Estructura y Dinámica Ambiental.

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Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea, el calor es muy semejante al trabajo.

Primera Ley de la Termodinámica

Para entender esta ley, es útil imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es un émbolo móvil y que mediante un mechero podemos agregarle calor. El cambio en la energía interna del gas estará dado por la diferencia entre el calor agregado y el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra la presión atmosférica. La energía se conserva.

Segunda Ley de la Termodinámica

Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley.

Enunciado de Kelvin - Planck : Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito y la realización de una cantidad igual de trabajo.

Enunciado de Clausius: Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por trabajo.

Tercera Ley de la Termodinámica.

La tercera ley tiene varios enunciados equivalentes:

"No se puede llegar al cero absoluto mediante una serie finita de procesos"

Es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas.

La Dinámica Atmosférica

Prácticamente toda la energía que recibe la Tierra procede del Sol. A medida que la radiación solar penetra en la atmósfera de la Tierra, se presenta una serie de pérdidas selectivas y desviaciones de la energía. Pueden ocurrir tres procesos: la luz se refleja, se dispersa o se absorbe. Al reflejarse, la luz no puede propagarse en el medio, ya que el rayo de luz, incide sobre la superficie, devolviéndose al espacio. En la dispersión, el rayo de luz, al chocar contra la superficie, se desvía en todas las direcciones, modificándose la radiación solar al atravesar la atmósfera, ya que las moléculas que la conforman pueden reflejar la luz, absorberla o cambiarla de dirección dispersándola.

La Tierra, recibe radiación de onda corta y la emite en forma de onda larga, por ser un cuerpo mucho más frío que el Sol. Esta radiación de onda larga queda absorbida por el vapor de agua y el dióxido de carbono de la baja troposfera. Es decir, que si la atmósfera eta muy seca, la tierra pierde mucho calor por la noche, explicando las bajas temperaturas nocturnas de los desiertos.

Balance Térmico Terrestre

La Tierra mantiene un balance global de calor, manteniéndose una relativa constancia de las condiciones térmicas, la cual explica porque la radiación de un cuerpo es proporcional a la temperatura, es decir, si aumentara la radiación que llega, la temperatura de la Tierra se incrementaría y la radiación emitida crecería en proporción mucho mayor, minimizando aquella alteración térmica.

El equilibrio térmico de la Tierra debe entenderse de manera global, sin negar en modo alguno, los marcados desequilibrios regionales térmicos que dividen a la Tierra en por lo menos tres grandes zonas: cálida, templada y fría. Esta desigual repartición de la energía en la Tierra es consecuencia de su forma, de la inclinación del eje y de su movimiento anual alrededor del Sol.