《《大氣物理學(xué)》學(xué)習(xí)資料:熱力學(xué)課堂練習(xí)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《大氣物理學(xué)》學(xué)習(xí)資料:熱力學(xué)課堂練習(xí)(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、1、若有一未飽和濕空氣流經(jīng)一座高3000米的高山,已知℃,℃,P=1000百帕,試問:
(1) 凝結(jié)高度等于多少?
(2) 在山頂處的溫度等于多少?
(3) 在背風(fēng)山麓處溫度等于多少?
(注:取=0.5℃/100米,凝結(jié)出的水全部下降掉)
解:(1)已知℃,℃,可直接代入凝結(jié)高度公式:
米
也可從圖上直接求(略)。
(2)設(shè)山頂處的溫度為,凝結(jié)高度處的溫度為。氣流在凝結(jié)高度以下它是根據(jù)干絕熱直減率上升的,
所以℃;
在凝結(jié)高度以上氣流是根據(jù)濕絕熱直減率上升,所以山頂處的溫度為
℃
(4) 因設(shè)凝結(jié)出的水全部下
2、降掉,故在背風(fēng)坡氣流是沿干絕熱下沉的
山腳處的溫度為
℃
2、
溫度為20℃,比濕為10克/千克的空氣,在爬越一座山時(shí),從1000百帕高度抬升到700百帕高度。試問該空氣的初始露點(diǎn)為多少?若在上升期間水汽凝結(jié)物的80%通過降水下落,求空氣在山的另一側(cè)下沉到900百帕處的溫度。
解: 先把空氣微團(tuán)的狀態(tài)(1000百帕,20℃)點(diǎn)在圖解上,然后沿1000百帕等壓線降溫到與10克/千克的等飽和比濕線相交,所對應(yīng)的溫度即為初始露點(diǎn)溫度約為14℃。
現(xiàn)從(1000百帕,20℃)點(diǎn)出發(fā)沿干絕熱線上升,直到與10克/千克的等飽和比濕線相交,然后再沿通過該交點(diǎn)的濕絕熱線上升到70
3、0百帕,這時(shí)的比濕為6克/千克,因此凝結(jié)出的液態(tài)水為10-6=4克/千克。按題意,降掉3.2克/千克,空氣微團(tuán)中尚剩液態(tài)水0.8克/千克?,F(xiàn)在再將空氣微團(tuán)從700百帕高度沿濕絕熱線下降,直到與6.8克/千克的等飽和比濕線相交(此時(shí)0.8克/千克的液態(tài)水已全部蒸發(fā)完),再沿干絕熱線下降至900百帕,此時(shí)微團(tuán)溫度約為19.8℃。
3、
一股氣流越山,山前氣象站測得氣流的P=1000百帕,t=20℃,=15℃,這股氣流翻越山頂(山頂P=600百帕)下降到山后氣象站(P=1000百帕),問:(1)如果氣流越過山頂前,所凝結(jié)的液態(tài)水全部脫離氣流,那么,山后氣象站應(yīng)預(yù)報(bào)這股氣流來時(shí)的t=?,=?(2)
4、如果1/2液態(tài)水降落,那么,山后氣象站預(yù)報(bào)t=?,=?(3)如果液態(tài)水一直不脫離氣流,那么。t,又分別等于多少呢?
解:(1)空氣先從初態(tài)(P=1000百帕,t=20℃,=15℃)出發(fā),沿干絕熱線上升到凝結(jié)高度,再沿濕絕熱線上升到山頂(P=600百帕處),然后又沿干絕熱線下降到1000百帕,此時(shí)t=35.5℃。從(1000百帕、35.5℃)點(diǎn)出發(fā),沿等壓線向左移,直到與克/千克相交處,所對應(yīng)的溫度即為=1℃。
(2 )空氣從初態(tài)出發(fā),沿干絕熱線上升到凝結(jié)高度,再沿濕絕熱線上升到山頂,然后又沿干絕熱線下降到1000百帕,所對應(yīng)的溫度t=29℃。從(1000百帕、29℃)點(diǎn)出發(fā),沿等壓線向左移,直到與7克/千克線相交,所對應(yīng)的溫度即為=8.5℃。
(3)空氣從初態(tài)出發(fā),沿干絕熱線上升到凝結(jié)高度,再沿濕絕熱線上升到山頂,然后又沿濕絕熱線下降直到液態(tài)水全部蒸發(fā)完的高度,再沿干絕熱線下降到1000百帕,求得t=20℃。從(1000百帕、20℃)點(diǎn)出發(fā),沿等壓線向左移動(dòng)直到與克/千克線相交,所對應(yīng)的溫度即為=15℃。
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