Unglaublich schwere Aufgabe, bitte bitte helft mir!
In einem Sturm bewegt sich ein Luftpacket der Masse m , das ich vom Hochdruckgebiet bei A nach B bewegt, dabei die Temperatur des Meeres T1 beibehält und Feuchtigkeit aufnimmt.
Bei B regnet das Wasser ab, die Luft steigt hoch zu C und kühlt ab auf T2, die Temperatur der Tropopause.
Die Luft wandert zum Zentrum des Sturms D, gibt Energie in Form von Strahlung ab und sinkt zurück zu A.
Zuerst soll ich die von A nach B aufgenommene Wärme Q1 bestimmen. Der Partialdruck des Wasserdampfes sei sehr klein. Ich soll dabei delta-m und delta-m-dampf verwenden sowie q-A und q-B (die Luftdrücke), T1 und die Konstanten.
Mit diesen Ausdrücken und T2 soll ich einen Ausdruck für die verrichtete Arbeit W finden.
50% der Arbeit sollen direkt zu einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit um das Zentrum führen.
Ich soll die Rotationsgeschwindigkeit v_e in Abhängigkeit von vorherigen Größen und der v_A am äußeren Rand des Sturms angeben.
Dann werden mir eine Reihe von Größen gegeben:
Univ. Gaskonstante: R= 8,314 J/mol*K
T1 an der Meeresoberfläche: 303 K
T2 in der Tropopause: 213 K
Luftdruck bei A: q-A = 1000mbar
Luftdruck bei B: q-B = 950 mbar
Sättigungsdampfdruck über Wasser: Ew = 43 mbar
bei Druck q-B und T1
mitt. mol. Masse der Luft: ML= 29*10_-3 kg/mol
mol. Masse von Wasser: Mw = 18*10_-3 kg/mol
Verdampfungswärme von Wasser bie T1: lambda-w = 2,41/10_6 J/kg
Relative Luftfeuchtigkeit bei A: 75%
Ich soll für v_A = 10 m/s v_e bestimmen
Die Rotationsgeschwindigkeit
v der Luft in einem Wirbelsturm ist außerhalb des Zentrums des Sturmes
etwa proportional zur inversen Wurzel des Abstandes r, d.h. es gilt v ~ 1 / (Wurzel r)
Ich soll den Durchmesser des Sturms berechenen, wenn r bei B 10km beträgt
Ich soll die gesamte Rotationsenergie des Sturms berechnen, wenn die Luftdichte
1,2 kg/m³ beträgt sowie die Höhe des Sturms 12km
Ich soll berechnen, wie viel durchschnittliche Leistung der Sturm abgibt, wenn er sich nach 10 Tagen an Land vollständig auflöst.
Bitte, bitte helft mir!