Péczely György: Éghajlattan (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998)

2. Általános meteorológiai alapismeretek - 2.9 Kondenzációs folyamatok a légkörben

2.9.1 A légköri vízgőz kondenzációjával kapcsolatos fizikai alapismeretek

Ahhoz, hogy a levegőben a vízgőz kondenzációja megkezdődjék, mindenekelőtt túltelítettség bekövetkezésére van szükség. Túltelítettség akkor áll elő, ha a levegő hőmérséklete a harmatpont alá süllyed, tehát ha alacsonyabbá válik mint az a hőmérséklet, amelynek telítettségi gőznyomása megegyezik a tényleges gőznyomással.

Amint arra a 2.3 fejezetben már rámutattunk, a telítettségi gőznyomás dinamikai egyensúlyi állapot valamely folyadékfelület — jelen esetben víz — és a fölötte levő zárt térben elhelyezkedő gőze között.

Jelöljük az időegység alatt a folyadéktérből a zárt gőztérbe hőmozgás következtében átvándorolt molekulák számát Mf-fel, a gőztérből a folyadéktérbe visszalépő molekulák számát Mg-vei. Az egyensúlyi állapot tehát azt jelenti, hogy

Mf = Mg,

illetve

Mf — Mg = 0,

vagyis sem a folyadéktérben, sem a gőztérben anyagmennyiség-változás nem következik be. Abban az esetben, ha M{>Mg, vagyis időegység alatt a folyadékból több molekula kerül a gőztérbe mint amennyi onnan visszalép a folyadékba, a folyadéktér számára anyagveszteséggel járó párolgás, ha pedig Mf<Mg, a folyadéktér számára az anyagmennyiség gyarapodása, vagyis kondenzáció áll elő.

A víz fölötti gőztér E telítettségi gőznyomása, e tényleges gőznyomása, t hőmérséklete és tá harmatpontja, valamint a fázisátalakulásban időegység alatt részt vevő molekulák száma között tehát az alábbi összefüggések állanak fenn:

aj ha Mf = Mg, e = E, t — td

a víz fölötti gőztér telített, sem párolgás, sem kondenzáció nincsen;

b) ha Mf > Mg, e < E, t > tá

a víz fölötti gőztér telítetlen, párolgás lép fel;

c) haMf-=Mg, e >- E, t < tá

a víz fölötti gőztér túltelített, kondenzáció következik be.

A 2.3 fejezetben megmutattuk, hogy a telítettségi gőznyomás hőmérsékletfüggő: E=f(T), s e függvényt a 2.6. ábrán szemléltettük. A gőznyomás hőmérséklet-emelkedéssel történő exponenciális növekedésének fizikai oka az, hogy magasabb hőmérsékleten a molekulák hőmozgása intenzívebb, a folyadéktér és gőztér közötti anyagforgalom nagyobb. Emlékeztetve a telítettségi gőznyomásról ugyanezen fejezetben írottakra (a telítettségi gőznyomást megszabó négy tényező) következőkben azt részle78