3: Вологі процеси
- Page ID
- 38002
Цілі навчання
До кінця цієї глави ви повинні мати можливість:
- диференціювати різні способи вираження вологи і вибрати правильний для пошуку відповіді
- пояснити значення ліній і просторів на фазовій діаграмі водяної пари
- обчислити відносну вологість за допомогою рівняння Клаусіуса — Клапейрона
- вирішувати енергетичні проблеми, пов'язані з перепадами температури і фази
- продемонструвати майстерність використання SkeW-T для пошуку рівня конденсації підйому (LCL), потенційної температури, відносної вологості, температури вологої цибулини, сухих та вологих адіабатів та еквівалентної потенційної температури
Найбільш поширеними хімічними речовинами атмосфери є молекулярний азот (N 2), молекулярний кисень (O 2) та аргон (Ar). Це все тільки в газовій фазі. Водяна пара, наступна найбільш поширена, може існувати як пара, рідина або тверда речовина. Фазові зміни води відіграють важливу роль у погоді та кліматі. В атмосфері вода завжди намагається досягти балансу між випаровуванням і конденсацією, при цьому ніколи не досягає успіху. На цьому уроці ви відкриєте умови, за яких фази води знаходяться в рівновазі, і побачите, що вони залежать лише від двох кількостей - кількості води та температури. Умови рівноваги, які часто називають насиченістю, виражаються математично рівнянням Клаузіуса - Клапейрона. Ми побачимо, що фазові зміни води створюють погоду, включаючи сувору погоду, і що ми можемо використовувати 1-й Закон термодинаміки для виконання багатьох розрахунків, пов'язаних із ситуаціями, коли є зміни фази та температури. Об'єднавши рівняння Клаузіуса—Клапейрона з рівняннями термодинаміки, ми можемо побудувати діаграму під назвою Skew-T. Skew-T корисний для того, щоб допомогти нам зрозуміти як температурну структуру атмосфери, так і розташування та поведінку хмар.
- 3.4: Рішення енергетичних проблем із фазовими змінами та змінами температури
- Енергія, пов'язана зі змінами фаз, рухає більшу частину нашої погоди, особливо нашу сувору погоду, таку як урагани та глибока конвекція. Ми можемо кількісно оцінити зміни температури, що виникають внаслідок фазових змін, якщо маємо невелику інформацію про масу повітря та масу та фази води.