In Bezug auf atmosphärische Prozesse verstehe ich, dass Energie erforderlich ist, um Wasser zu verdampfen, indem Moleküle weiter auseinander bewegt werden, dh ein Phasenwechsel von Flüssigkeit zu Gas. Die Luft steigt dann in die Atmosphäre auf, bevor sie abkühlt und latente Wärme freisetzt, wenn die Wassermoleküle kondensieren. Dies wird oft als wichtiger Wärmeübergang von der Oberfläche in die Atmosphäre bezeichnet. Ich verstehe, wie die latente Wärme von den verdampften Molekülen transportiert wird (Konvektion), aber wie genau wird sie freigesetzt? Gas ist ein schlechter Wärmeleiter, daher kann es nicht von der Wärmeleitung zu niedrigeren Temperaturen und langsameren Luftmolekülen gelangen. Wird es irgendwie abgestrahlt? Es kann kein adiabatischer Prozess sein.
Wie ich Ihre Frage verstehe, interessieren Sie sich für den Freisetzungsmechanismus der latenten Wärme während der Kondensation.
Beide Antworten vor mir beziehen sich irgendwie nicht darauf, sondern nur auf den Transport vor der Kondensation.
Die Sache, die Sie hier verstehen müssen, ist, dass Ihre Luft, wenn sie adiabatisch aufsteigt und sich gleichzeitig abkühlt, eine niedrige Temperatur erreicht, die es ihr ermöglicht, wieder zu kondensieren. Jetzt beim Phasenübergang, so wie wir zuvor die Energie aufgewendet haben, um die Moleküle zu trennen, bekommen wir sie bei der Kondensation zurück. Aber die kondensierten Moleküle werden immer an einigen Nukleationskernen befestigt sein, die die übrig gebliebene Energie absorbieren können.
Wenn die Nukleationskerne klein (von molekularer Größe) wären, könnten sie somit kinetische Energie gewinnen, aber da es sich normalerweise um staubige Teilchen (~
m) sie können direkt beheizt werden.
Ich denke, Sie können sich diesen Vorgang vielleicht sehr vereinfacht so vorstellen:
Sie haben 2 Kugeln, die ungebunden als Paar herumfliegen (unser Testmolekül). Bei der Kondensation erscheint nun ein magisches Gummiband und beschleunigt ein Teilchen zum anderen, bis das Gummiband das Gleichgewicht erreicht (den neu erreichten festen Zustand). Aber die übrig gebliebene kinetische Energie (unsere latente Wärme) wird dann entweder das erstarrte Molekül beschleunigen oder mit dem viel größeren Staubkorn abprallen, wo die kinetische Energie thermalisiert.
Tatsächlich ist es ein adiabatischer Prozess.
Der Druck nimmt mit zunehmender Höhe ab, so dass sich die aufsteigende Luft adiabatisch ausdehnt und sich bei der Ausdehnung abkühlt. Gleichzeitig heizt die Kondensation von Wasserdampf die aufsteigende und abkühlende Luft auf und es entsteht ein gewisser Gleichgewichtszustand.
Ich denke, die Antwort, nach der Sie suchen, ist Strahlung.
Aber hier gibt es ein paar Fragen, dieser Prozess muss ein bisschen heruntergebrochen werden:
Der wichtige Punkt ist, dass die Erde nur durch Schwarzkörperstrahlung Wärme verliert und dass die Erdatmosphäre bei den Frequenzen undurchsichtig ist, bei denen ein 300 K-Objekt strahlt. Somit kann Strahlung (und damit Wärme) nur aus der oberen Atmosphäre entweichen. Das Wasser ist wichtig, weil es die Wärmekapazität der Luft über die latente Wärme erhöht, nach der Sie fragen, die wiederum mehr Wärme in die obere Atmosphäre transportiert, wo sie entweichen kann.
Seanosapien
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