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Molekularer Wärmetransport
Storyboard 
Ante diferencia de temperatura se generan procesos de flujo de calor que llevan a que pase energía de zonas de mayor a aquellas de menor temperatura lo que conduce finalmente a una temperatura homogénea.
ID:(1605, 0)
Difusión de calor
Bild
Uno de los procesos de difusión que ocurren en el océano es el de las energía que se expresa como el calor contenido en el agua. Físicamente corresponde a la difusión de partículas que tienen diferencia de temperatura.
ID:(12150, 0)
Temperaturdiffusionskonstante
Gleichung
Die Temperatur in einem System wie Wasser neigt dazu, sich zu verbreiten, bis sie im gesamten Volumen gleichmäßig ist. Diese Diffusion ist proportional zu die Wärmeleitung im Ozean ($\lambda_T$) und invers proportional zu die Dichte des Meerwassers ($\rho$) und der Spezifische Wärme ($c$), die erforderlich sind, um die Temperatur zu erhöhen.
Daher führen wir die Wärmediffusionskonstante ($D_T$) ein als:
 $ D_T \equiv \displaystyle\frac{ \lambda_T }{ \rho c }$ |
Die Einheiten sind:
$\displaystyle\frac{\lambda_T}{\rho,c} \rightarrow \displaystyle\frac{J/m,s,K}{kg/m^3,J/kg K} = \displaystyle\frac{m^2}{s}$
was einer Diffusionskonstante entspricht. Der Wert für Wasser liegt in der Größenordnung von $10^{-6} , m^2/s$.
ID:(12048, 0)
Flujo de calor
Gleichung
El flujo de iones de sal se modela como un proceso de difusión en que el flujo es con que
| $ j = D\displaystyle\frac{\partial c }{\partial z }$ |
\\n\\nEn este caso corresponde la variación de la concentración a variaciones en la densidad de la energía lo que se puede asociar vía la densidad y el calor especifico a la temperatura. Por ello\\n\\n
$dc \rightarrow \rho c dT$
La constante de difusión esta en este caso representada por la conductividad térmica por lo que la ecuación de la primera ley de Fick queda con como
| $ q_q = \lambda \displaystyle\frac{\partial T }{\partial z }$ |
ID:(12136, 0)
Flujo medio del calor
Gleichung
Si el flujo de calor instantáneo es densidad de Flujo calorico $W/m^2$, posición $m$, temperatura $K$ und wärmeleitung im Ozean $J/m s K$ que
| $ q_q = \lambda \displaystyle\frac{\partial T }{\partial z }$ |
en el caso medio se puede expresar con variaciones finitas de modo de que con densidad de Flujo calorico $W/m^2$, posición $m$, temperatura $K$ und wärmeleitung im Ozean $J/m s K$ es
| $ q_q = \lambda_T \displaystyle\frac{ \Delta T }{ \Delta z }$ |
ID:(12155, 0)
Valores de la conductividad térmica del agua marina
Bild
La conductividad térmica es una función de la temperatura del agua marina. Esta aumenta en forma importante con el aumento de la temperatura.
ID:(12160, 0)
Variación temporal de la temperatura
Gleichung
Lo que corresponde a la variación de la concentración que
| $ \displaystyle\frac{\partial c }{\partial t } = -\displaystyle\frac{\partial j }{\partial z }$ |
\\n\\ncorresponde ahora a la variación de la temperatura que es la densidad multiplicado por la densidad y la variación de la velocidad\\n\\n
$dc \rightarrow \rho c dT$
por lo que se puede describir la dinámica con mediante
| $ \rho c \displaystyle\frac{\partial T }{\partial t }=\displaystyle\frac{\partial q_q }{\partial x_i }$ |
ID:(13560, 0)
Variación temporal media de la temperatura
Gleichung
Si la variación temporal de la temperatura instantánea es que
| $ \rho c \displaystyle\frac{\partial T }{\partial t }=\displaystyle\frac{\partial q_q }{\partial x_i }$ |
en el caso medio se puede expresar con variaciones finitas de modo de que con es
| $ \rho c \displaystyle\frac{\Delta T }{\Delta t } = \displaystyle\frac{\Delta q_q }{\Delta z }$ |
ID:(12157, 0)
Ley de Fick para conductividad térmica constante
Gleichung
Como la primera ley de Fick en este caso es con densidad de Flujo calorico $W/m^2$, posición $m$, temperatura $K$ und wärmeleitung im Ozean $J/m s K$
| $ q_q = \lambda \displaystyle\frac{\partial T }{\partial z }$ |
y la segunda ley de Fick en este caso es con igual a
| $ \rho c \displaystyle\frac{\partial T }{\partial t }=\displaystyle\frac{\partial q_q }{\partial x_i }$ |
se tiene la ley general de Fick para el caso de que la conductividad térmica no varíe con la posición que con es igual a
| $ \displaystyle\frac{\partial T }{\partial t } = - \displaystyle\frac{ \lambda }{ \rho c } \displaystyle\frac{\partial^2 T }{\partial x^2 }$ |
ID:(12158, 0)
Distribución de la temperatura en el tiempo
Gleichung
Para el caso de la conductividad térmica constante la ley general de Fick con
| $ c_{zt} =\displaystyle\frac{1}{\sqrt{4\pi D_N t }} e^{- z ^2/4 D_N t }$ |
se logra resolver esta ecuación obtenerse con la expresión
| $ T_{zt} =\displaystyle\frac{1}{\sqrt{4 \pi \lambda_T t / \rho c }} e^{- \rho c z ^2 /4 \lambda_T t }$ |
ID:(12159, 0)
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Video
Video: Transporte Molecular de Calor