2019-10-12
Скрытая теплота испарения воды равна приблизительно $2,44 \cdot 10^{6} дж/м^{3}$, а плотность пара при $100^{ \circ} С$ составляет $0,598 кг/м^{3}$. Используя уравнение Клаузиуса - Клапейрона, найдите скорость изменения температуры кипения с высотой в град/км, принимая за начало отсчета уровень моря. Положите температуру воздуха равной $300^{ \circ} К$.
Решение:
Согласно уравнению Клапейрона-Клаузиуса,
$\frac{dT}{dP_{пар} } = \frac{TV_{G} }{L}$,
где $V_{G}$ -объем газа, $L$ - скрытая теплота испарения массы воды $V_{G}/ \rho_{G}$. Давление пара с высотой падает по закону $d P_{пар}/dz = - \rho g$ ($\rho$ - плотность воздуха). Следовательно ($\rho = 1,3 кг/м^{3}$):
$\frac{dT}{dz} = \frac{dT}{dP_{пар} } \frac{dP_{пар} }{dz} = - \frac{TV_{G} \rho g }{L} = 3,1 град/км$.