湿绝热过程
始终保持饱和状态的湿空气,在作绝热升降运动时,既有内能的变化,也有水相变化的过程
地面受热不均,或在外力推动下,可引起空气块的铅直运动,如气块在铅直运动中与外界不发生热量交换,也就是既无热量输入,也无热量输出,则称气块运动时绝热的。
概念解析
湿绝热过程中,气块作绝热上升时,一方面因绝热膨胀气块对外做功消耗内能,使温度降低;同时又因绝热冷却作用,使气块中部分水汽凝结放出潜热,随气块有升温作用,缓和了气块上升的绝热冷却作用。气块下降绝热增温时,气块中携带的水滴蒸发,维持了气块的饱和状态,由于蒸发消耗能量,气块下降时的增温也比干绝热时为少。
作这种运动的气块的温度变化率称湿绝热直减率()。平均而言℃/100 m,但实际上是一个变量,随温度和气压而变化。
在湿绝热过程中,气块中的水汽凝结后,可能有两种情况:一种时水汽凝结物仍留在气块内,随同气块作升降运动,这时不论气块上升或下降,温度都按湿绝热直减率而变化,这是与干绝热过程一样的可逆过程。另一种时水汽凝结物的全部或一部分以降水方式脱离气块,此时气块下降时已不再是饱和湿空气,于是气块就按干绝热变化,这是一种不可逆过程。它意味着气块因凝结物的脱离而与外界有热量交换,这种情况称为假绝热过程。实际大气往往介于两者之间,作上升运动时,两者的气温直减率数值极为接近。
实际上,气块在做铅直运动时都不是绝热的,但是在短时间内,铅直运动的气块与外界空气间的热量交换远小于气块内能的变化,所以可近似看成是绝热的。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 12:01
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