气象学上,任意气块与外界之间无热量交换时的状态变化过程,气温的绝热变化 (1)绝热过程与泊松方程 干绝热过程:当升、降气块内部既没有发生水相变化,又没有与外界交换热量的过程。热力学第一定律: 物质系统从外界所吸收的热量等于其内能的增加与系统对外所做的功之和。在绝热过程中热力学第一定律可 以写成 dQ= dE+Dw (1) 对理想气体来说,气体内能就是分子运动的动能,当气温变化为dT时 d E=CdT(2) C为定容比热一一体积或比容不变条件下的比热。 定压状况下气体膨胀所作的功dW=PdV(3) 将(2)(3)式代入(1)式中,得 d Q=CrdT+Pdv(4) 利用状态方程PV=RT,对它进行微分则有Pd+VdP=RdT(5) 将(5)式代入(4)式中,消去PdV,并用C2=C+R表示气体的定压比热,得 dQ=c. dT-rt 上式是气象学中热力学第一定律的常用形式,式中的Q是单位质量空气的热量变化,C是空气的定压比 热干空气时取值为Cn=1.005J/(gk),R一比气体常数=0.278J/(gk) 定容比热一一体积或比容不变条件下的比热;定压比热一一在压强恒定条件下的比热,因为气体在压强 恒定条件下温度升高时,一定要膨胀做功:而在体积恒定条件温度升高时,不需要吸热以弥补做功,因而气 体的定压比热总比定容比热大。 定容气球:亦称定高气球,一种用弹性及透明性均很小的聚酯薄膜做球皮的密封气球。气球在地面释放 时仅部分充气,至预定高度时气球胀足,体积不再变化,因球内气体质量不变故密度不变,保持在一个的密 度面上飘行。由于气温的变化,环境空气密度会改变,因而气球的实际高度会有所改变,白天高一些,夜晚 低一些。 当系统是绝热变化时,即Q=0时,其状态的变化,既向外做功是要靠系统内能负担,则上式写为 0=C dT-RT 或CdT=RT 将气体的压力变化和温度变化联系起来。在大气中,气压变化主要由空气块的位移引起。在绝热条件下 当空气质点上升时,压力减小,dP<0,CdT<0,因而温度要降低:空气质点下沉时,压力增加,dP>0,这 时CdT>0,因而温度要升高。 上式是干绝热方程,亦称泊松方程,它给出了干绝热过程初态(P,T。)和终态(P,T)之间的内在联系,气象学上，任意气块与外界之间无热量交换时的状态变化过程，气温的绝热变化 （1）绝热过程与泊松方程 干绝热过程：当升、降气块内部既没有发生水相变化，又没有与外界交换热量的过程。热力学第一定律： 物质系统从外界所吸收的热量等于其内能的增加与系统对外所做的功之和。在绝热过程中热力学第一定律可 以写成 dQ = dE+Dw (1) 对理想气体来说，气体内能就是分子运动的动能，当气温变化为 dT 时 dE＝CVdT (2) CV 为定容比热——体积或比容不变条件下的比热。 定压状况下气体膨胀所作的功 dW=PdV (3) 将（2）（3）式代入（1）式中，得 dQ＝CVdT＋PdV（4） 利用状态方程 PV=RT，对它进行微分则有 PdV＋VdP=RdT （5） 将（5）式代入（4）式中，消去 PdV，并用 Cp=Cv+R 表示气体的定压比热，得 P dP dQ＝CpdT－RT 上式是气象学中热力学第一定律的常用形式，式中的 dQ 是单位质量空气的热量变化，Cp 是空气的定压比 热干空气时取值为 Cp＝1.005J/(gk)，R—比气体常数＝0.278J／(gk)。 定容比热——体积或比容不变条件下的比热；定压比热——在压强恒定条件下的比热，因为气体在压强 恒定条件下温度升高时，一定要膨胀做功；而在体积恒定条件温度升高时，不需要吸热以弥补做功，因而气 体的定压比热总比定容比热大。 定容气球：亦称定高气球，一种用弹性及透明性均很小的聚酯薄膜做球皮的密封气球。气球在地面释放 时仅部分充气，至预定高度时气球胀足，体积不再变化，因球内气体质量不变故密度不变，保持在一个的密 度面上飘行。由于气温的变化，环境空气密度会改变，因而气球的实际高度会有所改变，白天高一些，夜晚 低一些。 当系统是绝热变化时，即 dQ ＝0 时，其状态的变化，既向外做功是要靠系统内能负担，则上式写为： P dP 0＝CpdT－RT 或 P dP CpdT＝RT 将气体的压力变化和温度变化联系起来。在大气中，气压变化主要由空气块的位移引起。在绝热条件下， 当空气质点上升时，压力减小，dP＜0，CpdT＜0，因而温度要降低；空气质点下沉时，压力增加，dP＞0，这 时 CpdT＞0，因而温度要升高。 0.286 P P T T 0 0         ＝ 上式是干绝热方程，亦称泊松方程，它给出了干绝热过程初态（P0，T0）和终态（P，T）之间的内在联系