תוֹכֶן
הטמפרטורה יורדת ככל שגובהה עולה מכיוון שלחץ האוויר נמוך יותר בגבהים גבוהים יותר. התהליך בו טמפרטורת האוויר יורדת עקב הפחתת לחץ נקרא קירור אדיאבטי. אם חלק מסוים של האוויר נע כלפי מעלה, הטמפרטורה שלו פוחתת, גם אם אין חילופי חום עם הסביבה; אם הוא זז מטה, הטמפרטורה שלו עולה.
תהליכים אדיאבטיים
תהליכים אדיאבטיים הם אלה שבהם טמפרטורת הנוזל משתנה עקב שינוי הלחץ ללא רווח או אובדן חום עם הסביבה. זכור כי נוזלים וגזים הם סוגים של נוזלים, ובעולם האמיתי אין תהליך אדיאבטי לחלוטין. תמיד יש העברת חום כלשהי במצבים אמיתיים, אך תהליכים רבים, כמו אוויר העולה או נופל באטמוספירה, קרובים מספיק בכדי להיחשב כ adiabatic.
שימור אנרגיה
החוק הראשון של התרמודינמיקה קובע כי לא ניתן ליצור או להרוס אנרגיה. ככל שהאוויר עולה או נופל, כמות האנרגיה הכוללת בתוכו נשארת זהה. אולם האזור שהוא ממלא משתנה. כל שכבת כדור גדולה מזו הקודמת. אז יש יותר מקום להתמלא בהמשך האטמוספירה. לכן הלחץ יורד עם גובה הולך וגדל. החבילה האווירית חייבת להתרחב כדי למלא שטח גדול יותר. האנרגיה שלך יכולה לשמור על הטמפרטורה שלה, שהיא מדד לאנרגיה קינטית ממוצעת, או שהיא יכולה להתרחב, אך אינך יכול לעשות את שניהם.
חום מול טמפרטורה
זה אולי נראה סותר אם לומר שתהליך אדיאבטי הוא תהליך בו החום נשאר קבוע והטמפרטורה יורדת. בפיזיקה חום וטמפרטורה הם מושגים שונים. חום הוא מדד לסך האנרגיה של תנועה מולקולרית בתוך אובייקט, ואילו הטמפרטורה היא מדד לאנרגיית התנועה הממוצעת בתוך אותו אובייקט. קרחון ענק, למשל, מכיל יותר חום מסיר מים רותחים, אם כי טמפרטורת המים גבוהה יותר.
שיעור הפדיחה האדיאבטית
קצב האוויר שמתחמם או מתקרר כשהוא יורד או עולה קבוע. באוויר בלתי רווי, כלומר באוויר שיש בו פחות מים מכפי שהוא יכול להכיל, קצב הפדיחה האדיאבטית שווה ל -10 מעלות צלזיוס ל -1,000 מטר. המשמעות היא שאם מסה של אוויר עולה 2,000 מטר, למשל, הטמפרטורה שלה תרד ב -20 מעלות צלזיוס, וההיפך הוא הנכון אם האוויר יורד 2,000 מטר.
