Péczely György: Éghajlattan (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998)
2. Általános meteorológiai alapismeretek - 2.4 A légkör mozgásjelenségei
(esetünkben a tömeg egységnyi, tehát m— 1 kg). Miután a vizsgált levegőtömeg nincsen zárt térfogatban, ezért fellép a külső p nyomás ellenében végzett dV nagyságú elemi térfogattágulás is, s így a felvett energiamennyiség egy része a dV nagyságú expanzió elvégzésére fordítódik. Ez a munka nyilván pdV-\t 1 lesz egyenlő. így felírható a következő egyenlet: dQ = cydT+pdV. (2.4.2-2) Következőkben ennek az egyenletnek speciális feltételek közötti elemzésével foglalkozunk. Adiabatikus hőmérséklet-változások. Ha egy levegőmennyiség felmelegszik vagy lehűl, általában arra gondolunk, hogy környezetéből hőt nyer, vagy környezetének hőt ad le. A levegőtömegek azonban felmelegedhetnek vagy lehűlhetnek a bennük végbemenő termodinamikai folyamatok révén is. Ha például a levegőrész kisebb nyomás alá kerül (emelkedik), kiterjeszkedik és egyúttal lehűl, ha pedig nagyobb nyomásnak van kitéve (süllyed), összehúzódik és ezáltal melegebbé válik. A levegő hőmérséklete tehát mindkét esetben mechanikai munka elvégzése miatt változott meg, miután ez a munka a levegőn belül hővé változott, vagyis a hőmérséklet-változások külső hőfelvétel, illetve hőleadás nélkül következtek be. Az olyan hőmérséklet-változást, amelynek során a levegő környezetétől nem vesz fel hőt és környezetének nem ad le hőt, hőcserementesnek vagy adiabatikusnak nevezzük. Valódi hőcserementes változást voltaképp csak tökéletes hőszigeteléssel tudnánk megvalósítani. A légkörben azonban nincsenek zárt térfogatelemek, így nincsen hő- szigetelés sem, ennek ellenére, a földfelszín-közeli rétegektől eltekintve a függőleges légmozgások során tapasztalható hőmérséklet-változások túlnyomó része adiabatikusnak tekinthető. Ennek magyarázata a következő. A légkörben általában nagyarányú fel-, illetve leszálló légmozgások következnek be, amelyek során igen nagy tömegű légtestek változtatják meg a függőleges mentén helyzetüket. Jóllehet a légkörben nincsen hőszigetelés és ezek a folyamatok sokszor nem is gyorsak, a folyamat a változásokban résztvevő nagy térfogatú levegőmennyiségek számára mégis hőcserementes, miután hőcsere csak a határrétegekben következik be, ezek térfogata pedig a függőleges mozgásban részt vevő összes levegő térfogatához képest elhanyagolhatóan csekély. Adiabatikus folyamatnál tehát a (2.4.2-2) egyenlet a következőképp írható, miután dQ=0, pdV = -cydT. (2.4.2-3) Az egyenlet fizikai jelentése a következő: a felemelkedő levegő kisebb nyomás alá kerülvén kitágul (dV pozitív előjelű), s miután környezetétől nem vesz fel hőenergiát, az expanzió elvégzéséhez szükséges munkához energiát csakis saját hőkészletéből me40
