CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KHÍ QUYỂN Cơ sở nhiệt lực học khí quyển Các quá trình đoạn nhiệt của không khí 1) Giới thiệu chung Theo nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học thì “năng lượng toàn phần của một cơ hệ bằng tổng công sinh ra và nhiệt lượng mà cơ hệ nhận được”, nên nếu có một lượng nhiệt dQ cung cho 1 gam không khí thì nó sẽ biến thành nội năng du và công dãn nở APdV: dQ = du + APdV (3-1) . | CHƯƠNG III CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG Lực HỌC KHÍ QUYỂN Cơ sở nhiệt lực học khí quyển Các quá trình đoạn nhiệt của không khí 1 Giới thiệu chung Theo nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học thì năng lượng toàn phần của một cơ hệ bằng tổng công sinh ra và nhiệt lượng mà cơ hệ nhận được nên nếu có một lượng nhiệt dQ cung cho 1 gam không khí thì nó sẽ biến thành nội năng du và công dãn nở APdV dQ du APdV 3-1 Trong khí tượng thì dQ chính là biến thiên nhiệt lượng của khối không khí được mặt đất đốt nóng du Cv dT là nội năng của khối không khí APdV là công dãn nở không khí A là đương lượng nhiệt của công A 0 ecg . Do đó dQ Cv dT APdV 3-2 Do dV không đo được trực tiếp nên ta phải tìm một biểu thức trung gian Từ phương trình trạng thái PV RT Lấy vi phân ta có d PV RT VdP PdV RdT PdV RdT - VdP Thay vào 3-2 ta có dQ Cv dT ARdT - AVdP dQ Cv AR dT - AVdP 3-3 dQ Cp dT - AVdP 3-4 Trong đó Cp là nhiệt dung đẳng áp Cp 0 24 cal gđộ Vì trong trường hợp đẳng áp dP 0 thì dQ Vi phân phương trình trạng thái PdV RdT thay vào 3-2 ta có dQ CvdT ARdT Cv AR dT . So sánh và ta có Cv AR Cp . Mà V . Do đó P dQ CpdT - AR dP 3-5 Phương trình 3-5 là phương trình nhiệt lực học cơ bản hay dùng trong Khí tượng học vì nó có chứa áp suất P nhiệt độ T là các đại lượng quan trắc được A R Cp là các đại lượng đã biết. Các phương trình từ 3-1 đến 3-4 đều là các dạng khác nhau của phương trình nhiệt động học. - Từ phương trình 3-5 có thể tính được dT dT dQ ART dP Cp Cp P Có nghĩa là sự thay đổi nhiệt độ của khối không khí không chỉ do dQ mà còn do dP nữa. Chẳng hạn trong trường hợp dQ 0 nếu dP 0 thì nhiệt độ tăng dP 0 thì nhiệt độ giảm. - Trường hợp đặc biệt dQ 0 ta có phương trình nhiệt lực học như sau Cp dT ART dpP 3-6 Và sự biến thiên của nhiệt độ trong khối không khí chỉ phụ thuộc vào sự thay đổi của áp suất khí quyển. Trong khí tượng người ta gọi quá trình ứng với dQ 0 này là quá trình đoạn nhiệt. Thực ra trong khí quyển không có quá trình đoạn nhiệt một cách hoàn toàn nhất là trong lớp .
