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Die Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe ab, da der Luftdruck in höheren Lagen niedriger ist. Der Prozess, durch den die Lufttemperatur aufgrund von Druckreduzierung abnimmt, wird als adiabatische Kühlung bezeichnet. Wenn sich ein bestimmter Teil der Luft nach oben bewegt, sinkt ihre Temperatur, auch wenn kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet. Wenn es sich nach unten bewegt, steigt seine Temperatur.
Adiabatische Prozesse
Adiabatische Prozesse sind solche, bei denen sich die Temperatur eines Fluids aufgrund der Druckänderung ohne Wärmegewinn oder -verlust mit der Umgebung ändert. Denken Sie daran, dass Flüssigkeiten und Gase Arten von Flüssigkeiten sind und es in der realen Welt keinen vollständig adiabatischen Prozess gibt. In realen Situationen findet immer eine gewisse Wärmeübertragung statt, aber viele Prozesse, wie z. B. das Auf- oder Absteigen von Luft in der Atmosphäre, sind nahe genug, um als adiabatisch angesehen zu werden.
Energieeinsparung
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie nicht erzeugt oder zerstört werden kann. Wenn die Luft steigt oder fällt, bleibt die gesamte Energiemenge in ihr gleich. Der Bereich, den er ausfüllt, ändert sich jedoch. Jede Schicht einer Kugel ist größer als die vorherige. Es gibt also mehr Platz in der Atmosphäre. Deshalb sinkt der Druck mit zunehmender Höhe. Das Luftpaket muss sich ausdehnen, um einen größeren Bereich zu füllen. Ihre Energie kann ihre Temperatur beibehalten, die ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie ist, oder sie kann sich ausdehnen, aber Sie können nicht beides tun.
Hitze gegen Temperatur
Es mag widersprüchlich erscheinen zu sagen, dass ein adiabatischer Prozess ein Prozess ist, bei dem die Wärme konstant bleibt und die Temperatur abnimmt. In der Physik sind Wärme und Temperatur unterschiedliche Konzepte. Wärme ist ein Maß für die Gesamtenergie der molekularen Bewegung innerhalb eines Objekts, während Temperatur ein Maß für die durchschnittliche Bewegungsenergie innerhalb dieses Objekts ist. Ein riesiger Eisberg zum Beispiel enthält mehr Wärme als ein Topf mit kochendem Wasser, obwohl die Wassertemperatur höher ist.
Adiabatische Ausfallrate
Die Geschwindigkeit, mit der sich die Luft beim Absenken oder Aufsteigen erwärmt oder abkühlt, ist konstant. In ungesättigter Luft, dh Luft, die weniger Wasser enthält, als sie enthalten kann, beträgt die Geschwindigkeit des adiabatischen Zeitraffers 10 Grad Celsius pro 1.000 Meter. Dies bedeutet, dass wenn eine Luftmasse beispielsweise um 2.000 Meter ansteigt, ihre Temperatur um 20 Grad Celsius sinkt, und umgekehrt, wenn die Luft um 2.000 Meter abfällt.
