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en el documento se habla sobre los problemas de la radiación en nuestro planeta a causa del rompimientos de la capa de ozono y sus consecuencias.
Tipo: Monografías, Ensayos
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pérdidas energéticas. Por lo que queremos aclarar las tres formas básicas de transmisión de calor que existen: radiación, conducción y convección. Conocer con exactitud la diferencia entre las tres es importante tanto para comprender correctamente el funcionamiento de los sistemas de calefacción como el de algunas energías renovables.
Cuando en un medio sólido existe un gradiente de temperatura, el calor se transmite de la región de mayor temperatura a la de menor temperatura. El calor transmitido por conducción por unidad de tiempo qk es proporcional al gradiente de temperatura dT/dx multiplicado por el área A través del cual se transfiere, es decir qk αAA
ⅆT x T: temperatura; x: dirección del flujo de calor. El flujo de calor depende de la conductividad térmica k que es la propiedad física del medio [W/m K] (Vatio por metro-kelvin), luego se tiene
La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier, que establece que el f lujo de transferencia de calor por conducción en un medio isótropo es proporcional y de sentido contrario al gradiente de temperatura en esa dirección. Ejemplo “Una varilla metálica (K=50) que mide 65 cm de largo por 2 de ancho, se calienta desde 15°C hasta 90°C. Hallar el tiempo necesario para que fluyeran por la varilla 70J de energía.” 70 t
t
T = 1742 s = 29 M n ⅈn 70 t
Convección En este sistema de transferencia de calor interviene un fluido (gas o líquido) en movimiento que transporta la energía térmica entre dos zonas. La transmisión de calor por convección puede ser: Forzada: a través de un ventilador (aire) o bomba (agua) se mueve el fluido a través de una zona caliente y éste transporta el calor hacía la zona fría. Natural: el propio fluido extrae calor de la zona caliente y cambia su densidad haciendo que se desplace hacía la zona más fría donde cede su calor.
Para que este fenómeno se perciba es necesario un cuerpo a una temperatura bastante elevada ya que la transferencia térmica en este caso depende de la diferencia de temperaturas a la cuarta potencia: Ta4-Tb4. Ejemplo Dejas tu coche aparcado en la playa un día no muy caluroso, al volver te apoyas sin querer en el capó del coche y el grito se oye a varios kilómetros de distancia. En este caso, aunque el sol se encuentra a bastante distancia de nuestro coche, su temperatura absoluta es tan alta que hace que la transferencia por radiación sea muy importante. Aquí no tiene a penas influencia que el aire ambiente esté caliente ya que si hubiéramos dejado el coche a la sombra esto no ocurriría. Variación de la radiación solar (latitud, movimiento de rotación y traslación).
EL SOL Es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 5727ºc en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusión nuclear, que producen una pérdida de masa que se transforma en energía, Esta energía liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiación solar. RADIACIÓN SOLAR Es el flujo de energía que recibimos del Sol en forma de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias (luz visible, infrarroja y ultravioleta). Aproximadamente la mitad de las que recibimos, comprendidas entre 0.4μm ym y 0.7μm ym, pueden ser detectadas por el ojo humano, constituyendo lo que conocemos como luz visible. La magnitud que mide la radiación solar es la irradiancia. Su unidad es el W/m^2
Otro punto importante es la inclinación de 23º 27' del eje imaginario de rotación terrestre con respecto a la eclíptica, o plano que forma nuestra órbita alrededor del Sol. Todos estos movimientos provocan las estaciones, la sucesión de días y noches y las diferencias de temperatura consiguientes entre los distintos puntos de nuestro planeta, dando lugar a todos los fenómenos meteorológicos que conocemos. Desde niños sabemos que el año tiene cuatro estaciones primavera, verano, otoño e invierno. Las dos primeras componen el medio año en que los días duran más que las noches, mientras que en las otras dos las noches son más largas que los días. A causa de la inclinación del eje de rotación, estas cuatro divisiones del año no se producen al mismo tiempo en ambos hemisferios, sino que están invertidas la una
con relación a la otra; cuando aquí, por ejemplo, es verano, en el hemisferio austral es invierno. La causa de que las estaciones no principien siempre en el mismo momento es debida a las perturbaciones que sufre la Tierra en su giro alrededor del Sol.
