Benützer:
Oberflächenmodell
Storyboard 
Der Austausch von Partikeln oder Molekülen, wie CO2, zwischen der Atmosphäre und dem Ozean beinhaltet einen komplexeren Mechanismus. Dieser Prozess ist mit der Bildung eines mit Partikeln oder Molekülen gesättigten Flüssigkeitsfilms verbunden, der den Transfer neuer Partikel in oder aus dem Inneren des Ozeans reguliert.
ID:(1633, 0)
Oberflächenmodell
Storyboard
Der Austausch von Partikeln oder Molekülen, wie CO2, zwischen der Atmosphäre und dem Ozean beinhaltet einen komplexeren Mechanismus. Dieser Prozess ist mit der Bildung eines mit Partikeln oder Molekülen gesättigten Flüssigkeitsfilms verbunden, der den Transfer neuer Partikel in oder aus dem Inneren des Ozeans reguliert.
Variablen
Berechnungen
zu 
,
dann die Variable auswählen: 
zu 
Berechnungen
Variable
Gegeben
Berechnen
Ziel :
Gleichung
Zu verwenden
Gleichungen
Die Beziehung, die die Luft-Wasser-Übertragungswiderstand eines Gases ($R_{ta}$) involviert und durch die Kombination von die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$), die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) und die Gaslöslichkeit ($\alpha$) bestimmt wird, ist in der Gleichung formuliert:
Dies schlie t die Beziehung von die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) mit die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) ein, die ausgedr ckt wird in:
Zus tzlich wird die Interaktion von die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$) mit die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) erkl rt in:
Und die Verbindung zwischen die Luft-Wasser-Übertragungswiderstand eines Gases ($R_{ta}$) und die Gesamtübertragungsrate von Gas in Luft ($k_{ta}$) wird spezifiziert in:
Diese Elemente zusammen liefern die Grundlage zur Definition der Beziehung f r die Gesamtübertragungsrate von Gas in Luft ($k_{ta}$):
Die Beziehung zwischen die Übergangswiderstand eines Gases von Wasser zu Luft ($R_{tw}$), die durch die Summen von die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$), die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) und die Gaslöslichkeit ($\alpha$) hergestellt wird, wird in der Gleichung ausgedr ckt:
Einschlie lich der Beziehung von die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) mit die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) in:
Die Interaktion von die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$) mit die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) wird beschrieben in:
Und die Verbindung zwischen die Übergangswiderstand eines Gases von Wasser zu Luft ($R_{tw}$) und die Gesamtübertragungsrate von Gas in Wasser ($k_{tw}$) wird detailliert in:
Dies bildet die Grundlage f r die Festlegung der Beziehung f r die Gesamtübertragungsrate von Gas in Wasser ($k_{tw}$):
Beispiele
Um den CO2-Transfer an der Meeresoberfl che zu untersuchen, ist es notwendig, die Konzentrations nderungen sowohl in der Luft als auch im Wasser genau zu beobachten.
In der Luft gelangt CO2 ins Wasser und erzeugt eine Zone niedriger Konzentration, in der es von $C_a$ auf $C_{a,0}$ abnimmt. Diese Schicht hat eine Dicke von 0,1 bis 1 mm.
Das in das Wasser eindringende CO2 sammelt sich zun chst an der Oberfl che an und bildet eine Konzentration $C_{w,0}$, die dann ins Innere diffundiert und eine niedrigere Konzentration von $C_w$ erreicht.
Die Konzentrationsreduktion erm glicht die Definition von zwei Zonen: eine sehr d nne Zone von 0,02 bis 0,2 mm, in der die Konzentration schnell abnimmt, und eine zweite Zone von 0,6 bis 2 mm, in der die Konzentration allm hlich abnimmt, bis sie die Konzentration im Wasser erreicht.
Die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) kann mithilfe gemessener Daten modelliert werden. Erstens h ngt es von der Geschwindigkeit ab, mit der das System Kohlenstoff von der Luft-Wasser-Grenzfl che entfernt, wodurch die Transportgeschwindigkeit proportional zur Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Medien wird.
Zweitens gibt es einen Effekt der Ionenmobilit t, der durch der Schmidt-Nummer ($Sc$) beschrieben werden kann und die Beziehung zwischen Impulsdiffusion und Partikeln darstellt. Diese Abh ngigkeit ist jedoch nicht linear und wird durch einen Faktor ERROR:9926 beeinflusst, der je nach Oberfl chenrauheit zwischen -1/2 und -2/3 variiert.
Schlie lich h ngt die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) auch von der Factor beta del transporte aire a agua de CO2 ($\beta$) ab, die wiederum durch das Rauheitsniveau der Oberfl che bestimmt wird.
