Что касается атмосферных процессов, я понимаю, что для испарения воды требуется энергия за счет перемещения молекул дальше друг от друга, т.е. фазового перехода от жидкости к газу. Затем воздух поднимается в атмосферу, охлаждается и высвобождает скрытое тепло по мере конденсации молекул воды. Часто говорят, что это важная передача тепла от поверхности в атмосферу. Я понимаю, как скрытое тепло переносится испаряющимися молекулами (конвекция), но как именно оно высвобождается? Газ является плохим проводником тепла, поэтому он не может быть от теплопроводности к более низкой температуре, более медленно движущимся молекулам воздуха. Он как-то излучается? Это не может быть адиабатический процесс.
Насколько я понимаю ваш вопрос, вас интересует механизм выделения скрытой теплоты при конденсации.
Оба ответа передо мной как-то к этому не относятся, только к транспорту до конденсации.
Здесь нужно понимать, что, поскольку ваш воздух адиабатически поднимается и одновременно охлаждается, он достигает низкой температуры, которая позволяет ему снова конденсироваться. Теперь при фазовом переходе, точно так же, как раньше мы вкладывали энергию для разделения молекул, мы получаем ее обратно при конденсации. Но сконденсированные молекулы всегда будут присоединены к некоторым ядрам зародышеобразования, которые могут поглощать оставшуюся энергию.
Если бы ядра зародышей были небольшими (молекулярного размера), они могли бы, таким образом, получить кинетическую энергию, но поскольку они обычно представляют собой пылевые частицы (~
м) они могут нагреваться напрямую.
Я думаю, вы можете визуализировать этот процесс в очень упрощенной версии следующим образом: у
вас есть 2 несвязанные сферы, летающие как пара (наша тестовая молекула). Теперь при конденсации появляется волшебная резиновая лента, которая ускоряет одну частицу относительно другой, пока резиновая лента не достигнет равновесия (вновь достигнутого твердого состояния). Но оставшаяся кинетическая энергия (наше скрытое тепло) затем либо ускорит затвердевшую молекулу, либо отскочит с гораздо более крупной пылинкой, где кинетическая энергия термализуется.
Фактически это адиабатический процесс.
Давление уменьшается с увеличением высоты, поэтому при подъеме воздух адиабатически расширяется, а при расширении охлаждается. В то же время конденсация водяного пара нагревает поднимающийся и охлаждающийся воздух, и вы в конечном итоге достигаете некоторого равновесного состояния.
Я думаю, что ответ, который вы ищете, это радиация.
Но здесь есть несколько вопросов, этот процесс нужно немного разбить:
Важным моментом является то, что Земля теряет тепло только за счет излучения черного тела, и что земная атмосфера непрозрачна на частотах, на которых излучает объект с температурой 300 К. Таким образом, излучение (и, следовательно, тепло) может выходить только из верхних слоев атмосферы. Вода важна, потому что она увеличивает теплоемкость воздуха за счет скрытого тепла, о котором вы спрашиваете, которое, в свою очередь, переносит больше тепла в верхние слои атмосферы, откуда оно может уйти.
Сеаносапиен
АтмосферныйТюрьмаПобег