Domanda:
Come misuriamo (o calcoliamo empiricamente) la quantità di entropia nell'atmosfera e negli oceani?
InquilineKea
2014-04-16 03:05:27 UTC
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Ecco un documento sul budget dell'entropia 1 , dove l'entropia umida è definita nell'equazione (8) come

$$ s = (1-q_t) (C_ {pd} \ ln T - R_d \ ln p_d) + q_t C_l \ ln T + \ frac {q_v L_v} {T} - q_v R_v \ ln \ mathcal {H} $$

In questa espressione, $ q_v $ è l'umidità speci fi ca del vapore acqueo, $ C_ {pd} $ è il calore speci fi co a pressione costante dell'aria secca, $ C_l $ è il calore speci fi co dell'acqua liquida, $ T $ è la temperatura dell'aria umida, $ R_d $ e $ R_v $ sono le costanti del gas dell'aria secca e del vapore acqueo, $ p_d $ è la pressione parziale dell'aria secca, $ \ mathcal {H} = e / e_s $ è la umidità relativa, $ e $ è la pressione del vapore acqueo e $ e_s $ è la pressione del vapore di saturazione.

Sono solo curioso: l'entropia è misurata direttamente o indirettamente da altre fonti ? Se la misurassimo, quale sarebbe la risoluzione spazio-temporale di tale misurazione?


1 Pauluis, Olivier e Isaac M. Held. "Bilancio di entropia di un'atmosfera in equilibrio radiativo-convettivo. Parte I: lavoro massimo e dissipazione dell'attrito." Journal of the Atmospheric Sciences 59: 125-139.

La risposta non è nel giornale o nei suoi riferimenti?
È un documento molto teorico, quindi non discute molto sulle misurazioni. È anche del 1991, quindi sospetto che ora ci siano più modi per misurarlo. Ma ancora non sembra essere un argomento ben studiato.
Non lo so, ma mi aspetto fortemente che * non * venga misurato direttamente.
Non capisco davvero perché quel documento sia collegato alla domanda. C'è qualcosa che dice che aggiunge alla domanda? Se è così, potresti forse citare quella parte, invece di limitarti a collegare l'intero articolo?
Due risposte:
#1
+6
DavePhD
2014-05-20 18:04:37 UTC
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Esiste una convenzione per l'entropia dell'aria umida costruita dall'entropia dell'aria secca che è 0 a T = 273,15 K e P = 101325Pa, e l'entropia dell'acqua liquida è 0 al suo punto triplo. Vedi la pagina numero 47 di questo documento NIST:

http://www.nist.gov/calibrations/upload/5241.pdf

L'entropia è non misurato direttamente.

L'entropia $ S $ è definita come $ dS \ equiv dQ_ {rev} / T $

Pertanto, l'entropia può essere misurata misurando il trasferimento di calore e la temperatura.

Vedi Calcolo della variazione di entropia in alcuni processi di base per maggiori informazioni.

#2
+2
Pascal Marquet
2018-05-18 18:32:02 UTC
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È possibile calcolare l'entropia relativa all'aria umida utilizzando i valori della Terza legge. Ciò è stato fatto prima da Hauf e Höller (1987). La temperatura potenziale dell'aria umida è stata definita da Marquet (2011, ..., 2017). Questa temperatura potenziale dell'aria umida è davvero sinonimo di entropia dell'aria umida ed è diversa dai valori precedenti pubblicati da Emanuel o Pauluis, perché i valori della Terza legge generano un nuovo termine che ha grandi impatti fisici.


Hauf, T. e H. Höller, 1987: Entropia e temperatura potenziale. J. Atmos. Sci., 44 (20), 2887–2901

Marquet, P., 2011: Definizione di una temperatura potenziale di entropia umida: applicazione ai voli di dati FIRE-I. Quart. J. Roy. Meteorol.Soc., 137 (9), 768–791

Marquet, P., 2017: un'analisi isoentropica di terza legge di un uragano simulato. J. Atmos. Sci., 74 (10), 3451-3471



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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