Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
§ 114. О ГРАДИЕНТЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ТРОПОСФЕРЕ ЗЕМЛИУдельная обобщенная энергия идеального газа определяется выражением (106.9):
Градиенты величин, входящих в (114.1), порождают как макрофизические, так и микрофизические процессы передачи энергии. Остановимся на микрофизических процессах — теплопроводности и вязкости. Первое слагаемое в (114.1) является удельной энтальпией, и ее градиент, связанный с градиентом температуры, обусловливает теплопроводность. Плотность потока теплоты по оси х можно записать в виде
где в — коэффициент переноса энтальпии. Введя коэффициент теплопроводности
запишем уравнение теплопроводности в привычной форме:
Два последних слагаемых в (114.1) характеризуют удельную механическую энергию. Перенос механической энергии тепловым движением определяет вязкость системы (§ 41). В газах вязкость имеет диффузионную природу, при этом вместе с переносом кинетической энергии происходит перенос потенциальной энергии частиц. В § 41 была получена формула для плотности потока механической энергии, определяемого "вязкостью (без учета потенциальной энергии):
Подобный перенос в газах в потенциальном поле внешних сил определяется выражением
где
Если, кроме того, газ изолирован от внешних воздействий (кроме воздействия через внешнее неизменное силовое поле), то потоки (114.4) и (114.6) должны быть взаимно уравновешенными:
откуда следует, что
Таким образом, условие стационарности состояния газа во внешнем потенциальном поле (при полной его изоляции во всех других отношениях) требует наличия определенного градиента температуры (114.7). Как отмечалось в § 80, нижнюю часть атмосферы Земли — тропосферу — в первом приближении можно рассматривать как изолированную систему. Принимая, что
Таким образом, с поднятием в тропосферу ее температура должна понижаться по закону (114.9). При этом согласно изложенному в атмосфере происходит теплопередача в сторону убыли температуры (вверх), уравновешиваемая переносом потенциальной энергии молекул (114.6) в обратном направлении. Для воздуха
Полученное значение градиента температуры в тропосфере Земли несколько больше наблюдаемого среднего значения этой величины Используя (114.3), перепишем (114.9) в следующем виде:
Для всех газов
отличен от (114.10) из-за неравенства Как отмечалось в § 2, понятие термодинамического равновесия неприменимо к системам астрономических масштабов. Согласно полученным выше результатам выравнивание температуры, а следовательно, и термодинамическое равновесие возможно в объектах, в которых влиянием действия внешних полей можно пренебречь. Действительно, средний градиент температуры в воздухе, порождаемый полем тяготения, настолько мал
|
1 |
Оглавление
|