ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ– ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
A) Θερμοδυναμική της Ατμόσφαιρας
1. Θερμοδυναμικές ιδιότητες του ξηρού και υγρού αέρα. Θερμοδυναμικές διαδικασίες κορεσμού του υγρού αέρα.
2. Πρώτο και δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα. Εντροπία. Ενιαίες μαθηματικές εκφράσεις του Α' και Β' θερμοδυναμικού αξιώματος (συναρτήσεις, Ηelmholtz και Gibbs). Η σημασία τους ως αναλλοίωτα μεγέθη.
3. Εφαρμογή των θερμοδυναμικών συναρτήσεων σε ομογενή και ετερογενή συστήματα. Συναρτήσεις που περιγράφουν την κατάσταση ισορροπίας των τριών φάσεων των υδρατμών.
4. Βασικές θερμοδυναμικές διαδικασίες στην ατμόσφαιρα. Θερμοδυναμικές παράμετροι με αναλλοίωτες ιδιότητες. Θερμοδυναμικά διαγράμματα.
5. Στατική ευστάθεια της ατμόσφαιρας. Κριτήρια προσδιορισμού της στατικής ευστάθειας στην ατμόσφαιρα.
6. Τροποποίηση της ευστάθειας ατμοσφαιρικού στρώματος ξηρού αέρα από διαδικασίες συνοπτικής κλίμακας. Ορισμός της παραμέτρου στατικής ευστάθειας (σ) και ανάλυση της εξίσωσης της χρονικής μεταβολής αυτής (τοπική και κατά την κίνηση) σε ισοβαρικό επίπεδο.
7. Βασικές μορφές ενέργειας στην ατμόσφαιρα. Εσωτερική, Δυναμική και Κινητική ενέργεια. Υπολογισμός των μορφών αυτών.
8. Η διαθέσιμη δυναμική ενέργεια στην ατμόσφαιρα και η σημασία της.
Β) Μεταφορά Θερμότητας
1. Εισαγωγή στην μετάδοση θερμότητας. Μεθοδολογία Επίλυσης προβλημάτων μετάδοσης θερμότητας.
2. Μη χρονικά μεταβαλλόμενη αγωγή: Εξίσωση της αγωγής. Αγωγή σε διάφορα στερεά σώματα. Αγωγή σε σώματα με ενσωματωμένη θερμική πηγή. Στατιστικές μέθοδοι στην αγωγή. Ασκήσεις με χρήση αριθμητικών μοντέλων.
3. Χρονικά μεταβαλλόμενη αγωγή: Στερεά μη πεπερασμένης αγωγιμότητας, οριακές συνθήκες χρονικά μεταβαλλόμενες. Χρονικά μεταβαλλόμενη αγωγή σε διάφορα γεωμετρικά σχήματα. Ημιάπειρα μέσα με ή χωρίς θερμική πηγή. Υπέρθεση. Μετασχηματισμοί Laplace σε φαινόμενα αγωγής .Η προσέγγιση του Biot.
4. Μεταφορά θερμότητας. Οι εξισώσεις διατήρησης. Εξαναγκασμένη μεταφορά θερμότητας. Αδιάστατοι αριθμοί στην μεταφορά θερμότητας. Αδιάστατες εκφράσεις στην εξαναγκασμένη μεταφορά θερμότητας. Κοινά προβλήματα μετάδοσης θερμότητας με αγωγή και εξαναγκασμένη μεταφορά.
5. Μεταφορά θερμότητας. Φυσική μεταφορά. Αδιάστατες εκφράσεις στην φυσική μεταφορά . Προβλήματα φυσικής μεταφοράς σε ροές γύρω από διάφορα γεωμετρικά σχήματα. Μικτή μεταφορά θερμότητας. Κοινά προβλήματα μετάδοσης θερμότητας με αγωγή και φυσική μεταφορά.
6. Θερμική Ακτινοβολία. Ακτινοβολία σε μέσα με μικρή απορρόφηση. Χαρακτηριστικά ακτινοβολίας των αερίων. Ισοδύμανο μήκος ακτίνας. Φαινόμενα ακτινοβολίας σε μέσα με απορρόφηση και εκπομπή.
7. Συνδυαστικά προβλήματα μετάδοσης θερμότητας. Προβλήματα με αγωγή, μεταφορά και ακτινοβολία σε σταθερές και μεταβαλλόμενες συνθήκες
8. Συνδυαστικά φαινόμενα μετάδοσης θερμότητας σε διάφορες κλίμακες