Temperatura virtual

La temperatura virtual (T_v) del aire se define como la temperatura que tendría el aire seco, es decir el aire sin considerar el vapor de agua, si su presión y densidad igualasen a las del aire húmedo

(el aire húmedo se define como la mezcla de aire seco y vapor de agua). La temperatura virtual permite utilizar la ecuación de estado del aire seco para el húmedo reemplazando T por T_v.^[1] La presión del aire húmedo, p, se pude expresar entonces en función de la densidad total del aire húmedo, ρ, la constante del aire seco,R_d y la temperatura virtual, T_v,:

p = ρR_dT_v

La presión del aire húmedo se puede escribir como la suma de presiones de aire seco, p_d, y vapor de agua, p_v:

p = p_d + p_v

Ambos gases, el aire seco y el vapor de agua, se comportan como gases ideales. En general la presión de un gas ideal, a, se puede expresar como el producto de su densidad, ρ_a, su constante ρ_a (definida como el cociente entre la constante de los gases ideales y la masa molecular del gas a) y la temperatura T. Por lo tanto, podremos expresar las presiones del aire seco y el vapor de agua del siguiente modo:

p_d = ρ_dR_dT

p_v = ρ_vR_vT

Las constantes del aire seco y el vapor de agua tienen los siguientes valores: R_d = 287.06JKg ^{− 1}K ^{− 1} y la del vapor de agua,R_v = 461.5JKg ^{− 1}K ^{− 1}.

Teniendo en cuenta lo anterior podemos definir la temperatura virtual con la siguiente ecuación:

$T_v= \left[ 1+\left ( \frac{1}{e}-1 \right ) q\right ] T$

Siendo T la temperatura que mediría un termómetro. e se define como ratio entre la constante del aire seco, $e=\frac{R_d}{R_v}=0.622$. q es el ratio entre la densidad del vapor de agua, ρ_v y la suma de densidaded de vapor de agua más la del aire seco, ρ_d, por lo tanto:

$q=\frac{\rho _v}{\rho _v+\rho _d}=\frac{\rho _v}{\rho}$

El valor de la temperatura virtual suele estar cercano a la temperatura real.

Referencias

1. ↑ «AMS Glossary». American Meteorological Society. Consultado el 07-05-2007.

Véase también

• Psicrometría