文档介绍：附章大气中的水汽相变原理及云的形成
§ 1 水相变化
水的三种形态——水汽、水和冰。
一、水的三态特性
二、相变:不同相之间互相转化过程:
水的相变:
冰
水汽
水
升华
凝华
蒸发
凝结
融化
凝固
三、水相变化及其判据
(一)水相变化的微观过程
从分子运动论观点进行讨论
(二)水相变化的判据
(二)、水相变化的判据:
水面
N
n
N—单位时间内饱出水面水分子数
n—单位时间内落回水面水分子数
N>n 蒸发(未饱和空气)
N=n 动态平衡(饱和)
N<n 凝结(过饱和)
2、饱和水汽压判据:
E>e 蒸发(未饱和空气)
E=e 动态平衡(饱和空气)
E<e 凝结(过饱和空气)
例如:
1、有一水面,温度为5℃,如果跑出水面的水分子数与落回水面的水分子数相等,问过5分钟后,水面温度为多少?
1、从分子运动论的观点看:
O—三相平衡点
OC—融解线
OA—蒸发线
OB—升华线
OB‘—冻结线
三、水相平衡图
1、清晨浓雾,根据气象资料在水相平衡图上处于D点处,问这浓雾加强还是消弱?
2、层云中,根据气象资料在水相平衡图上处于M点,问降水能否产生?
水的位相变化由温度、压力而定
冰
水
B’
B
0
水汽
tk
374℃
T℃
K
A
C
ek
E
D。
。
M
ek=218个大气压
。2
。1
冰晶效应:(贝吉龙效应)
在冰水共存的云雾中,水滴将因蒸发而减小,冰晶将凝华而增大,水份由水滴向冰晶转移的现象称为冰晶效应。
注:温度为-℃时,冰晶效应最显著。
§ 2饱和水汽压
一、饱和水汽压与温度的关系:
饱和水汽压随温度升高按指数规律增大。
二、饱和水汽压与溶液的关系(t相同)。
1、冰面与过冷水面上的E的比较。
N1
冰
水
N2
<
当t相同时 N2>N1
E过冷水面>E冰面上
冰
水
B’
B
0
水汽
tk
374℃
T℃
K
A
C
ek
E
D。
。
M
2、溶液面上的饱和水气压与纯水面上饱和水汽压关系。
N1
N2
<
溶液面
纯水
①当t一定
E溶液<E纯水
结论是:当水的浓度越大E越小.
三、饱和水汽与蒸发面形状的关系
C
B
A
E凸> E平>E凹
四、雪的形成
在层云中,(层云、雨层云、高层云)冰晶不断凝华增大,形成雪花
雪花的三个基本形状:柱状、片状、星状
有上万种,但通过观察和分析,可归纳为以下三种:
雪花的三个基本形状:柱状、片状、星状
柱状
片状
星状
共同点: 形(冰核形最稳定结构)
形成原因
因为:E角> E边>E面