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干洁大气状态方程:实用解读与应用

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:气象学一般把干结空气看作是理想气体,那么干洁大气状态方程也就是理想气体状态方程。干洁大气的状态方程为P=ρDRDT (9-1)式中 P——气压;ρD——气体密度;RD——干洁大气的特定气体常数RD=287.05J/kgK;T——气体温度,单位为K。理想气体状态方程的分子表达形式为PV=nR0T (9-2)式中 n——分子个数;R——通用气体常数,R0=8.31432J/molK;适用于任何理想气体,与摩尔质量无关。

干洁大气状态方程:实用解读与应用

气象学一般把干结空气看作是理想气体,那么干洁大气状态方程也就是理想气体状态方程。从微观角度,理想气体是指分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体。

干洁大气的状态方程为

P=ρDRDT (9-1)

式中 P——气压;

ρD——气体密度;

RD——干洁大气的特定气体常数RD=287.05J/kg•K;

T——气体温度,单位为K。

式(9-1)是理想气体定律的表达形式之一,为气象学中常用的形式,它把气压、空气密度和温度联系起来。

理想气体状态方程的分子表达形式为(www.xing528.com)

PV=nR0T (9-2)

式中 n——分子个数;

R——通用气体常数,R0=8.31432J/mol•K;适用于任何理想气体,与摩尔质量(相对分子量)无关。

某种气体的特定气体常数与通用气体常数的关系为

式中 M——特定气体的摩尔质量。

根据式(9-1)可知,当气压恒定时,温度降低将导致空气密度增加。因此,夏天的空气密度低于冬天,白天的空气密度低于夜晚。垂直方向,这一机制还促使空气上下对流,是地球水循环的基础。

当空气密度恒定(体积恒定的密闭系统[1])时,那么气压随着温度的升高而升高。大气为开放系统,局部气压的升高会使该处的空气膨胀,向气压较低的方向流动,即产生风。因此可以说,温度的不均匀性是风产生的原动力

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