Puesto que se ha comprobado que la temperatura del sistema tierra-atmósfera, unos 15 grados centígrados, no ha variado sensiblemente en los últimos tiempos; y ya que la energía recibida del Sol es una constante, nuestro planeta debe de perder una cantidad igual de energía que la recibida. A este intercambio de energía se le conoce como balance energético espacio- tierra-atmósfera. Demos a la radiación solar incidente de onda corta que llega a nuestra atmósfera un valor de 100 unidades. Entre el ozono estratosférico, el vapor de agua, el dióxido de carbono y las nubes, se produce una absorción de 18 unidades. Las nubes, a su vez, reflejan radiación hacia el espacio, por valor de 24 unidades, y el resto de las partículas atmosféricas reflejan otras 7. Por tanto, la energía que llega al suelo bien directa o indirectamente es de 47 unidades; de las cuales, los distintos componentes de la superficie terrestre reflejan una media de
La superficie de la Tierra transforma la energía solar en radiación de onda larga - calorífica-, que, al emitirla hacia el espacio, a la temperatura de 15 grados centígrados, le corresponden 114 unidades; de las cuales, 109 son absorbidas por el vapor de agua, el dióxido de carbono y las nubes, calentando así las capas bajas de la atmósfera. Esto supone que la troposfera se calienta por abajo, y no desde arriba como podíamos pensar en un primer momento; esta es la explicación del descenso de la temperatura con la altura en esta capa inicial atmosférica. Por
El efecto invernadero es un fenómeno originalmente útil y natural, sin él, la Tierra sería una roca congelada. En pocos años, los seres humanos han aumentado el efecto invernadero natural por incremento en la emisión de gases relacionados con la quema de combustibles fósiles: carbono, petróleo y gas natural, además de la liberación de carbono por la deforestación de grandes áreas boscosas. El contenido de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado en un 31% en los últimos siglos. El efecto invernadero es uno de los principales factores que provocan el calentamiento global de la Tierra, debido a la acumulación de los llamados gases invernadero CO2 , H2O, O3 , CH4 y CFC´s en la atmósfera. El término efecto invernadero aplicado a la Tierra se refiere al posible calentamiento global debido a la acumulación de los gases de invernadero provocada por la actividad humana, principalmente desde la revolución industrial por la quema de combustibles fósiles y la producción de nuevos productos químicos.
Los denominados gases de efecto invernadero o gases invernadero, responsables del efecto descrito, son: Metano (CH4) Vapor de agua (H2O) Dióxido de Carbono (CO2) Clorofluorocarbonos (CFCI3)
La causa principal del aumento de los gases invernadero, es la actividad humana: calefacción, industria, agricultura, transporte; otra causa y efecto es el aumento de la población. Deforestación – menos árboles, más gases de invernadero, actividades industriales- liberación de gases tóxicos, exceso de consumo de energía- libera mucho CO2 innecesario, liberación de gases en maquinaria y vehículos de motor- gases liberados al planeta. El efecto invernadero es indispensable para el desarrollo de las formas de vida propias del estado actual del planeta. Sin gases invernadero la temperatura media sería de 18ºC bajo cero, comparando esto con el valor actual de la superficie terrestre que es de 15ºC. La concentración atmosférica de gases invernadero aumentó desde el inicio de la era industrial por el aumento de combustibles fósiles y destrucción de las selvas, provocando el aumento de la temperatura media de la atmósfera próxima a la superficie de la tierra (calentamiento global). LA LLUVIA ÁCIDA: La lluvia ácida es la incorporación de sustancias ácidas, principalmente H2SO y HNO3 en el agua de la lluvia por la oxidación de los correspondientes óxidos, ya sea en fase de gas o en fase acuosa, este fenómeno se produce en el interior de la nube donde se altera la composición normal de las gotas de agua, produciendo así la lluvia ácida en caso de la precipitación de las gotas. La lluvia ácida afecta a los bosques, al suelo, a las aguas continentales y a los lagos disminuyendo la biodiversidad, también afecta a los materiales, produciendo la acidificación del terreno donde se da el fenómeno. También afecta a los ríos. En cuanto a los bosques generalmente la lluvia ácida afecta con más intensidad a las coníferas como los pinos, los abetos
