Wat is droog adiabatisch: gedetailleerd inzicht en feiten

Dit artikel bespreekt wat een droge adiabatische snelheid is. Lapse verwijst naar een afname van de hoeveelheid. Alles wat vervalt, neemt in aantal of in aantal af. Het vertegenwoordigt een negatieve helling in kwantiteit versus tijdgrafiek.

Lapse rate in adiabatisch proces verwijst naar temperatuurdaling in de atmosfeer van de aarde met hoogte. Hier is de temperatuur de afnemende hoeveelheid. De snelheid waarmee het afneemt, wordt de vervalsnelheid genoemd.

Wat is een droge adiabatische snelheid?

Adiabatisch proces betekent een proces waarbij er geen warmteoverdracht is over de wanden van het systeem en de omgeving. Warmte kan niet ontsnappen aan de wanden van het adiabatische systeem en kan niet door de wanden van het adiabatische systeem binnendringen.

Droog staat voor de afwezigheid van water of vocht in de atmosfeer. De snelheid waarmee de temperatuur daalt met de hoogte wanneer de lucht in het systeem droog is, wordt droge adiabatische snelheid genoemd.

Hoe de droge adiabatische lapse rate te berekenen?

Om de droge adiabatische vervalsnelheid te berekenen, moet men de zwaartekracht en de soortelijke warmte bij constante druk van de lokale lucht kennen.

Droge adiabatische snelheid kan worden berekend als-

gif

Waar,

Het Griekse symbool Gamma verwijst naar de vervalsnelheid in SI-eenheden, dat wil zeggen temperatuur, T gedeeld door hoogte, Z (in m).

g staat voor zwaartekracht en Cp voor soortelijke warmte bij constante druk.

Droog adiabatische formule voor vervalpercentage

Zoals hierboven besproken, vereist de formule voor het berekenen van de droge adiabatische vervalsnelheid lokale soortelijke warmte en zwaartekracht.

De formule van droge adiabatische lapse rate kan worden gegeven als-

gif

Waar,

Het Griekse symbool Gamma verwijst naar de vervalsnelheid in SI-eenheden, dat wil zeggen temperatuur, T gedeeld door hoogte, Z (in m).

g staat voor zwaartekracht en Cp voor soortelijke warmte bij constante druk.

Is de droge adiabatische snelheid constant?

De droge adiabatische snelheid kan als constant worden beschouwd omdat er geen warmte is wordt overgebracht van het bewegende luchtpakket.

Zelfs in de formule van droge adiabatische snelheid, kunnen we zien dat zwaartekracht, g en soortelijke warmte, Cp constant blijft.

Wat is vochtige adiabatische snelheid?

Vocht betekent alles met watergehalte. Meer watergehalte betekent meer vocht.

Vochtige adiabatische snelheid betekent de snelheid waarmee de temperatuur daalt met de hoogte wanneer de lucht in het systeem water bevat.

Wat is de formule voor vochtige adiabatische snelheid?

De vochtige adiabatische snelheid kan worden gegeven als-

gif

Waar,

Griekse letter Gamma staat voor natte lapse rate

g is de zwaartekrachtversnelling van de aarde

Hv is verdampingswarmte

R in de teller staat voor soortelijke warmte van droge lucht

R in de noemer staat voor soortelijke warmte van natte lucht

Cpd is de soortelijke warmte van droge lucht bij constante druk

T is temperatuur in K

Wat is het milieuvervalpercentage?

Net als droge adiabatische lapse rate en vochtig adiabatisch vervalsnelheid, is de omgevingsvervalsnelheid ook gerelateerd aan de snelheid van temperatuurdaling.

De snelheid van temperatuurdaling met hoogte in een stilstaande omringende atmosfeer wordt genoemd als Environmental lapse Rate of ELR.

Wat is een adiabatisch systeem?

Een systeem is de driedimensionale ruimte die onder observatie wordt genomen. Het systeem onderscheidt zich van de omgeving door muren of systeemgrenzen.

Een adiabatisch systeem is een systeem waarvan de grenzen geen warmte doorlaten. Dit betekent dat warmte het systeem niet kan binnenkomen of verlaten en constant blijft.

Wiskundig,

DelQ= 0

Waar, Del staat voor verandering in hoeveelheid en,

Q staat voor warmte in het systeem.

Wat zijn verschillende soorten thermodynamische systemen?

