Составители:
Рубрика:
была принята постоянной. С экспериментальными данными лучше согласуется эмпирическая
формула Магнуса:
(3.16)
Из формул (3.15) и (3.16) видно, что при положительной температуре (t>0) упругость
насыщающих паров растет с повышением температуры. При отрицательной температуре (t<0), когда
имеют дело с системой лед — пар, можно также использовать формулу (3.15), но вместо теплоты
испарения воды необходимо брать теплоту сублимации: L
субл
=L
исп
+L
пл
. Тогда для упругости
насыщенного пара над плоской поверхностью льда получим
или
Сравним упругость насыщения водяного пара надо льдом и водой, помня, что при t<0 вода
переохлаждена. Из (3.15) и (3.17) имеем
(3.18)
Так как t<0, то из (3.18) следует, что E
i
<E при той же температуре.
Для T=268 К (среднее значение температуры в диапазоне от 0 до 20
0
C) множитель
2,68/T≈0,01, тогда
(3.19)
Разлагая (3.19) в ряд по t, будем иметь E
i
/E=1+10
-2
t+10
-4
t
2
/2+…
Или, выражая отношение E
i
/E в процентах: E
i
/E=100+t+t
2
/200+…
Ниже приведены данные об относительном понижении упругости насыщенного пара над
льдом и абсолютная разность между упругостью насыщения над водой и льдом (∆E=E-E
i
)(мбар):
t° C
…0-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50
E
Л
/E … 100 95,2 90,8 86,4 82,3 78,3 74,6 71,1 67,8 64,8 61,9
∆E … 0,00 0,19 0,27 0,26 0,22 0,180,13 0,09 0,06 0,04 0,03
Из этих данных видно, что относительное понижение упругости пара надо льдом уменьшается с
понижением температуры. Так, при t=0
0
C E
i
=E, при t=-10
0
C E
i
≅0,91E, при t=-30
0
C E
i
≅0,75E и т.д.
Это явление играет большую роль в фазовых переходах в облаках, где могут одновременно
присутствовать лед и вода. Действительно, насыщенный относительно воды пар оказывается
пересыщенным по отношению ко льду, что приводит к преимущественному росту частиц ледяной
фазы. Этим объясняется тот факт, что в ледяных облаках влажность меньше 100%.
Абсолютная разность между упругостью насыщенного пара над водой и льдом с понижением
температуры ведет себя иначе: сначала она резко увеличивается, достигая максимума при t=-12
0
C
(∆E=0,27 мбар), а затем постепенно уменьшается, так как упругость насыщенных паров с
понижением температуры сама становится мала. Поэтому можно ожидать, что при температуре
–12
0
C в облаках имеют место наиболее благоприятные условия для диффузионного роста ледяных
частиц.
Влияние кривизны поверхности на упругость насыщенного пара. В атмосферных
условиях конденсация водяного пара обычно происходит на мельчайших выпуклых и вогнутых
поверхностях. При этом упругость насыщенного пара иная, чем для плоской поверхности раздела.
Чтобы установить это различие, обратимся к уравнению (3.12). При фиксированной температуре
системы имеем:
(3.20)
Это уравнение устанавливает зависимость упругости насыщенных паров от кривизны поверхности
раздела фаз.
Воспользуемся тем, что V
2
» V
1
и V
1
=1/ρ
d
, ρ
d
— плотность вещества капли. Тогда (3.20)
примет следующий вид:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- …
- следующая ›
- последняя »
