Ο 1 ος ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ-1 σχετίζει τη µετβολή της θερµοκρσίς ενός ερίου µετηµετφορά ενέργεις µετξύ του ερίου κι του περιβάλλοντός του κι το πργόµενο/ποδιδόµενο έργο Q U W Q * * * Q * U πργόµενο έργο κτά την εκτόνωση ερίου: U * W W * W * V Μετβολή της εσωτερικής ενέργεις έρ χωρίς µετβολή όγκου κι πργωγή έργου έκφρση της ρχής διτήρησης της ενέργεις ΣΗΜΑΣΙΑ: οι µετβολές της θερµοκρσίς επηρεάζουν την ευστάθει/στάθει την πίεση την πυκνότητ του έρ τους ρυθµούς των χηµικών ντιδράσεων κ.. ντλσσόµενη ενέργει µετβολή εσωτερικής ενέργεις κτνλισκόµενο/εποδιδόµενο έργο µάζ θύλκ έρ (π.χ. νύψωση έριου θύλκ σε χµηλότερες πιέσεις Q U W 1 ος Νόµος Θερµοδυνµικής οι µετβολές της εσωτερικής ενέργεις προκύπτουν πό διβτικές-διβτικές διβτικές µετβολές (Q0 - Q 0 W U W Αιτίες µετφοράς ενέργεις σε έριο θύλκ: (i κτινοβολί (ii λλγές φάσεων νερού V * Q T πργόµενο έργο νά µονάδ µάζς V 1 ειδικός ρ όγκος έρ T T 0 Q U W όπου: Q T ειδική θερµότητ υγρού έρ υπό στθερό όγκο (µετβάλλετι µε την νλογί µείγµτος µάζς υδρτµών
Ο 1 ος ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ-2 γι µετβολή υπό στθερό όγκο ισχύει: ( Q ( T υ υ υ (Ε όπου: 1 717. J Kg gr 63 1 1403. 2 υ J Kg gr 1 1 ειδική θερµότητ ξηρού έρ υπό στθερό όγκο ειδική θερµότητ υδρτµών υπό στθερό όγκο (Ε ( T υ U W Q Q U W Q T T W * υ υ υ υ T υ 1 ωυ V ειδική θερµότητ T Q T ω θερµότητ υγρού έρ υπό στθερό όγκο 1 ος ος Νόµος Θερµοδυνµικής ( 1 0.96ω (µετβάλλετι µε την νλογί µείγµτος µάζς υδρτµών δηλδή µε τηνυγρσί υ
Ο 1ος ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ-3 πργωγίζοντς τη σχέση Q RT T R Q ως προς Τ υπό στθερή ρ R T 1 ρ όπου: RT RT Q T Q Q T υ υ υ υ T υ 1 ωυ 1 1004. J Kg gr 67 T 1 T 1 ος ειδική θερµότητ υγρού έρ υπό στθερή πίεση γι µετβολή υπό στθερή πίεση ισχύει: ( υ ( υ υ (Ε ( T υ R ω T Q T ος Νόµος Θερµοδυνµικής ( 1 0.96ω ειδική θερµότητ ξηρού έρ υπό στθερή πίεση (Ε υ 1 1865. 1 υ J Kg gr 1 ειδική θερµότητ υδρτµών υπό στθερή πίεση
Ο 1 ος ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ-4 ΥΡΟΣ ΑΕΡΑΣ R ΞΗΡΟΣ ΑΕΡΑΣ ' R ( ω υ 0 ( 1 0.96ω υ R ( 1 R' 0.608ω υ ( 1 0.96ω υ Q T ενλλκτικός τρόπος γρφής Q T όπου ( 1 0.608ω 1 ου Νόµου Θερµοδυνµικής (θεωρούµετονπργµτικόυγρόέρωςξηρό λλά ντικθιστούµε τη θερµοκρσί του Τ µε την εικονική θερµοκρσί Τ T T υ εικονική (δυνητική θερµοκρσί (irtul teerture
ΕΦΑΡΜΟΕΣ ΤΟΥ 1 ου ΝΟΜΟΥ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ τροποποιήσεις του 1 ου Νόµου Θερµοδυνµικής γι ειδικές περιπτώσεις ι ισοβρική διεργσί ( 0: U Q T Q U W U T ι ισόθερµη διεργσί (Τ0: Q W ι ισόχωρη διεργσί ( 0: Q T U RT ι διβτική διεργσί (Q0: T όχι ντλλγές ενέργεις µετξύ θύλκ έρ κι περιβάλλοντός του ηθερµοκρσί του θύλκ έρ λλάζει µόνο λόγω διστολής/συστολής του κθώς νέρχετι/κτέρχετι κι πράγει/ποδίδει έργο T T