Het type grenzen bepaalt de karakteristieke kenmerken van het systeem. Op basis van het type grens van het systeem kunnen thermodynamische systemen worden ingedeeld in de volgende typen:

  • Open systeem– Een open systeem is er een waarin zowel massa- als warmteoverdracht kan plaatsvinden. De grens van het systeem is zodanig dat zowel massa als warmte het systeem kunnen binnenkomen of verlaten. Een voorbeeld van een open systeem is een waterreservoir dat van boven open is.
  • Gesloten systeem– Een gesloten systeem is een systeem waarin geen massa kan binnendringen maar wel warmteoverdracht kan plaatsvinden. Een voorbeeld van dit systeem is water gevuld in een plastic fles.
  • Geïsoleerd systeem– In dit systeem kan geen massa- of warmteoverdracht plaatsvinden. Een voorbeeld van dit systeem is warme drank die wordt bewaard in een thermosfles.
  • Adiabatisch systeem- In dit systeem kan er wel massa door het systeem stromen maar kan er geen warmteoverdracht plaatsvinden. Een voorbeeld van dit systeem is Nozzle. In het mondstuk komen hete gassen binnen via de inlaat en verlaten ze de uitlaat, de warmteoverdracht vindt niet plaats over de wanden van het mondstuk.

Wiskundige weergave van thermodynamische systemen

De wiskundige representaties van verschillende thermodynamische systemen worden hieronder gegeven-

  • Open systeem- In een open systeem kan zowel massa- als warmteoverdracht plaatsvinden.

Dus,

gif

en,

gif
  • Gesloten systeem- Alleen in gesloten systeem warmteoverdracht vindt plaats en er vindt geen massaoverdracht plaats.

Dus,

Deze afbeelding heeft een leeg alt-attribuut; de bestandsnaam is gif.latex

en,

gif
  • Geïsoleerd systeem- In geïsoleerd systeem kan geen warmteoverdracht en geen massaoverdracht plaatsvinden.

Dus,

gif

en,

gif
  • Adiabatisch systeem- In het adiabatische systeem vindt alleen massaoverdracht plaats en vindt geen warmteoverdracht plaats.

Dus,

gif

en,

gif

Waar,

m is de massa en Q is de warmte-inhoud in het systeem.

Soorten thermodynamische processen

Er zijn verschillende soorten thermodynamische processen die een werkvloeistof kan ondergaan. Verschillende thermodynamische processen betekenen dat verschillende eigenschappen door de werkvloeistof worden bereikt.

  • Isotherm proces- In isotherm proces blijft de temperatuur van het systeem constant.

Wiskundig,

gif

Waar, T is de temperatuur

  • Adiabatisch proces- In adiabatisch proces blijft de warmte-inhoud van het systeem constant.

Wiskundig,

gif

Waar, Q is de warmte-inhoud

  • Isobaar proces- In het isobaar proces blijft de druk constant in het systeem.

Wiskundig,

gif

Waar, P is de druk in het systeem

  • Isochoor proces- In het isochoor proces blijft het volume constant in het systeem.

Wiskundig,

gif

V is het volume

Werk gedaan in verschillende thermodynamische processen

Omdat de werkvloeistof een ander pad volgt in verschillende thermodynamische systemen, verandert de hoeveelheid werk die wordt gedaan ook van proces tot proces

Het werk van verschillende thermodynamische processen wordt hieronder gegeven-

W = nRTln(V2/V1)

Waar,

R is de universele gasconstante

V2 en V1 zijn respectievelijk volume na het isotherme proces en vóór het proces

  • Werk gedaan in isobaar proces-
gif
  • Werk gedaan in isochoor proces-
gif

W = nR(T2-T1)/γ-1

De Griekse letter Gamma staat voor de soortelijke warmte-index

Wat is adiabatische index?

Adiabatische index is de verhouding tussen de soortelijke warmte van gas bij constante druk en de soortelijke warmte van het constante gasvolume.

Wiskundig kan het worden gegeven als,

y = Cp/Cv

Het is een zeer belangrijke verhouding omdat het wordt gebruikt bij het vinden van de hellingen en het werk dat wordt gedaan in verschillende thermodynamische processen.

Grafische weergave van verschillende thermodynamische processen

De algemene vergelijking van elk thermodynamisch proces wordt hieronder gegeven-

PVn = C

Verschillende thermodynamische processen kunnen in een grafiek worden uitgezet, zoals hieronder weergegeven:

wat is droog adiabatisch?
Afbeelding: Grafische weergaven van thermodynamische processen

Afbeelding credits: toppr.com

De hellingen van deze processen zijn verschillend vanwege de adiabatische index, n.