra μa T 4.6
ρv = 0,622 pv /Ra T
4.2.1. Mărimile caracteristice aerului umed
Ecuaţia de stare pentru aerul umed o deducem conform legii lui Dalton.
Presupunem că într-un gram de aer umed avem aer uscat şi vapori de apă la aceeaşi
temperatură T cu volumele specifice va şi vv. Pentru sistem presiunea este p. Ecuaţiile de stare
pentru aerul uscat şi vaporii de apă se scriu:
pv = RvρvT 4.7
pa = RaρaT
Dacă ρ este densitatea aerului umed şi într-un gram de aer umed se găsesc q grame de
vapori şi (1 – q) grame de aer uscat, ecuaţiile de stare se scriu:
pv = qRvρT 4.8
pa = (1 – q) RaρT 4.9
şi