Termodinámica y estabilidad · Última actualización: 2026-10-16

Condensación: calor latente que vuelve al sistema: ejercicios cortos para subir de nivel

Estos ocho ejercicios de condensación entrenan una habilidad concreta: calcular lo que los datos permiten y detener la interpretación donde falta información. Cada situación incluye pregunta, solución y límite físico. Los números son originales y educativos, sin atribución a episodios o predicciones. Adoptamos calor latente fijo de 2,5 MJ/kg; el sondeo usa una formulación líquida propia con propiedades constantes. Las unidades y la masa de referencia acompañan a cada resultado. Al final hay una mini checklist de interpretación rápida para revisar fase, denominador, tiempo y presupuesto antes de llamar lluvia, potencia o calentamiento a una cifra que quizá describa otra magnitud.

1. Agua que cambia de fase por kilogramo seco

Pregunta: el vapor pasa de 13,6 a 12,9 g por kilogramo seco, con agua retenida y sin otros términos. ¿Cuánto líquido aparece y qué energía de fase corresponde? Solución: 0,7 g/kg seco, equivalentes a 0,0007 kg/kg seco. Multiplicar por 2500000 J/kg da 1750 J por kilogramo seco. El control conserva denominador y cierre material. No son 1750 grados ni se conoce una cantidad de lluvia. Para obtener masa total habría que conocer masa seca de la muestra. La resta sirve porque se ha prescrito que el cambio de vapor corresponde a esa única transformación, condición que no debe suponerse en una nube observada.

2. De masa transformada a potencia media

Pregunta: se condensan 0,08 kg durante 150 minutos. ¿Qué energía y potencia media de fase corresponden? Solución: 0,08×2500000=200000 J; 150 minutos son 9000 s, por lo que la media es aproximadamente 22,22 W. Es una potencia total para esa masa, sin dividir por superficie. Si la masa solo estuviera presente como reserva, no podríamos conocer cuándo se formó ni calcular esa potencia. El promedio tampoco describe cada instante del periodo. La solución mantiene la hipótesis de masa efectivamente transformada y no deduce calentamiento neto, que necesitaría el receptor y todos los demás términos energéticos compatibles.

3. Añadir el término que cambia la conclusión

Pregunta: una contribución condensativa vale 17500 J, otra contribución −25000 J y la capacidad térmica prescrita del receptor es 5000 J/K. ¿Sube su temperatura en este balance? Solución: saldo −7500 J y cambio −1,5 K. La contribución de fase es positiva pero el saldo no. Es un balance parcial con capacidad fijada, sin reconstrucción de equilibrio de mezcla. No se obtiene la evolución de una nube real desde estas tres cifras. El ejercicio enseña a sumar antes de interpretar: una fuente puede reducir el enfriamiento producido por otro término sin convertir el cambio final en calentamiento.

4. Cerrar el inventario y separar bruto de neto

Pregunta: una columna condensa 0,4 kg/m², evapora 0,25 y pierde 0,05 como precipitación, sin transporte adicional. ¿Cuánto aumenta su reserva? Solución: 0,4−0,25−0,05=0,10 kg/m². La energía de condensación bruta es 1 MJ/m²; el saldo condensación menos evaporación corresponde a 0,375 MJ/m² con la constante elegida. Ninguna de esas energías se identifica con el cambio térmico neto. La precipitación transporta agua fuera del presupuesto y no se sustituye por evaporación. El control conserva términos distintos, evitando usar formación bruta, saldo de fase, agua retenida y agua precipitada como nombres de una misma cantidad.

5. Comparar vapor con una superficie fría

Pregunta: la presión de vapor cercana es 1,3 kPa y una interfaz líquida ideal está a 9 °C. ¿Qué comparación permite FAO 56? Solución: su saturación líquida es aproximadamente 1,14806 kPa; la diferencia de unos 0,15194 kPa tiene sentido condensativo potencial bajo esa referencia. No es cantidad de rocío o velocidad medida. Para una aplicación real harían falta temperatura de superficie, intercambio y energía compatibles. La solución compara presiones con la misma unidad, sin usar solo temperatura ambiental. Tampoco garantiza que esa condición se mantenga durante una noche o que cualquier material conserve la referencia líquida ideal del ejercicio.

6. Seguir una parcela con método declarado

Pregunta: parcela inicial 1000 hPa, 18 °C y punto de rocío 10 °C. ¿Qué obtiene nuestro método líquido? Solución: LCL a unos 887,66 hPa y 8,2472 °C. Continuar idealmente hasta 850 hPa retirando condensado da unos 6,3657 °C y 0,64797 g/kg seco condensados acumulados. Dos pasos de integración se contrastan, sin MetPy. El valor es de esa parcela y esas hipótesis; no constituye base observada de toda nube, altura o lluvia. La solución conserva recorrido seco inicial y continuación líquida, sin identificar temperatura parcelaria con perfil ambiental o movimiento que no se ha calculado.

7. Detectar la información material que falta

Pregunta: dos muestras líquidas retenidas tienen el mismo vapor saturado de 12 g/kg seco. La primera tiene agua total de 14 g/kg y la segunda no informa su total. ¿Qué líquido conocemos? Solución: en la primera, 2 g/kg; en la segunda queda desconocido. Si inventáramos 15 g/kg totales, obtendríamos 3 g/kg líquidos, pero sería resultado de una hipótesis añadida. La condición de saturación no rellena ese dato. No son estados ligados por una trayectoria ni se afirma que 12 sea saturación a cualquier temperatura o presión. El ejercicio señala qué entrada permite cerrar un inventario y dónde la ausencia debe permanecer explícita.

8. Contar miembros sin convertir ausencias en ceros

Pregunta: seis miembros educativos tienen contenidos compatibles de 0; 0,0001; 0,0003; 0,0004 kg/kg y dos ausentes. ¿Qué fracción supera estrictamente 0,0002? Solución: dos de cuatro válidos, 50 %, con cobertura 4/6. Rellenar ausentes con cero daría 33,33 % de seis e inventaría información. No es probabilidad calibrada de nube o lluvia. El control necesita variable, nivel y tiempo compatibles; el denominador material de esos contenidos se mantiene igual en todos los miembros. El porcentaje resume la muestra disponible bajo ese umbral y no ofrece por sí solo una conclusión atmosférica local o precipitación en superficie.

9. Mini checklist de interpretación rápida

  • Identifica fase y magnitud: vapor, líquido, reserva o masa transformada.
  • Conserva denominador seco, gaseoso o total definido y soporte superficial.
  • Convierte unidades y tiempo antes de multiplicar o dividir.
  • Separa contribución de fase, saldo energético y temperatura.
  • Declara método de parcela y términos del inventario.
  • Mantén faltantes desconocidos y comunica cobertura.

La lista comprueba preguntas distintas. Una cuenta correcta no recupera información que no estaba en las entradas.

10. Errores comunes y unidades

1 g=0,001 kg; 1 minuto=60 s; 1 h=3600 s; 1 MJ=1000000 J. J mide energía y W=J/s. kg/m² necesita área, y kg/kg denominador. Presión no es altura. Ningún ejercicio usa observaciones o previsiones actuales. Las soluciones se interpretan dentro de sus hipótesis, sin convertir una reserva en tasa o saturación en precipitación garantizada.

Fuentes y lecturas recomendadas

J+A♾️ · Artículo revisado y ampliado en WikiMeteo.es