大气热力学基础
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热力学基础、动力学基础、化学平衡知识要点—大众化学补充一、热力学基础(研究化学反映方向、程度(进行的可能性),反映涉及的能量) 对于化学反映:其中B ν为物质B 的化学计量数。
反映物的化学计量数为负,产物的化学计量数位正。
反映进度: 单位为mol.反映进度必需对应的化学计量方程式。
热和功1.2.1热---系统与环境之间由于存在温差而传递的能量。
系统吸热:Q >0; 系统放热:Q <0。
功---系统与环境之间除热之外以其它形式传递的能量;系统对环境做功,W <0(失功);环境对系统做功,W >0(得功)。
功的分类:体积功(膨胀功)、非体积功(如表面功、电功)。
1.2.2热力学第必然律: 焓: 1.3.1反映的标准摩尔焓变:r △,一个反映的焓变必需对应的化学计量方程式。
标准状态:气体:T ,p =100kPa ;液、固体:T ,1个大气压下,纯物质;溶液:溶质B ,b B =1mol·kg -1,,C B =1mol·L -1,1.3.2 f H △(B,相态,T ),单位是kJ·mol -1:在温度T 下,由参考状态单质生成物质B(νB =+1)的标准摩尔焓变,称为物质B 的标准摩尔生成焓。
参考态单质的标准摩尔生成焓为零。
1.3.3 c △相态,T ),单位是kJ·mol -1:在温度T 下, 物质B (νB = -1)完全氧化成指定产物时的标准摩尔焓变,称为物质B 的标准摩尔燃烧焓。
燃烧产物和O2的标准摩尔燃烧焓均为零。
1.3.4 Hess 盖斯定律:化学反映无论是一步完成仍是分几步完成,其反映焓变老是相同的对于化学反映:a A + b B → y Y + z Zr △T ) = ∑νBf H △:焓变=生成物的生成焓之和—反映物的生成焓之和;r △T ) =- ∑νB焓变=反映物的燃烧焓之和—生成物的燃烧焓之和; 自发转变:在没有外界(即没有非体积功)作用下,系统自身发生转变的进程。
大气物理学复习资料第一部分名词解释第一章大气概述1、干洁大气:通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气,也称干空气。
2、气溶胶:大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。
3、气团:水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。
4、气团变性:当气团移到新的下垫面时,它的性质会逐渐发生变化,在新的物理过程中获得新的性质。
5、锋:冷暖性质不同的两种气团相对运动时,在其交界面处出现一个气象要素(温度、湿度、风向、风速等)发生剧烈改变的过渡带称为锋。
6、冷锋:锋面在移动过程中,冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧移动。
7、暖锋:锋面在移动过程中,暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧移动。
8、准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动,有时冷气团占主导地位,有时暖气团占主导地位,使锋面处于来回摆动状态。
9、锢囚锋:当三种冷暖性质不同的气团(如暖气团、较冷气团、更冷气团)相遇时,可以产生两个锋面,前面是暖锋,后面是冷锋,如果冷锋移动速度快,追上前方的暖锋,或两条冷锋迎面相遇,并逐渐合并起来,使地面完全被冷气团所占据,原来的暖气团被迫抬离地面,锢囚到高空,这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。
10、气温垂直递减率:在垂直方向上每变化100米,气温的变化值,并以温度随高度的升高而降低为正值。
11、气温T:表示空气冷热程度的物理量。
12、混合比r:一定体积空气中,所含水汽质量和干空气质量之比。
r=m v/m d13、比湿q:一定体积空气中,所含水汽质量与湿空气质量之比。
q=m v/(m v+m d)14、水汽压e:大气中水汽的分压强称为水气压。
15、饱和水汽压e s:某一温度下,空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。
