Адиабатические процессы во влажном ненасыщенном воздухе

В предыдущих параграфах изучались термодинамические про­цессы, протекающие в сухом воздухе. Если воздух влажный, но не­насыщенный, то термодинамические процессы в нем с количествен­ной стороны не будут существенно отличаться от процессов в сухом воздухе. В самом деле, если единичной массе влажного воздуха со­общается некоторое количество тепла dq, то оно расходуется на ра­боту расширения dw = pdv_i, изменение внутренней энергии сухой частицы воздуха du_c = (1 - s)c_υcdT_i и водяного пара du_п = sc_υпdT_i (s — доля водяного пара, c_υc и c_υп —удельные теплоемкости сухого воздуха и водяного пара при постоянном объеме).

В соответствии с первым началом термодинамики

Если воспользоваться уравнением состояния влажного воздуха

то уравнение (4.7.1) можно привести к виду

где с_рс и с_рп — удельные теплоемкости сухого воздуха и водяного пара при постоянном давлении; R = R_c(l - s) + R_пs — удельная газо­вая постоянная влажного воздуха.

При адиабатическом подъеме (dq = 0) влажного ненасыщенного воздуха изменение температуры, отнесенное к единице высоты, со­гласно (4.7.2) с учетом уравнения статики равно

Здесь R_e — удельная газовая постоянная окружающего частицу воздуха.

Доля пара s в реальных условиях не превышает 0,03—0,04, это значит, что R и R_e близки к удельной газовой постоянной сухого воздуха R ≈ R_e ≈ R_c, a(1 - s)c_pc + sc_pп ≈ c_pc. С учетом этого формула (4.7.3) принимает вид

Таким образом, температура влажной ненасыщенной частицы изменяется при адиабатическом подъеме практически так же, как и температура сухой частицы, а кривой состояния для влажного не­насыщенного воздуха служит сухая адиабата.