3.6. Влажноадиабатические процессы
Влажноадиабатическим процессом называется адиабатический про- цесс, протекающий во влажном насыщенном воздухе.
При таком процессе происходит конденсация водяного пара или испарение капель воды. Термодинамические процессы в этом случае отличаются от аналогичных процессов, протекающих в сухом воздухе.
Чтобы убедиться в этом, рассмотрим адиабатический подъем влажного воздуха. До тех пор пока влажный воздух не достиг состояния насыщения его состояние изменяется по сухоадиабатическому закону. Температура частицы уменьшается на 1°С/100 м, доля водяного пара постоянна, увеличивается только относительная влажность, вследствие охлаждения частицы. Границей сухоадиабатического подъема является уровень конденсации, т. е., уровень, на котором влажный ненасыщенный воздух достигает состояния насыщения (относительная влажность равна 100%).
При подъеме частицы выше этого уровня понижение температуры продолжается и начинается процесс конденсации водяного пара. Этот процесс сопровождается выделением скрытой теплоты парообразования (2500 кДж при конденсации одного кг водяного пара). Выделенная теплота, в конечном итоге, расходуется на нагревание этой частицы.
В результате этого нагревания температура частицы выше уровня конденсации понижается медленнее.
Кривая состояния насыщенной частицы при ее адиабатическом подъеме называется влажной адиабатой, а изменение температуры частицы при подъеме на единицу высоты при влажноадиабатическом процессе – влажноадиабатическим градиентом уа.
При влажноадиабатическом процессе наблюдаются следующие эффекты:
температура поднимающейся частицы уменьшается с высотой медленнее, чем при сухоадиабатическом процессе ( '< );
доля водяного пара, вследствие его конденсации, уменьшается с высотой;
- относительная влажность поднимающегося воздуха постоянна и равна 100%.
Адиабатический подъем влажного воздуха до достижения состояния насыщения (до уровня конденсации) называется сухой стадией, а в состоянии насыщения (выше уровня конденсации) – влажной стадией.