Когда воздушная посылка поднимается и охлаждается адиабатически, говорят, что теплопередача отсутствует, поскольку при расширении посылка совершается работа над окружающей атмосферой. Посылка теряет внутреннюю энергию и происходит конденсация. Я понимаю эту концепцию, но почему работа с окружающими частицами с более низкой температурой выполняется частицами с более высокой температурой, а не просто проводимостью, которая была бы теплопередачей? Разве более быстро движущиеся частицы в воздушной посылке не будут проводить тепло при столкновении?
Работа, совершаемая с окружающей средой, происходит потому, что посылка воздуха расширяется по мере уменьшения давления.
Будет некоторая теплопередача, если интересующий участок имеет температуру, отличную от температуры окружающего воздуха. Этот эффект меньше, потому что газы плохо проводят тепло, как упоминал @gerrit. Мы используем в своих интересах это с изоляцией стекловолокном и пенополистиролом.
Я знаю, что это старый вопрос, и был предоставлен другой ответ, но я хотел бы остановиться на нем глубже, поскольку я также считаю, что это интересный вопрос.
Я думаю, что на самом деле было сформулировано два вопроса.
Почему поднимающаяся теплая воздушная масса не передает свое тепло непосредственно окружающему холодному воздуху? Думаю, здесь автор имел в виду два механизма: проводимость и диффузию.
Проводка. Прямой перенос тепла от теплого газа к холодному не является эффективным механизмом, поскольку:
Молекулы газа могут передавать тепловую энергию только путем случайных столкновений. Поэтому каждой молекуле приходится ждать, пока она с чем-то столкнется, прежде чем она сможет передать свою энергию. Это отличается от твердых тел, скажем, с жесткой решетчатой структурой, где движение каждого атома быстро влияет на все близлежащие атомы в жесткой решетке.
В смешанном газе, таком как воздух, когда две молекулы сталкиваются, столкновение может не передавать всю энергию. Когда молекула легкого газа сталкивается с молекулой тяжелого газа (или наоборот), обе частицы могут покинуть место столкновения с более или менее той же кинетической энергией, с которой они пришли (в зависимости от несоответствия их соответствующих масс). Это похоже на несоответствие импеданса.
Диффузия. Непосредственная диффузия молекул теплого газа в молекулы холодного газа также происходит довольно медленно, особенно по сравнению с размерами воздушных масс, влияющих на погоду. Диффундирующие молекулы следуют броуновскому движению, которое расширяется только как квадратный корень из времени. [1]
Почему восходящий теплый воздух совершает какую-либо работу?
Питер
Геррит
Сеаносапиен