FUNDAMENTOS DE METEOROLOGIA
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FUNDAMENTOS DE METEOROLOGIA


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médio de T da atmosfera: 
KmC
dz
dT o
/5.6\uf02d\uf03d\uf047\uf02d\uf03d
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.7. Reducao da Pressão ao NMM (cont.) 
KmC
dz
dT o
/5.6\uf02d\uf03d\uf047\uf02d\uf03d
(1) 
Figura ilustrativa: 
\uf028 \uf029
22
1
:,
2
H
THTTT
pordadoseraToDaqui
HTT
HTTdzdT
dzdT
TT
T
SSS
So
oS
H
H
T
T
oS
S
o
S
o
\uf047
\uf02b\uf03d\uf047\uf02b\uf02b\uf03d
\uf047\uf02b\uf03d
\uf047\uf02d\uf03d\uf02d\uf0de\uf047\uf02d\uf03d\uf0de
\uf047\uf02d\uf03d\uf0de
\uf02b
\uf03d
\uf0f2\uf0f2
S
oTR
Hg
S
o
d
o
S
o
o
d
oS
P
P
e
p
p
TR
Hg
p
p
g
TR
HZZ
cahipsometriequacaoaUsando
d
o
\uf03d\uf0de
\uf0f7
\uf0f7
\uf0f8
\uf0f6
\uf0e7
\uf0e7
\uf0e8
\uf0e6
\uf03d\uf0de
\uf0f7
\uf0f7
\uf0f8
\uf0f6
\uf0e7
\uf0e7
\uf0e8
\uf0e6
\uf03d\uf03d\uf02d
ln
ln
:
2
H
TT
S
\uf047
\uf02b\uf03d
Tmed entre 
NMM e uma 
estacão S 
TR
Hg
So
d
o
epp \uf03d
Pressão 
media no 
NMM 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8. Leis da Termodinâmica 
\uf0d8Da equação dum gás ideal sabe-se que uma variação na \u201cT\u201d 
produz uma variação da \u201cenergia interna \u201cu\u201d, e vice-versa. 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT) 
\uf0d8E uma expressão de conservação de energia que relaciona as 
possíveis trocas de energia entre um sistema e o seu ambiente/ 
vizinhança; 
\uf0d8E útil para determinar o comportamento do \u201car\u201d, por exemplo 
quando sujeito a diferentes formas de transporte de energia, 
quer seja Mecânica/ Termicamente. 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
Sistema - um elemento de volume de gás \u201cV\u201d e uma massa 
unitária \u201cm\u201d; 
Na Meteorologia: 
\uf071Não e pratico considerar como sistema, toda massa de ar, 
\uf071os cálculos são feitos para sistemas de massa de ar e 
volume infinitesimais, isto e, \u201c\u3b4m\u201d e \u201c\u3b4V\u201d, respectivamente. 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
Trabalho realizado por um gás: 
 
VsAsse
sApW
\uf064\uf064\uf064
\uf064\uf064\uf064
\uf03d\uf0de\uf03c\uf03c
\uf03d
Quando o gás expande: 
 deve vencer a foca de pressão do 
ambiente (p\u3b4A) sobre ele; 
Realiza trabalho (\u3b4W) contra o 
ambiente igual a essa forca vezes o 
deslocamento (\u3b4s) 
\u3b4V \u2013 variação do volume da parcela; 
A - e a área da superfície da parcela 
\u3b4s 
V 
Dilatação / 
expansão 
volumétrica 
\u3b4s 
p\u3b4A 
\u3b4A 
Forcas 
que 
actuam 
na 
parcela 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 
VpW \uf064\uf064 \uf03d\uf0de
Forma mais simples de expressar trabalho. 
\uf071Se \u3b4V > 0 \u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026 \u3b4W > 0 
\uf071Se \u3b4V < 0 \u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026\u2026 \u394 W < 0 
\uf0d8Trabalho realizado por unidade de massa: 
 
\uf061pd
m
dV
pw
m
dW
\uf03d\uf03d\uf03d
Onde: \u3b1 = 1/\u3c1; \u3b4V 0 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 \uf0d8Calor fornecido a um gás (dQ): 
\u201cdQ\u201d \u2013 pode produzir mudança no estado desse gás: 
\uf071Se \u201cV\u201d variou: 
\uf0a7\u201cW\u201d foi realizado pelo gás; ou 
\uf0a7\u201cW\u201d foi realizado contra o gás; 
\uf0a7Pode também haver aumento/ diminuição de \u201cT\u201d; 
\uf071Se \u201cdQ\u201d e fornercido ao gas: 
\uf0a7\u201cdQ\u201d e transformado em \u201cdW\u201d mecânico e/ou 
empregue no armazenamento de energia interna do 
gás. (1 Lei Termodinâmica \u2013 1 LT) 
1LT - Lei de 
Conservação 
de Energia 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 \uf0d8Calor fornecido a um gás (dQ): 
 
