24. Адиабатная диаграмма

Построим график для изменения температуры при адиа­батическом процессе в вертикально движущемся воздухе, от­кладывая по оси абсцисс температуру, а по оси ординат высоту. Кривая, графически представляющая это изменение темпера­туры, называется адиабатой.

Выше мы нашли, что при сухоадиабатическом процессе из­менение температуры на единицу изменения высоты есть вели­чина постоянная, равная почти точно 1°/100 м. Поэтому если температура и высота отложены по осям в линейной шкале, то сухие адиабаты должны представляться прямыми линиями. Но изменение температуры при влажноадиабатическом процессе есть величина переменная. Поэтому кривые, представляющие

Рис. 5. Адиабатная диаграмма.

Сплошные линии с большим углом наклона — сухие адиабаты, с мень­шим углом наклона — влажные адиабаты, прерывистые линии — изоли­нии удельной влажности для состояния насыщения.

влажноадиабатическое изменение в осях координат темпера­тура — высота, влажные адиабаты, являются именно кривыми, а не прямыми линиями. Они наклонены к оси абсцисс меньше, чем сухие адиабаты. Но в высоких слоях, где влажноадиабатический градиент приближается по величине к сухоадиабатическому, наклон влажных адиабат приближается к наклону сухих адиабат. Поэтому на графике влажные адиабаты будут иметь выпуклость вверх.

Аналогичным образом можно построить адиабаты в осях ко­ординат температура — давление, поскольку температура при адиабатических процессах меняется в зависимости от изменения давления.

Адиабатной диаграммой называют график, на который нанесены семейства сухих и влажных адиабат для различных значений температуры и высоты (или давления). Наиболее

Рис. 6. Псевдоадиабатический процесс на адиа­батной диаграмме.

От точки А до точки В температура воздуха падает по сухоадиабатическому закону, от точки В до точки С — по влажноадиабатическому закону, от точки С до точ­ки D — растет по сухоадиабатическому закону.

целесообразно отложить по оси ординат не высоту, a Lgp, т. е. давление в логарифмической шкале (рис. 5). Если по оси орди­нат отложен Lgp, то сухие адиабаты немного отличаются от прямых линий.

С помощью адиабатной диаграммы можно графически опре­делить изменение состояния при адиабатических процессах. На­пример, зная температуру Т₀ и давление р₀ в начальный мо­мент, найдем на диаграмме соответствующую точку. Если затем воздух меняет свое состояние по сухоадиабатическому закону, пока не достигнет давления р, следуем по сухой адиабате, проходящей через начальную точку, до тех пор, пока она (ади­абата) не пересечется с ординатой р. Тогда сразу же опре­делим по диаграмме, каково будет значение температуры воз­духа при давлении р. Если при каком-то давлении р воздух стал насыщенным, нужно дальше прослеживать его состояние по влажной адиабате, проходящей через точку, соответствующую давлению р.

На рис. 6 представлен на адиабатной диаграмме псевдоади­абатический процесс, рассмотренный в предыдущем параграфе.

Адиабатные графики позволяют делать еще много графиче­ских определений характеристик состояния воздуха и особенно­стей их распределения в вертикальном направлении.