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大气中的水分.pptx


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(一)蒸发和凝结的基本原理(二)地表面和大气中的凝结现象(三)降水及人工影响天气大气中的水分水、水汽、冰之间转换的物理过程冰水水汽3水相变化的判据:不同相态水分子的扩散速率N>n未饱和蒸发N=n饱和动态平衡N<n过饱和凝结E>e未饱和蒸发E=e饱和动态平衡E<e过饱和凝结冰与水汽两相变化和平衡判据Es>e未饱和升华Es=e饱和动态平衡Es<e过饱和凝华水的三种相态分别存在于不同的温度和压强条件下:(1)水只存在于0℃以上的区域,冰只存在于0℃以下的区域,水汽虽然可存在于0℃以上及以下的区域,但其压强却被限制在一定值域下。水蒸发线升华线融解线水相变化的特点:巨大的能量转换——潜热蒸发过程:较大动能水分子脱出液面使液面温度降低。如果保持其温度不变,必须自外界供给热量,这部分热量等于蒸发潜热L,L与温度t有如下的关系:水汽凝结:潜热将会全部释放出来,这就是凝结潜热。在同温度下,凝结潜热与蒸发潜热相等。6冰的升华过程:冰升华为水汽消耗的热量包含两部分:①冰融化为水所需消耗的融解潜热融解潜热=×105J/kg②水变为水汽所需消耗的蒸发潜热蒸发潜热=×106J/kg升华潜热Ls表示为:2、饱和水汽压影响饱和水汽压的因素是蒸发面:(1)温度、(2)性质(水面、冰面,溶液面等)、(3)形状(平面、凹面、凸面)影响因素之一温度19世纪克拉伯龙和克劳修斯分别用热力学理论推导出了纯水面饱和水汽压随温度升高而增大的数学表达式:克拉伯龙—克劳修斯方程E为饱和水汽压,T为绝对温度,L为凝结潜热,Rw为水汽的比气体常数L=×106J/kg,Rw=461J/kg·K,T0=273K,T=273+t,E0=(为t=0℃时,纯水平面上的饱和水汽压)克拉伯龙—克劳修斯方程的适用性:水平液面经验公式:L是温度的函数(2)饱和水汽压随温度的改变量,在高温时要比低温时大。这也说明了为什么暴雨总是发生在暖季。(1)空气温度的变化,对蒸发和凝结有重要影响。升温:饱和空气---未饱和---水面继续蒸发降温:未饱和空气---饱和---过饱和---多余水汽凝结蒸发面性质不同,水分子脱出蒸发面需克服分子引力也不同,同一温度下不同蒸发面上的饱和水汽压也不相同。A冰面和过冷却水面的饱和水汽压过冷却:液态水温度在冰点以下而不冻结的现象通常不易见到过冷却水,但是在自然界,特别是在云雾中较普遍存在(在-20℃--30℃以下不结冰)影响因素之二:蒸发面性质冰分子脱出冰面所受的束缚比水分子脱出水面的束缚大

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