16、水汽密度(即绝对湿度)ρv:单位体积湿空气中含有的水汽质量。
17、相对湿度U w:在一定的温度和压强下,水汽和饱和水汽的摩尔分数之比称为水面的相对湿度。
18、露点t d:湿空气中水汽含量和气压不变的条件下,气温降到对水面而言达到饱和时的温度。
大气物理学笔记一、大气的组成与结构。
1. 大气组成。
- 干洁大气:主要由氮气(约占78%)、氧气(约占21%)、氩气(约占0.93%)等组成。
这些气体在大气中的比例相对稳定,对大气的物理和化学性质有着重要影响。
- 水汽:是大气中含量变化最大的成分,其含量在0 - 4%之间。
水汽是天气现象形成的重要因素,如云、雨、雾等的形成都离不开水汽。
- 气溶胶:包括固体和液体微粒,如灰尘、烟雾、海盐等。
气溶胶对太阳辐射有散射和吸收作用,还可以作为云凝结核影响云的形成和降水过程。
2. 大气结构。
- 对流层。
- 高度:低纬度地区平均为17 - 18千米,中纬度地区平均为10 - 12千米,高纬度地区平均为8 - 9千米。
- 特点:气温随高度递减,平均递减率约为6.5℃/千米;空气具有强烈的对流运动,这是由于地面受热不均引起的;集中了大气质量的约3/4和几乎全部的水汽和杂质,天气现象复杂多变。
- 平流层。
- 高度:从对流层顶到约50千米的高度。
- 特点:气温随高度增加而升高,这是因为平流层中有臭氧层,臭氧吸收太阳紫外线辐射而使气温升高;空气以平流运动为主,气流平稳,有利于飞机飞行。
- 中间层。
- 高度:从平流层顶到约85千米的高度。
- 特点:气温随高度递减,再次出现随高度降低的情况;空气具有强烈的垂直对流运动。
- 热层。
- 高度:从中间层顶到约500千米的高度。
- 特点:气温随高度迅速增加,这是由于该层中的原子氧吸收太阳短波辐射而使气温升高;该层空气处于高度电离状态,存在大量的离子和电子,也被称为电离层,对无线电通信有重要影响。
- 散逸层。
- 高度:500千米以上。
- 特点:大气极其稀薄,分子间距离很大,一些高速运动的粒子可以挣脱地球引力的束缚而散逸到宇宙空间。
二、大气静力学。
1. 大气压力。
- 定义:大气对单位面积表面的压力。
其单位为帕斯卡(Pa),1标准大气压 = 1013.25 hPa。
- 垂直分布:大气压力随高度增加而减小,在近地面大气压力较大,随着高度升高,大气柱的质量减小,压力也随之降低。
12、3、4、实际大气不是绝热的,空气运动时,能够通过湍流交换、辐射和分子热传导等与周围环境大气交换热量5、对于运动着的空气,特别是做垂直运动时,由于气压随高度变化很快,气体温度短期内就发生很大变化,热量交换对空气温度的影响远小于由空气压缩或膨胀所造成的影响,此时可忽略热交换作用,假设气块是绝热的。
6、在一些情况下,不可认作绝热。
如:近地层大气,湍流交换强,气块从地面获得热量;平流层中,气块主要受辐射过程控制;当过程进行的时间较长,热量交换的累积效应不可忽略7、干绝热递减率:0.98℃/100m .实际工作取18、状态曲线:气块在作垂直运动时,其温度随高度的变化曲线称为状态曲线干绝热线:干绝热过程的状态曲线称为干绝热线湿绝热线:湿绝热过程的状态曲线称为湿绝热线层结曲线:环境空气温度随高度的分布曲线称为层结曲线。
由于干绝热过程中位温和熵守恒的性质,干绝热线又称为等位温线或等熵线。
它表示干空气或未饱和湿空气在绝热升降过程中的状态变化曲线。
9、比湿q为单位质量湿空气内的水汽质量,常用单位为g/kg 在数值上比湿≈混合比1.饱和水汽压 es只和温度有关,饱和混合比 ws 和饱和比湿 qs都只与气压和温度有关,与空气中的水汽含量无关。
2.抬升凝结高度指未饱和湿空气绝热抬升至相对于平纯水面饱和时所达到的高度。
在此高度上,气块的温度等于露点温度3.温度不发生变化,物质发生相变时吸收或放出的热量称为“潜热4.假绝热过程:气块上升过程是湿绝热过程,下沉时为干绝热过程,因此当气块下降到原来起始高度时,温度比原来的高5.热上升到水汽全部凝结降落后,再沿着干绝热线下降到1000 hPa 时所具有的温度称为假相当位温θse(欧美国家称为相当位温θe)6.因为假相当位温θse在湿绝热过程中守恒,因此湿绝热线也称为假相当位温线.7.气块法有如下假定:绝热、准静态、静力平衡8.气象中所指的对流是指由于浮力作用导致的垂直方向的热量传输。