단열변화와 수증기의 응결

[김동석]

단열변화와 수증기의 응결

1. 대기 중의 수증기    ① 수증기압 : 대기중에 포함된 수증기가 나타내는 압력    ② 포화 수증기압 : 대기 중에 수증기는 무한정 포함될 수 없다. 대기가 수증기로 포화되었을 때 수증기가 나타내는 압력 2. 그림1에서 D점은 포화 수증기압 곡선위에 있으므로 이 공기는 포화되었다고 하고 포화수증기압 곡선 아래에 있는 점은 불포화 상태이다.

포화 수증기압 곡선

 3. P점에서의 상대습도 구하기 : P점의 기온은  25℃, 현재 수증기압은 8hPa이다. 25℃의 포화 수증기압을 그림에서 읽으면 24hPa이다.
이 공기의 포화 수증기압은 24hPa인데 현재 수증기압은 8hPa이므로 이 공기의 상대습도를 구하면,

× 100 = 33.3% 이다.

4. 이슬점 : 더운 여름날 태양이 지고 밤이 되어 온도가 내려간다. 25℃였던 공기의 온도가 20℃, 5℃까지 내려가면 이 공기는 어떻게 되는가?
이슬이 생긴다. 이슬이 생겼다는 것은 포화가 되었다는 말이다. 불포화된 공기의 온도가 내려가 포화에 도달하였을 때의 온도를 이슬점이라 한다.
 P점의 이슬점의 수증기압은 얼마인가?     8hPa이다.
따라서 상대습도 구하는 식은

× 100 = × 100

이다.

5.단열변화 :공기 덩이가 그 주위와 열 교환이 없이 팽창, 수축에 의해 기온이 하강과 상승할 때(높이에 따른 기온 변화를 그래프에 표시해 보세요)   

① 건조단열감률 : 불포화 공기가 대기 중을 상승할 경우, 단열 팽창에 의하여 100m마다 1^oC의 온도가 내려간다.
② 습윤 단열감률 : 포화된 공기 덩어리가 대기 중에서 단열적으로 상승할 때의 냉각률이 경우 수증기의 응결에 의하여 숨은열(잠열)이 방출되므로 온도의 감소율이 건조단열감률보다 적다.(0.5^oC/100m)

6. 공기의 현재 온도가 20℃이고 이슬점은 12℃공기가 산을 타고 상승할 경우 각 지점에서 공기의 물리적 성질을 비교해 보자
이 때 상승응결고도 h= 125×(현재 온도-이슬점의 온도)로 계산하면 1000m이다.

  A→D 로의 물리량 비교

기온	포화수증기압	이슬점	현재수증기압	상대습도	절대습도
상 승	증 가	감 소	감 소	감 소	감 소