Проявления действия адиабатических процессов в атмосфере весьма многочисленны и разнообразны. Пусть, например, воздушный поток на своем пути встречает высокий горный хребет и вынужден подниматься по его склонам вверх. Восходящее движение воздуха сопровождается его охлаждением. Поэтому климат горных стран всегда холоднее климата ближайших равнин, и на больших высотах господствует вечный мороз. На горах, начиная с известной высоты (на Кавказе, например, с высоты 3000—3200 м), снег уже не успевает стаять летом и накапливается год за годом в виде мощных снежников и ледников.Атмосферный воздух может нагреваться или охлаждаться, соприкасаясь с более теплыми или холодными телами, заимствуя у них или отдавая им теплоту. Воздух может сам излучать и поглощать энергию в виде энергии видимых или невидимых лучей. Однако существуют и такие процессы, при которых температура воздуха меняется, хотя воздух при этом не получает и не отдает теплоты окружающим телам. Когда воздушная масса опускается, она сжимается и при сжатии нагревается. Если воздушный поток, перевалив через горный хребет, спускается вниз, он снова нагревается. Так возникает фён — теплый ветер, хорошо известный во всех горных странах — на Кавказе, в Средней Азии, в Швейцарии. По-особому протекает адиабатический процесс охлаждения во влажном воздухе. Когда воздух достигает при своем постепенном охлаждении точки росы, водяной пар начинает в нем конденсироваться. Так образуются мельчайшие капли воды, из которых состоит туман или облако.
Когда воздушная масса опускается, она сжимается и при сжатии нагревается. Если воздушный поток, перевалив через горный хребет, спускается вниз, он снова нагревается. Так возникает фён — теплый ветер, хорошо известный во всех горных странах — на Кавказе, в Средней Азии, в Швейцарии. По-особому протекает адиабатический процесс охлаждения во влажном воздухе. Когда воздух достигает при своем постепенном охлаждении точки росы, водяной пар начинает в нем конденсироваться. Так образуются мельчайшие капли воды, из которых состоит туман или облако.
Объяснение:
Дано:
m = 290 г = 290·10⁻³ кг
p - const
T₂ = 400 К
ΔU = 20,7 кДж = 20 700 Дж
c = 1000 Дж/(кг·К)
M = 29·10⁻³ кг/моль
R = 8,31 Дж/(моль·К)
T₁ - ?
1)
Воспользуемся формулой внутренней энергии:
ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT
Воздух - многоатомный газ, поэтому число степеней свободы
i = 6
Количество вещества
ν = m/M = 290·10⁻³ / (29·10⁻³) = 10 моль
Тогда:
20 700 = 3·10·8,31·ΔT
ΔT = 20 700 / (3·10·8,31) ≈ 83 К
Но:
ΔT = T₂ - T₁
T₁ = T₂ - ΔT = 400 - 83 = 317 К
Замечание: Удельная теплоемкость c в задаче является не лишней. Просто задачу можно решить и через формулу
ΔU = Cv·ΔT
ответ, естественно, будет тем же.