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METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA Mário Adelmo Varejão-Silva Versão digital 2 – Recife, 2006 220 haja vista o grande número de fatores intervenientes. Para analisá-los, as limitações do conhe- cimento humano impõem a adoção de hipóteses simplificadoras que, se por um lado tornam sua abordagem científica menos complicada, do outro restringem bastante o espectro de apli- cabilidade dos modelos obtidos. Sob esta ótica, pode-se obter uma expressão muito útil ao estudo termodinâmico daqueles processos que possam ser classificados como aproximada- mente reversíveis, combinando-se as equações que exprimem o Primeiro (VI.1.3) e o Segundo (VI.2.1) Princípios, ou seja: dχ = Tds = du + pdv. (VI.3.1) Essa relação funcional é válida para a unidade de massa de qualquer gás. Para o caso parti- cular dos gases cujo comportamento se assemelha ao ideal, é evidente que: dχ = Tds = cpdT – (RT/M) (dp/p). (VI.3.2) Em um processo que, além de reversível, seja adiabático (dχ = 0), conclui-se que: cpdT = (RT/M) (dp/p). (VI.3.2) É muito importante o papel desta equação para o entendimento de algumas transforma- ções que se verificam na atmosfera. 4. Equação de Clausius-Clapeyron. Durante a mudança de estado das substâncias, as fases presentes permanecem em equilíbrio à mesma temperatura. Sendo uma transformação isotérmica, qualquer variação na quantidade do calor cedido à substância, ou dela retirado, altera apenas a rapidez do processo, mas não interfere na temperatura. Tanto é assim que, aumentando-se o suprimento de gás que alimenta a chama acesa sob um recipiente contendo água em ebulição, a temperatura da água e de seu vapor, observada na interface líquido-vapor, continuará estável, aumentando apenas a taxa de vaporização. A mudança de estado de uma substância é um processo também isobá- rico. Sabe-se que o calor latente envolvido em uma transição de fase é exatamente igual àquele associado à transição inversa, desde que ambas ocorram a mesma temperatura. Por exemplo, o calor latente de evaporação e de condensação a 20oC (Tabela VI.1), por exemplo, são iguais. Algumas conclusões importantes sobre os processos termodinâmicos que condicionam as transições de fase podem ser facilmente extraídas da equação VI.3.1. Representando pelos índices 1 e 2 duas fases de uma substância (líquido e vapor, por exemplo), coexistindo em equilíbrio , então: ∫∫∫∫ +==χ 21212121 pdv.duTdsd O membro da esquerda representa o calor absorvido (positivo) ou liberado (negativo) pela unidade de massa da substância, ao passar da fase 1 à fase 2, ou seja: o calor latente
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