Zusammenfassend wird das Gas die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) als Funktion von der Velocidad del agua ($u_w$), der Velocidad del aire ($u_a$), der Schmidt-Nummer ($Sc$), der Factor beta del transporte aire a agua de CO2 ($\beta$) und ERROR:9926 wie folgt beschrieben:
Die Beweglichkeit von Molek len, dargestellt durch die Gaslöslichkeit ($\alpha$), wird als Funktion der Partikelkonzentration modelliert, die durch der Schmidt-Nummer ($Sc$) charakterisiert ist. Diese wird wiederum aus den Parametern der Viscosidad en masa acuosa ($\eta$), der Densidad en capa de masa acuosa ($\rho$) und der Constante de difusión en masa acuosa ($D$) mithilfe des folgenden Ausdrucks berechnet:
Diese Beziehung wird im folgenden Diagramm visualisiert:
Die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) kann aus dem Fick'schen Gesetz gesch tzt werden, indem der Constante de difusión en masa acuosa ($D$) mit der Grosor de la capa superficial ($\delta_c$) wie folgt verglichen wird:
F r die Wechselwirkung zwischen Atmosph re und Ozean umfasst die Luft-Wasser-Übertragungswiderstand eines Gases ($R_{ta}$) zun chst die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$), gefolgt vom Verdunstungsprozess $1/\alpha$ mit die Gaslöslichkeit ($\alpha$), und sobald das Gas in die Luft bergegangen ist, wirkt die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) darauf:
F r die Wechselwirkung zwischen Atmosph re und Ozean umfasst die Übergangswiderstand eines Gases von Wasser zu Luft ($R_{tw}$) zun chst die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$), gefolgt von die Gaslöslichkeit ($\alpha$), und sobald das Gas ins Wasser eingedrungen ist, kommt die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$) ins Spiel:
Mit diesen Gleichungen k nnen wir die Beziehungen f r die bertragungsgeschwindigkeiten formulieren.
Daher etablieren wir mit die Gesamtübertragungsrate von Gas in Luft ($k_{ta}$), die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$), die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) und die Gaslöslichkeit ($\alpha$) die folgende Beziehung:
Auf der anderen Seite etablieren wir mit die Gesamtübertragungsrate von Gas in Wasser ($k_{tw}$), die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$), die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) und die Gaslöslichkeit ($\alpha$), dass:
Der Konzentrationsunterschied zwischen die Gaskonzentration in der Atmosphäre ($C_{a,0}$) und die Gaskonzentration im Wasser ($C_{w,0}$) h ngt von die Gaslöslichkeit ($\alpha$) ab. Daher wird die folgende Beziehung hergestellt:
Die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) kann aus dem Fick'schen Gesetz gesch tzt werden, indem der Constante de difusión en masa acuosa ($D$) mit der Grosor de la capa superficial ($\delta_c$) wie folgt verglichen wird:
Der Gasparameter die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) wird in Bezug auf der Velocidad del agua ($u_w$), der Velocidad del aire ($u_a$), der Schmidt-Nummer ($Sc$), der Factor beta del transporte aire a agua de CO2 ($\beta$) und ERROR:9926 wie folgt beschrieben:
Die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) wird als das Inverse von die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) definiert. Diese Beziehung kann wie folgt ausgedr ckt werden:
Die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$) wird als das Inverse von die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$) definiert. Diese Beziehung kann wie folgt ausgedr ckt werden:
Die Übergangswiderstand eines Gases von Wasser zu Luft ($R_{tw}$) wird als das Inverse von die Gesamtübertragungsrate von Gas in Wasser ($k_{tw}$) definiert. Diese Beziehung kann wie folgt ausgedr ckt werden:
Die Luft-Wasser-Übertragungswiderstand eines Gases ($R_{ta}$) wird als das Inverse von die Gesamtübertragungsrate von Gas in Luft ($k_{ta}$) definiert. Diese Beziehung kann wie folgt ausgedr ckt werden:
F r die Wechselwirkung zwischen der Atmosph re und dem Ozean umfasst die Luft-Wasser-Übertragungswiderstand eines Gases ($R_{ta}$) zun chst die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$), gefolgt vom Verdunstungsprozess $1/\alpha$ mit die Gaslöslichkeit ($\alpha$). Sobald das Gas in die Luft bergegangen ist, wirkt die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$) darauf:
F r die Wechselwirkung zwischen der Atmosph re und dem Ozean umfasst die Übergangswiderstand eines Gases von Wasser zu Luft ($R_{tw}$) zun chst die Übergangswiderstand in Luft ($R_a$), gefolgt von die Gaslöslichkeit ($\alpha$). Sobald das Gas ins Wasser eingedrungen ist, wirkt die Übergangswiderstand in Wasser ($R_w$):
Das Verh ltnis zwischen dem Transferwiderstand zwischen der Atmosph re und dem Ozean kann in Bezug auf die Transfergeschwindigkeiten in beiden Medien ausgedr ckt werden, was dem Kehrwert der gesamten Transfergeschwindigkeit entspricht.
Daher wird mit die Gesamtübertragungsrate von Gas in Wasser ($k_{tw}$), die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$), die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) und die Gaslöslichkeit ($\alpha$) festgestellt, dass:
Das Verh ltnis des Transferwiderstands zwischen dem Ozean und der Atmosph re kann in Bezug auf die Transfergeschwindigkeiten in beiden Medien ausgedr ckt werden, was dem Kehrwert der gesamten Transfergeschwindigkeit entspricht.
Daher wird unter Verwendung von die Gesamtübertragungsrate von Gas in Luft ($k_{ta}$), die Gasübertragungsrate in Wasser ($k_w$), die Gasübertragungsrate in Luft ($k_a$) und die Gaslöslichkeit ($\alpha$) die folgende Beziehung festgelegt:
ID:(1633, 0)