\u3b4Q \u3b4W 
\u3b4U 
)2.1(
)1.1(
)1(
dudqdw
ou
dwdqdu
dudwdq
\uf02d\uf03d
\uf02d\uf03d\uf0de
\uf02b\uf03d
\uf071Em (1.1) \u2013 variação da energia interna \u201cdu\u201d e resultado da 
transferência de energia \u201cdq\u201d; para dentro ou para for a do gás e pela 
realização de trabalho \u201cdw\u201d; 
\uf071Em (1.2) \u2013 o trabalho realizado por um gás \u201cdw\u201d pode provocar 
uma transferência de energia \u201cdq\u201d entre o gás e o ambiente/ outro 
sistema e variação de energia interna do gás \u201cdu\u201d 
\uf071du, dw, dq: podem ser >/< 0 mas sempre obedecem a 1LT 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
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INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 Casos particulares da 1 LT: 
 
1) Transformação Isovolumétrica (V = const): 
\uf071 Volume = constante \u3b4V = 0; 
\uf071 Nao ha movimento das fronteiras; 
\uf071 . 
 
 
 
 
 
 
0\uf03d\uf03d \uf061\uf064 pdw
dTcdu
dTcdq
V
V
\uf03d\uf0de
\uf03d
\uf0a7Todo calor fornecido \u201cdq\u201d e armazenado 
pelo gás aumentando \u201cdu\u201d; 
\uf0a7Se \u201cdq\u201d diminuir \u201cdu\u201d será 
diminuído na mesma proporção. 
cV \u2013 calor especifico a Volume = const; 
\uf071Para uma dada massa \u201cm\u201d: 
 
dTmcdQ
V
\uf03d
dTdq
dqdu
~
\uf03d\uf0de
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
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END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 Casos particulares da 1 LT: 
 
1) Transformação Isovolumétrica (V = const): 
Para Ar Seco: 
 cV = 717 J/Kg
oC 
 
 
Então, 1a Lei da Termodinâmica será: 
 
 
 
 
 
\uf061pddTcdq
V
\uf02b\uf03d
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
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CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 Casos particulares da 1 LT: 
2)Transformação Isobárica (p = const.) 
\uf071 P = const. dp = 0; 
\uf071 Para atmosfera, são transformações que ocorrem 
em parcelas de ar que permanecem paradas por 
algum tempo ou que se movem sobre uma 
superfície isobárica/ trajectórias curtas na 
horizontal (\u3b4p \u22480); 
\uf071 Usando a Equação de Estado: 
 
 
 
TRp
d
\uf03d\uf061
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
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CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 Casos particulares da 1 LT: 
2) Transformação Isobárica (p = const.) 
 
 
TRp
d
\uf03d\uf061
dTRcdqdp
dpdTRcdq
ou
dpdTRdTcdq
dTRdppdpd
dV
dV
dV
d
)(0
)(
)(
\uf02b\uf03d\uf0de\uf03d
\uf02d\uf02b\uf03d
\uf02d\uf02b\uf03d\uf0de
\uf03d\uf02b\uf03d
\uf061
\uf061
\uf061\uf061\uf061
dpdTcdq
cRc
p
pdV
\uf061\uf02d\uf03d
\uf03d\uf02b
1 lei da 
Termodinamica 
Cp =278+717 = 1004 J/K
oC 
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
4.8.1. Primeira Lei da Termodinâmica (1 LT)- Cont. 
 Casos particulares da 1 LT: 
3) Transformação Isotermica (T = const.): 
\uf071 A energia interna \u201cdu\u201d na varia (\u3b4u = 0); 
\uf071 Todo calor fornecido e transformado em trabalho 
\u201cdw\u201d; 
 
 
 
dwdq \uf03d
CAP. III 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
CAP. II 
FWRD 
BWRD 
END! 
INTROD. 
CAP. IV: TERMODINAMICA DA ATMOSFERA 
CAP. I 
Exercícios: 
1. Calcular a densidade e o volume especifico do ar, 
sabendo que a pressão e de 1,025x 105 N/m2 e a 
temperatura e de 23,7oC. 
2. Uma camada da atmosfera na região tropical entre os 
níveis de pressão de 1000 e 500 hPa, na qual a 
temperatura media e 9oC. Encontre