Variación Horaria Variación Diaria Variación Semanal Variación mensual Variación estacional. Esta variación se debe a la inclinación del eje terrestre y el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del sol. El ángulo de incidencia de los rayos solares varía, estacionalmente, en forma diferente para los dos hemisferios. El hemisferio norte es más cálido en los meses de junio, julio y agosto, en tanto que el hemisferio sur recibe más energía solar en diciembre, enero y febrero. Variación con la Latitud. La mayor inclinación de los rayos solares en altas latitudes hace que éstos entreguen menor energía solar sobre estas regiones, siendo mínima dicha entrega en los polos. En tanto que sobre el Ecuador los rayos solares llegan perpendiculares, siendo allí máxima la entrega energética. La luz del día es el resultado de la radiación solar que ha viajado una distancia promedio de 1 Unidad Astronómica (1 UA = 1.496 x 108 km) del sol a la tierra. (U. A. = 1,496 x 1011 m). Variación por altura. A través de la primera parte de la atmósfera, llamada troposfera, la temperatura decrece con la altura. Este decrecimiento se define como Gradiente vertical de Temperatura y es en promedio de 6,5ºC/1000m. Sin embargo, ocurre a menudo que se registre un aumento de la temperatura con la altura: Inversión de temperatura. Durante la noche la Tierra irradia (pierde calor) y se enfría mucho
más rápido que el aire que la circunda; entonces, el aire en contacto con ella será más frío mientras que por encima la temperatura será mayor. Otras veces se debe al ingreso de aire caliente en algunas capas determinadas debido a la presencia de alguna zona frontal.
La sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores el concepto de temperatura se deriva de la idea de medir el grado de caliente o frío relativo y de la observación de las variaciones de calor sobre un cuerpo producen una variación de su temperatura, cuando se aporta calor a una sustancia, se eleva su temperatura, así los conceptos de temperatura y calor, aunque están relacionados, son diferentes:
Es el promedio de las 12 Temperaturas medias mensuales. Se obtiene sumándolas y dividiéndolas entre 12
Es el promedia de las Temperaturas medias anuales. Se obtiene sumando las y dividiendo el resultado entre el número de años que se estén trabajando. Usualmente, la temperatura atmosférica se mide en grados Celsius (ºC), pero también existen otras escalas de medición térmica, como las de grados Fahrenheit o Kelvin.
Oscilación o amplitud térmica es la diferencia entre la temperatura más alta y la más baja registrada en un lugar o zona, durante un periodo de tiempo que puede ser un día, un mes, un año, etc. En las series climáticas la amplitud térmica es la diferencia entre la temperatura media del mes más cálido y la del más frío. En general, los climas que corresponden a zonas costeras o cercanas al mar presentan oscilaciones térmicas bajas, por los efectos moderadores o suavizadores de la masa hídrica. Por el contrario, los climas de zonas interiores o continentales suelen presentar una fuerte oscilación térmica tanto diaria como anual, con la excepción de las zonas ecuatoriales o tropicales, dónde las altas temperaturas son constantes. Puede considerarse una amplitud térmica baja hasta los 10º, media de 10 a 18º y alta por encima de los 18º. Se suele distinguir entre la oscilación térmica anual y la oscilación térmica diaria.
La oscilación térmica anual es la diferencia entre la temperatura más cálida y la más fría registradas a lo largo de un año.
Diferencia entre la temperatura más cálida y la más fría registradas a lo largo de un día.
La temperatura controla la tasa de desarrollo de muchos organismos. Plantas y animales, incluidos insectos y microorganismos, requieren una cierta acumulación de calor para poder pasar de una etapa de desarrollo a la siguiente.
La Unidades Calor (UC) son la forma como se mide la acumulación del calor a través del tiempo. Son un indicador del tiempo que un cultivo ha estado expuesto a temperaturas adecuadas para su desarrollo. Las UC pueden emplearse para evaluar la viabilidad de un cultivo en alguna región determinada; estimar las etapas de desarrollo del cultivo; predecir su fecha de madurez y definir los mejores tiempos para aplicar fertilizaciones o controles de plagas.
La fórmula para calcular las UC es la siguiente: ⋃ c =(( Tmáx + Tmín )/ 2 )− Tbase Donde: Tmáx es la temperatura máxima registrada en un día determinado.