ΕΦΑΡΜΟΕΣ ΤΟΥ 1 ου ΝΟΜΟΥ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗΣ τροποποιήσεις του 1 ου Νόµου Θερµοδυνµικής γι ειδικές περιπτώσεις ι διβτική διεργσί (Q0: 0 Q U W W U V W (κυκλωνικές συνθήκες διβτική εκτόνωση Ανύψωση έριου θύλκ: 0 W U 0 T διβτική ψύξη θύλκ έρ ύξηση σχετικής του υγρσίς κορεσµός δηµιουργί νεφών (ντικυκλωνικές συνθήκες διβτική συµπίεση Κάθοδος έριου θύλκ: 0 W U 0 T διβτική θέρµνση θύλκ έρ µείωση σχετικής του υγρσίς υποκορεσµός διάλυση νεφών
ΞΗΡΗ Α ΙΑΒΑΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙ Α Ξηρή (Ακόρεστη Αδιβτική Θερµοβθµίδ ΞΗΡΟΣ ΑΕΡΑΣ διβτική µορφή 1 ου Νόµου Θερµοδυνµικής T ειδικός όγκος έρ T z z z είνι ο ρυθµός µετβολής (ψύξης της θερµοκρσίς του ερίου θύλκ µετούψος κτά την κτκόρυφη κίνησή (νύψωσή του ότν δε συµβίνει συµπύκνωση ρ g 1 ρ T z g 9.8K K 1 ένς ξηρός έριος θύλκς ψύχετι κτά 9.8 γι κάθε 1 νύψωσής του Όµοι λµβάνετι κι η θερµοβθµίδ γι τον κόρεστο υγρό έρ δηλ. ξεκινώντς πό: T Υγρή (Ακόρεστη Αδιβτική Θερµοβθµίδ ΥΡΟΣ ΑΚΟΡΕΣΤΟΣ ΑΕΡΑΣ λλά λίγο... T z ο υγρός έρς ψύχετι πιο ργά κτά την άνοδό του πό τον ξηρό g g 1 ω 1 υωυ υ / όπου: ( ω 1 0.96 υ
1ος Νόµος Θερµοδυνµικής γι διβτική µετβολή υγρού έρ T RT ΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-1 T T R T T T T R 0 σηµντική πράµετρος που χρησιµοποιείτι στην τµοσφιρική νάλυση ηθερµοκρσί που ποκτά κόρεστος έρς ότν µετφέρετι διβτικά πό το ύψος του προς τ κάτω στη στάθµη των1000b 0 ΕΞΙΣΩΣΗ POISSON T T 0 0 R / R '( 1 0.608ω ( 1 0.859ω T 0 νλογί µίγµτος µάζς υδρτµών 0 T 0 0 ( 1 0.251ω επίπεδο νφοράς όπου: R ' 0.286 Ότν 0 1000b τότε Τ 0 θ (δυνµική θερµοκρσί του υγρού έρ υνµική Θερµοκρσί Υγρού Αέρ θ 1000b T ( 1 0.251ω θ θ όµως µικρή διφορά (<0.6% ι ξηρό έρ: ω υ 0 οπότε: θ 1000b T ( υνµική Θερµοκρσί του ξηρού έρ
ΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-2 Κτκόρυφη δοµήδυνµικής θερµοκρσίς (Riersie Cliforni USA 27/08/1987 θ 1000b T Πίεση (b Ηδυνµική θερµοκρσί υξάνετι µε τούψος Ηδυνµική θερµοκρσί θ δε µετβάλλετι κτά τη διάρκει ξηρών διβτικών µετβολών (δηλδή ότν δεν υπάρχουν διδικσίες θέρµνσης/ψύξης κι εξάτµισης/συµπύκνωσης στον τµοσφιρικό έρ υνµική θερµοκρσί ( Κ
ΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-3 υνµική Εικονική θερµοκρσί: θ T ( 1 0.608ω 1000b 1000b T διτηρείτι στθερή κτά τη διάρκει υγρής κόρεστης διβτικής µετβολής Μετβολή της εντροπίς ερίου θύλκ νά µονάδ µάζς λόγω µετφοράς θερµότητς µετξύ του θύλκ κι του S περιβάλλοντός του (σε J.Kg -1.gr -1 : T ι διβτική µετβολή (εκτόνωση/συµπίεση ισχύει: Q0 κι S0 (ενώ κι δθ 0 Q Ισεντροπικές επιφάνειες Επιφάνειες στθερής δυνµικής εικονικής θερµοκρσίς επιφάνειες στθερής S επιφάνειες στθερής θ Εικονική υνµική θερµοκρσί: θ θ θ θ Εικονική υνµική θερµοκρσί ( 1 0.608ω όµως είνι ρκετά µικρή η διφορά 1000b T ( 1 0.251ω υνµική Εικονική θερµοκρσί
ΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-3 Υψόµετρο (K Αυξνόµενη θ ν θ ν1 Ισεντροπικές επιφάνειες θ ν2 θ ν3 θ ν4 Ελττούµενη θ ν Ισηµερινός εωγρφικό πλάτος Βόρειος Πόλος Οι δυνµικές εικονικές θερµοκρσίες υξάνουν µονότον µετούψοςστηντροπόσφιρ Οι ισεντροπικές επιφάνειες κλίνουν µε κτεύθυνση προς τους Πόλους
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-1 ευστθής δεν ευνοούντι οι κτκόρυφες µετκινήσεις (συγκέντρωση ρύπων - ΡΥΠΑΝΣΗ επίπεδο θερµοκρσικής νστροφής ευστάθει ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ουδέτερη νέφη κτκόρυφης νάπτυξης στθής ευνοούντι οι κτκόρυφες µετκινήσεις (δηµιουργί νεφών - ΝΕΦΗ νωµετφορά
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-1 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ/ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙ ΑΣ Ξηρός έρς > ξηρή διβτική θερµοβθµίδ έρ στάθει > στάθει πργµτική θερµοβθµίδ έρ ή εικονική θερµοβθµίδ ξηρού έρ ουδέτερη ισορροπί < < ευστάθει ευστάθει
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-1 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ/ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙ ΑΣ Ακόρεστος (υγρός έρς > ξηρή διβτική θερµοβθµίδ έρ στάθει > στάθει πργµτική θερµοβθµίδ έρ ή εικονική θερµοβθµίδ ξηρού έρ ουδέτερη ισορροπί < < ευστάθει ευστάθει
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-2 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ/ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙ ΑΣ Κορεσµένος έρς (υγρή κορεσµένη θερµοβθµίδ έρ > s s στάθει > s στάθει s ουδέτερη ισορροπί < s < s ευστάθει s ευστάθει
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-3 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ/ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙ ΑΣ Κορεσµένη/Ακόρεστη έρι µάζ > πόλυτη στάθει >> s ευστάθει υπό όρους s < s πόλυτη ευστάθει
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-4 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ/ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ θ z >0 ευστάθει 0 ουδέτερη ισορροπί <0 στάθει γι υγρό κόρεστο έρ θ T ( 1 0.608ω 1000b 1000b T z διφορίζω ρ g T z πργωγίζω µερικώς ως προς ύψος θ T 1000 T 1000 1 1000 2 θ T R ' θ θ θ θ ρ g z T z z T θ T T θ
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ-5 ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ/ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ θ T R ' θ θ θ θ ρ g z T z z T T ρ R ' θ θ θ g θ ( z T T T g < ευστάθει Υψόµετρο (K Ευστάθει υνµική εικονική θερµοκρσί ( C θ >0 z θ >0 ευστάθει Αστάθει Ευστάθει z 0 ουδέτερη ισορροπί <0 στάθει
ΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-2 Κτκόρυφη δοµήδυνµικής θερµοκρσίς (Riersie Cliforni USA 27/08/1987 Πίεση (b Η ευστάθει του έρ ελττώθηκε πό το βράδυ προς το πόγευµ όµως ο έρς ουδέποτε κτέστη στθής λιγότερο ευστθής έρς (πόγευµ υνµική θερµοκρσί ( Κ περισσότερο ευστθής έρς (βράδυ