Temperatura virtual

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La temperatura virtual del aire se define como la temperatura que tendría el aire seco, es decir, asumiendo que el aire contiene una cantidad despreciable de vapor de agua. El valor de la temperatura virtual suele estar cercano a la temperatura real del aire. El uso de esta temperatura permite simplificar ciertos cálculos.

Relación entre las temperatura virtual y real del aire[editar]

Puede considerarse que el aire húmedo está compuesto por aire seco y vapor de agua. Ambas componentes, el aire seco y el vapor de agua, se comportan como gases ideales. En general la presión de un gas ideal, a, se puede expresar como el producto de su densidad, \rho_a, su constante R_a (definida como el cociente entre la constante de los gases ideales y la masa molecular del gas a) y la temperatura T. Por lo tanto, podremos expresar las presiones del aire seco y el vapor de agua del siguiente modo:

p_d=\rho_d R_d T p_v=\rho_v R_v T

Las constantes del aire seco y el vapor de agua tienen los siguientes valores: R_d=287.06 J Kg^{-1} K^{-1} y la del vapor de agua,R_v=461.5 J Kg^{-1} K^{-1}.

La temperatura virtual (Tv) es la del aire seco cuando su presión y densidad son iguales a las de la mezcla de aire seco y vapor de agua (el aire húmedo). De este modo, la temperatura virtual permite utilizar la ecuación de estado del aire seco para el húmedo reemplazando T por Tv.[1] La presión del aire húmedo, p, se pude expresar entonces en función de la densidad total del aire húmedo, \rho, la constante del aire seco,R_d y la temperatura virtual, T_v, como:

p=\rho R_d T_v

La presión del aire húmedo se puede escribir como la suma de presiones de aire seco, p_d, y vapor de agua, p_v:

p=p_d + p_v

Teniendo en cuenta lo anterior podemos definir la temperatura virtual con la siguiente ecuación:

T_v = \left[1+\left(\frac{1}{e}-1\right)q\right]T

Siendo T la temperatura que mediría un termómetro. e se define como el ratio entre la constante del aire seco, e=\frac{R_d}{R_v}=0.622. q es el ratio entre la densidad del vapor de agua, \rho _v y la suma de densidaded de vapor de agua más la del aire seco, \rho _d, por lo tanto:

q=\frac{\rho _v}{\rho _v + \rho _d}=\frac{\rho _v}{\rho}=\frac{m_v}{m}

Referencias[editar]

  1. «AMS Glossary». American Meteorological Society. Consultado el 07-05-2007.

Véase también[editar]