Динамика атмосферы. Аргучинцев В.К. - 84 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

84
TqT
v
)608,01( += , (3.1.7)
то уравнение состояния влажного воздуха можно записать в виде, аналогичном уравнению со-
стояния сухого воздуха (3.1.3)
v
TRP
ρ
= . (3.1.8)
Виртуальной температурой, определяемой для влажного воздуха по формуле (3.1.7), назы-
вается такая температура, которую имел бы при данном давлении сухой воздух, той же самой
плотности, что и рассматриваемый влажный воздух.
Виртуальная температура влажного воздуха, определяемая формулой (3.1.7), выше дейст-
вительной его температуры, поэтому из уравнения состояния (3.1.8), согласно которому
v
RT
P
=
ρ
следует, что влажный воздух легче сухого, при том же давлении и температуре.
3.2. Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики является экспериментально установленным исходным по-
ложением, выражающим общий закон сохранения энергии применительно к термодинамическим
процессам. Сущность закона сохранения энергии состоит в том, что при всех процессах, происхо-
дящих в природе, энергия не уничтожается и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной
формы в другую.
Если единица массы воздуха занимала удельный объем
v
и имела температуру
T
, обладая
запасом внутренней тепловой энергии
J , то после сообщения этой массе некоторого количества
тепла dQ , температура ее повысится на
dT
и внутренняя энергия увеличится на величину
dJ
.
Кроме того, при нагревании воздух расширяется, увеличивая свой объем на величину
dv и совер-
шая при этом работу
dE
.
Согласно первому началу термодинамики подведенное к единице массы воздуха тепло
dQ
будет израсходовано на увеличение внутренней тепловой энергии
dJ и на работу dE , которую
совершит воздух, преодолевая давление
dEdJdQ += .
Сухой и влажный ненасыщенный воздух можно рассматривать как идеальный газ, внут-
ренняя энергия которого пропорциональна абсолютной температуре constTcJ
v
+= , поэтому
dTcdJ
v
= , где
v
c - удельная теплоемкость при постоянном объеме. Для сухого воздуха
v
c =718
                                        Tv = (1 + 0,608q )T ,                           (3.1.7)

то уравнение состояния влажного воздуха можно записать в виде, аналогичном уравнению со-
стояния сухого воздуха (3.1.3)

                                             P = RρTv .                                 (3.1.8)

       Виртуальной температурой, определяемой для влажного воздуха по формуле (3.1.7), назы-
вается такая температура, которую имел бы при данном давлении сухой воздух, той же самой
плотности, что и рассматриваемый влажный воздух.
       Виртуальная температура влажного воздуха, определяемая формулой (3.1.7), выше дейст-
вительной его температуры, поэтому из уравнения состояния (3.1.8), согласно которому
      P
ρ=       следует, что влажный воздух легче сухого, при том же давлении и температуре.
     RTv

                         3.2. Первое начало термодинамики

       Первое начало термодинамики является экспериментально установленным исходным по-
ложением, выражающим общий закон сохранения энергии применительно к термодинамическим
процессам. Сущность закона сохранения энергии состоит в том, что при всех процессах, происхо-
дящих в природе, энергия не уничтожается и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной
формы в другую.
       Если единица массы воздуха занимала удельный объем v и имела температуру T , обладая
запасом внутренней тепловой энергии J , то после сообщения этой массе некоторого количества
тепла dQ , температура ее повысится на dT и внутренняя энергия увеличится на величину dJ .
Кроме того, при нагревании воздух расширяется, увеличивая свой объем на величину dv и совер-
шая при этом работу dE .
       Согласно первому началу термодинамики подведенное к единице массы воздуха тепло dQ
будет израсходовано на увеличение внутренней тепловой энергии dJ и на работу dE , которую
совершит воздух, преодолевая давление

                                          dQ = dJ + dE .

       Сухой и влажный ненасыщенный воздух можно рассматривать как идеальный газ, внут-
ренняя энергия которого пропорциональна абсолютной температуре J = cvT + const , поэтому

dJ = c v dT , где cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме. Для сухого воздуха cv =718


                                                     84