Содержание
Температура уменьшается с увеличением высоты, потому что давление воздуха ниже на больших высотах. Процесс, при котором температура воздуха понижается из-за снижения давления, называется адиабатическим охлаждением. Если определенная часть воздуха движется вверх, его температура снижается, даже если нет теплообмена с окружающей средой; если он опускается, его температура повышается.
Адиабатические процессы
Адиабатические процессы - это процессы, в которых температура жидкости изменяется из-за изменения давления без увеличения или уменьшения тепла с окружающей средой. Имейте в виду, что жидкости и газы - это типы жидкостей, и в реальном мире не существует полностью адиабатических процессов. В реальных ситуациях всегда имеется некоторый перенос тепла, но многие процессы, такие как подъем или падение воздуха в атмосфере, достаточно близки, чтобы их можно было считать адиабатическими.
Энергосбережение
Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена. Когда воздух поднимается или опускается, общее количество энергии внутри него остается неизменным. Однако область, которую он заполняет, меняется. Каждый слой сферы больше предыдущего. Таким образом, в атмосфере есть больше места для заполнения. Вот почему давление падает с увеличением высоты. Воздушная посылка должна расшириться, чтобы заполнить большую площадь. Ваша энергия может поддерживать свою температуру, которая является мерой средней кинетической энергии, или может расширяться, но вы не можете делать и то, и другое.
Зависимость тепла от температуры
Может показаться противоречивым утверждение, что адиабатический процесс - это процесс, в котором тепло остается постоянным, а температура снижается. В физике тепло и температура - разные понятия. Тепло - это мера общей энергии движения молекул внутри объекта, а температура - это мера средней энергии движения внутри этого объекта. Например, гигантский айсберг содержит больше тепла, чем горшок с кипящей водой, хотя температура воды выше.
Адиабатический градиент
Скорость, с которой воздух нагревается или охлаждается при опускании или подъеме, постоянна. В ненасыщенном воздухе, то есть в воздухе, в котором воды меньше, чем он может содержать, скорость адиабатического градиента равна 10 градусам Цельсия на 1000 метров. Это означает, что если масса воздуха поднимается, например, на 2000 метров, его температура упадет на 20 градусов по Цельсию, и обратное верно, если воздух опускается на 2000 метров.
