Hertz y Neuhoff expresan que tan pronto como la tempe- ratura cae bajo el punto le congelación las gotas líquidas co- mienzan a congelarse. Esto explica Brunt normalmente no ocurre en la atmósfera. La etapa en que el agua superenfriada está presente puede ser considerada por medio de la ecuación de la etapa o fase anterior, o sea la de la lluvia, llevada más allá del punto de congelación. Sin embargo, como complemen-
to la etapa o fase de congelación. (Brunt; ob. cit., pág. 60) se incluye aquí.
d) Etapa o fase de la nieve.—Si la temperatura descien- de por debajo de 0° C, desaparece el agua en estado líquido y encontrándose en la masa de aire ascendente, vapor de agua, éste da lugar a la formación de diminutos cristales de hielo. En esta fase y = O = x + z, existe en esta fase vapor de agua y diminutos cristales de hielo o sea lo que se llama nieve
(1) Fig. 42.
Las ecuaciones deducidas para cada una de estas fases, atendido el análisis expuesto sirvieron de base a los tratadistas Hertz y Neuhoff para el trazado de sus diagramas termodi- námicos que llevan su nombre y que explicaremos más adelan- te al tratar esta materia.
En el texto de Haynes, (2), se indica también la sucesión ideal de etapas porque pasa el aire húmedo al 3er enfriado adiabáticamente, con la excepción que ha omitido a lo menos en la segunda edición, toda mención de la breve etapa o fase del hielo (al nivel de congelación). Esto se explica no obstan- te, porque la existencia norma! de agua superenfriada a muy bajas temperaturas en la atmósfera impiden cualquiera apro- ximación del proceso de enfriamiento adiabático en la natura- leza a las cuatro etapas o fases clásicas de Hertz y Neuhoff. Por esta razón se prescinde en la actualidad de esta presenta- ción idealizada y algunos textos recientes no la mencionan. Sin embargo, dado su interés teórico y el conocimiento que del desarrollo de este estudio debe tenerse, siguiendo a Brunt, he- mos estimado de interés reproducirla en nuestro trabajo.
Estados y Cambios de Fase en su normal planteamiento. —En la sucesión de etapas o fases ya indicadas, los tratadis- tas Hertz y Neuhoff, como ya se explicó, suponen que los pro- ductos de la condensación: lluvia, granizo y nieve, sean trans- portados por la corriente ascendente, lo que según ya observó Bezold y también, tratadistas Europeos y Americanos, no se verifica, porque a una altura dada, los productos de la con- densación : lluvia, nieve o granizo, se separan de las mases de aire y se precipita al suelo.
(1) Fontseré; ob. cit. pág. 207.
En consecuencia atendida la realidad, tal cual ocurren los fenómenos en la naturaleza, que es el criterio moderno al res- pecto; esta materia, en su actual conocimiento queda planteada en los siguientes términos:
Todas las veces que se verifican movimientos verticales o convectivos en la atmósfera libre, en que se produce la con- densación por enfriamiento dinámico o expansión adiabática, los procesos se presentan como sigue: en tanto el enfriamiento de la masa de aire que asciende continúa pasada la temperatura de saturación puede ocurrir: 1º) que el vapor se condense y permanezca en el espacio; 2º) que los productos de la conden- sación se precipiten, caso en el cual se tiene un proceso pseudo- adiabático; y 3º, una combinación de los dos primeros aconte- cimientos indicados, lo que ocurre con más frecuencia.
Por consiguiente, la determinación del estado y los cam- bios de fase, siguiendo el criterio expuesto, debe hacerse para los dos procesos indicados, esto es, para el adiabático rever-
sible y para el pseudo-adiabático.
Cambios de fase, proceso adiabático o reversible y pseudo- adiabático o irreversible. Ecuaciones correspondientes.
Con lo ya expuesto y a fin de precisar debidamente los procesos en la atmósfera que implican cambios de fase v deducir las ecuaciones que sirven de base al trazado de los diagramas termodinámicos, se selecciona un proceso ideal de elevación dé una porción de aire que se aproxima con- siderando los aspectos adiabáticos y pseudo-adiabáticos, a los procesos atmosféricos reales. El proceso ascensional se inicia con un gramo de aire seco y w gramos de agua a una presión y temperatura tal que la presión del vapor de agua sea menor que el valor de saturación. Este aire húmedo es sometido en seguida a u n a expansión adiabática reversible, como ocurriría si se elevara lentamente hasta que la presión del vapor de agua alcanzara la presión de saturación. (Fase Seca). La expansión continúa ocasionando la condensación del vapor de agua con la siguiente liberación de calor latente que es aña- dido al airé. (Fase de la lluvia,) y prosigue hasta que la tem- peratura del aire alcance 0° C. La fase de lluvia puede des- arrollarse de dos maneras. Se puede suponer: o que toda el agua condensada va junto con el aire o bien que se desprende en forma de lluvia tan pronto como se condensa. El proceso real reside en alguna parte entre estos extremos. Si el agua va junto con el aire, el estado es completamente reversible e isen- trópico, y se llama entonces: Estado o fase reversible y adiabá- tico de lluvia. Si se supone que el agua cae por condensación, el proceso no es reversible y es llamado: Estado o fase de llu- via pseudo-adiabático. El estado o fase de la lluvia concluye