Conţinut
Temperatura scade odată cu creșterea altitudinii, deoarece presiunea aerului este mai mică la altitudini mai mari. Procesul prin care temperatura aerului scade datorită reducerii presiunii se numește răcire adiabatică. Dacă o anumită porțiune a aerului se mișcă în sus, temperatura acestuia scade, chiar dacă nu există schimb de căldură cu împrejurimile; dacă se mișcă în jos, temperatura îi crește.
Procese adiabatice
Procesele adiabatice sunt acelea în care temperatura unui fluid este modificată datorită modificării presiunii fără a câștiga sau pierde căldură cu mediul. Rețineți că lichidele și gazele sunt tipuri de fluide, iar în lumea reală nu există un proces total adiabatic. Există întotdeauna un anumit transfer de căldură în situații reale, dar multe procese, cum ar fi aerul care crește sau cade în atmosferă, sunt suficient de apropiate pentru a fi considerate adiabatice.
Conservarea Energiei
Prima lege a termodinamicii afirmă că energia nu poate fi creată sau distrusă. Pe măsură ce aerul crește sau cade, cantitatea totală de energie din interiorul acestuia rămâne aceeași. Cu toate acestea, zona pe care o umple se schimbă. Fiecare strat al unei sfere este mai mare decât cel anterior. Deci, există mai mult spațiu de umplut mai sus în atmosferă. De aceea presiunea scade odată cu creșterea altitudinii. Coletul aerian trebuie să se extindă pentru a umple o zonă mai mare. Energia voastră își poate menține temperatura, care este o măsură a energiei cinetice medii, sau se poate extinde, dar nu puteți face ambele.
Căldură versus temperatură
Poate părea contradictoriu să afirmăm că un proces adiabatic este unul în care căldura rămâne constantă și temperatura scade. În fizică, căldura și temperatura sunt concepte diferite. Căldura este o măsură a energiei totale a mișcării moleculare în interiorul unui obiect, în timp ce temperatura este o măsură a energiei medii a mișcării în interiorul acelui obiect. Un aisberg uriaș, de exemplu, conține mai multă căldură decât o oală cu apă clocotită, deși temperatura apei este mai mare.
Rata de scădere adiabatică
Viteza la care aerul se încălzește sau se răcește pe măsură ce coboară sau crește este constantă. În aerul nesaturat, adică aerul care are mai puțină apă decât poate conține, rata de scădere adiabatică este egală cu 10 grade Celsius la 1.000 de metri. Aceasta înseamnă că, dacă o masă de aer crește 2.000 de metri, de exemplu, temperatura acesteia va scădea cu 20 de grade Celsius, iar inversul este adevărat dacă aerul coboară 2.000 de metri.
