6. Convecção Flashcards
O que é, sucintamente, a convecção?
Convecção é o movimento ascendente ou descendente de matéria em num fluido (i.e. líquidos, gases
Descreva as condições oceânicas de convecção durante o inverno, tendo em conta a ação da atmosfera no mesmo:
Há ou não convecção?
Como é a troca de energia com a atmosfera?
Existe convecção desde a superfície do oceano até profundidades de 1000 m.
Há uma grande perda de calor por parte da superfície oceanica.
O que acontece no oceano no inverno quando este está sobre a anomalia da superfície fria?
Há convecção?
Como é a troca de energia com a atmosfera?
Durante esta anomalia, não existe convecção em profundidade, mas sim em pequenos ciclos à superfície, compostos por água fria.
Não há muita perda de calor para a atmosfera, neste caso.
Como se caracteriza a temperatura em termos energéticos, ou seja, a que é equivalente?
É equivalente à energia interna de um sistema, ou seja, a energia cinética média das moléculas associadas ao movimento desorganizado de cada uma delas.
A que é igual a energia total transferida para um dado sistema?
Á variação da sua energia interna.
1ª lei da termodinâmica?
A energia total transferida para um sistema é igual à variação de sua energia interna.
Qual é o segundo princípio da termodinâmica?
Num processo de transformação de energia, parte dela torna-se menos
utilizável. Se o processo continuar toda a energia torna-se inutilizável.
Num caso onde tenhamos dois objetos, um com uma temperatura mais elevada do que o outro, a energia flui de onde para onde?
Do objeto com temperatura mais alta para o objeto com tempertura mais baixa.
Dados dois sítios com diferentes pressões, a energia fluí em que sentido?
Fluí do sítio de pressão elevada para pressão baixa.
Dados duas correntes elétricas diferentes, em que sentido fluí a energia?
Fluí de um potêncial elétrico elevado para um potêncial elétrico baixo.
Dados dois potênciais gravíticos diferentes, a energia fluí em que sentido?
De um potêncial gravítico mais alto para o mais baixo.
O que é a entropia?
Grandeza que quantifica a energia de fraca qualidade num sistema.
Para que tende a entropia de um sistema termicamente isolado?
Essa entropia tende aumentar até um valor máximo.
O que é o calor?
É uma forma de fluxo de energia entre corpos que estejam a temperaturas diferentes.
Na atmosfera, o que acontece ao ar à medida que sobe em altitude?
Este expande à medida que sobe porque a densidade da atmosfera diminui com a altitude.
Porque é que à medida que subimos na atmosfera a sua temperatura diminui, mesmo havendo convecção, que em teoria, homogenesaria a temperatura da mesma?
Porque o ar é compressível, ou seja, à medida que sobe expande e realiza trabalho à custa de energia interna, ou seja, arrefece um pouco.
Porque é que há convecção na atmosfera e no oceano, quando estes estão em equilíbrio hidroestático?
Ou seja, porque é a que as forças aplicadas a um volume num fluído é zero?
Porque os movimentos são indirectamente forçados por instabilidades geradas pelo aquecimento.
Ou seja, essa instabilidade resulta de uma perturbação quando o sistema afasta ainda mais a perturbação do estado de equilíbrio.
Analogia da esfera em posições diferentes de equlíbrio.
Porque é que o estado de um fluído pesado sobre um fluído leve é instável?
Porque existem movimentos verticais no fluído que o levam a um estado estável.
Quando o equilíbrio hidroestático atua com compressibilidade, o que acontece à pressão à medida que a altura diminuí?
A pressão diminuí com a altura.
O ar denso encontra-se sob ar menos denso, por isso é afastado da sua posição de equilíbrio hidroestático.
Logo o que se pode concluir sobre a sua pressão (Pp)?
Esta irá permanecer igual à pressão ambiente, Pa.
Pp = Pa
Na situação onde ar denso se encontra sob ar menos denso, o que acontece, para delta ts pequenos?
A parcela de ar denso não troca calor com o ambiente, mas realiza trabalho.
Se:
- Pp < Pa? Fimp?
- Pp > Pa? Fimp?
- Pp = Pa? Fimp?
- A parcela sobe. Fimp > 0
- A parcela desce. Fimp < 0
- A parcela fica onde está. Fimp = 0
Dado um pacote de água(fluído incompressível)
Se a temperatura diminui e a densidade aumentar o que se conclui sobre a instabilidade do pacote de ar?
Que é instável.
Dado um pacote de ar (fluído compressível)
Se a temperatura diminui mais lentamente com a altitude do que a temperatura do ar, o que se conclui sobre a estabilidade do pacote?
É instável.
Qual é a condição suficiente de instabilidade?
É que uma parcela de ar, ao subir, tenha a sua temperatura a diminuir, por mais de 10 K/km do que a atmosfera.
Se não houver saturação nem condensação, a consequente libertação de calor latente pode resultar em quê?
Em variações da temperatura com a altitude (dT/dz) maiores, em módulo, que Td.
Quando estamos na presença de um ciclo normal de ar, isto é, quando a temperatura do ar diminui por 6,4 º C por cada kilómetro, o que concluímos sobre essa massa de ar e sobre a circulação do ar que contém?
Que é instável e que o ar circula constantemente entre as àreas quentes e frescas, logo o ar é capaz de misturar e espalhar quaisquer poluentes presentes nessa massa de ar.
Que nome se dá a camadas de ar em que a diminuição normal da temperatura do ar com altitudes crescentes é invertida, ou seja, o ar acima do solo é mais quente que o ar abaixo?
Inversão térmica
Porque é que as camadas de inversão são significativas para a meteorologia?
Estas bloqueam o fluxo atmosférico.
Que implicações tem a variação da temperatura com a altura quando um pacote de ar húmido sobe?
Se o arrefecimento for suficiente para ocorrer saturação, então o vapor de água condensa e liberta calor latente e forma-se uma núvem.
Que nome se dá quando o calor latente de um pacote de ar húmido, em ascensão, é libertado?
Convecção húmida
Se ocorre saturação no pacote de ar e condensação, o que podemos concluir?
Que o calor latente libertado representa uma fonte interna de calor.
Como se forma uma núvem lenticular?
O ar húmido é forçado a soprar para cima ao redor do topo da montanha, onde as gotículas de água condensam (ficar líquido) a partir do ar húmido que arrefece abaixo do ponto de orvalho.
Estas núvens são grupos opacos destas gotículas de água.
A atmosfera é estável na ausência de condensação?
Sim, em média.
Com o que é que está associada a maior parte da convecção na atmosfera?
Está associada com a convecção húmida, acompanhada de saturação e condensação.
Que tipo de movimento compreende a convecção?
Compreende o movimento ascendente intenso com a formação de núvens e regiões de movimento descendente lento com ar seco, sem núvens.
Descreva a núvem convectiva “Cumulus”
Pouca extensão vertical e não produz precipitação.
Descreva a núvem “Cumulonimbus”
De grande extensão vertical e que produz precipitação intensa, tempestades e por vezes até granito.
O que requer a convecção?
Uma superfície quente por baixo do ar.
Onde é que a convecção profunda é mais frequente?
É frequente nas três regiões equatoriais:
Oceano Pacífico
Indonésia
Amazónia
África
