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Konvektion

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Der Luftdruckunterschied führt zu einer Verdrängung der Luftmassen sowohl auf der Oberfläche als auch in der Höhe.

Die vertikale Strömung wird Konvektion genannt und ist der Schlüssel zur Wolkenbildung, Regenerzeugung und zum effektiven Energiefluss zwischen Oberfläche und Atmosphäre.

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ID:(552, 0)



Konvektion

Beschreibung

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ID:(40, 0)



Número de Rayleigh

Gleichung

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El inicio de convecci?n t?rmica esta descrito por el n?mero de Rayleigh

$Ra=\displaystyle\frac{\rho^2 g c_p}{\eta\lambda}\displaystyle\frac{(T_e-T_t)}{T_e}h^3$

Para un sistema entre dos placas con las temperaturas inferior T_b y superior T_t la convecci?n se iniciar? al alcanzar un n?mero de Rayleigh de 1708. Para el caso de dos superficies libres el valor cr?tico es 657.51. Para un sistema de un borde fijo y el otro libre 1,100.65.

ID:(9040, 0)



Velocidad de Ascenso

Gleichung

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$v_c=\sqrt{\displaystyle\frac{2hg(\rho_m-\rho}{C_W\rho_m}}$

ID:(4869, 0)



Velocidad de Ascenso en función de la Temperatura

Gleichung

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Como la velocidad de acenso es igual a

$ v(z) ^2 = 2 g \displaystyle\int_0^zds\displaystyle\frac{( \rho_m(s) - \rho(s) )}{ \rho(s) }$



y en condiciones isobaricas se cumple

$ \rho_i T_i = \rho_f T_f $



la ecuación para la velocidad se puede también escribir en función de la temperatura

$ v =\sqrt{2 CAPE }$

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convection007

Bild

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convection007

ID:(3098, 0)



Mischungsverhältnis von Wasserdampf mit Luft

Gleichung

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Das Mischungsverhältnis von Wasserdampf und Luft wird definiert als das Verhältnis der Massen der einzelnen Komponenten in einem Volumen:

$\displaystyle\frac{M_v}{M_a}=\displaystyle\frac{n_vM_{mol,v}}{n_aM_{mol,a}}=\displaystyle\frac{p_v}{p_a}\displaystyle\frac{M_{mol,v}}{M_{mol,a}}\sim 0.01$



Dabei sind $M_v$ und $M_a$ die Massen von Wasserdampf und Luft, $n_v$ und $n_a$ die Stoffmengen von Wasserdampf und Luft, $M_{mol,v}$ und $M_{mol,a}$ die molaren Massen von Wasserdampf und Luft, $p_v$ und $p_a$ die relativen Drücke von Wasserdampf und Luft, und $r$ ist das Mischungsverhältnis. Daher gilt

$ r =\displaystyle\frac{ M_v }{ M_a }$

Im speziellen Fall von Wasserdampf in der Luft ist das Mischungsverhältnis proportional zu den relativen Drücken, die mit dem Wasserdampfdruck $p_v\sim 1500 Pa$ und dem Luftdruck $p_a\sim 10^5 Pa$ quantifiziert werden können. Durch Anwendung der idealen Gasgleichung und der Definition der molaren Masse ergibt sich ein Mischungsverhältnis von ungefähr $0.01$. Das bedeutet, dass unter normalen Bedingungen der Wasserdampfgehalt im Vergleich zur Luft gering ist.

ID:(7069, 0)



convection006

Gleichung

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convection006

ID:(3097, 0)