атм / 1kLect06

Цикл Карно – самый эффективный процесс выполнения работы за счет

тепла

η - К.П.Д. цикла

η = (Q1-Q2)/Q1

или

η = (T1-T2)/T1

В метеорологии применяется неравновесная

термодинамика.

В ее основе лежит понятие о

локальном термодинамическом равновесии атмосферы

То есть предполагается, что все понятия и законы термодинамики применимы к бесконечно малым частицам атмосферного воздуха. Эти частицы считаются равновесными элементарными системами.

Взаимодействие между этими системами осуществляется путем переноса разных характеристик и изучается на базе механики сплошной среды.

Каждая частичка – замкнутая (но не изолированная)

равновесная термодинамическая система, вроде котельной,

но между соседними нет равновесия и идет энергообмен. Состояние частицы воздуха характеризуют ее P, T и

Все термодинамические характеристики атмосферы (например, температура и давление) относятся к точке

Закон сохранения энергии в метеорологии связывает параметры состояния частицы

воздуха

Три эквивалентные формы УПТ

δQ = cV dT + PdV = =cP dT - VdP =

=cV (T/P dP + V/TdV)

Наиболее часто используется

δQ = cp dT-TdP/P

Именно уравнение притока тепла

служит для вычисления температуры воздуха

cp dT/dt - RT/P dP/dt = δQ/dt

Смысл слагаемых

 cp dT/dt – изменение температуры частицы при ее движении по горизонтали

 RT/P dP/dt – затраты тепла на работу при восходящих или нисходящих движениях

 δQ/dt – притоки тепла

δQ/dt – притоки тепла

Эффективность видов нагрева атмосферы

Солнце нагреет воздух Сев.Пол. На 100 за 3 мес

От почвы воздух нагреется на 100 за 6 часов

За счет конвекции (адиабатического подъема/опускания) воздуха в облаке температура меняется на 100 менее, чем за 10 минут