Laju Penurunan Adiabatik Kering

Daftar Isi

• Termodinamika Atmosfer: Menyelami Fisika Pada Proses di Atmosfer
  • Daftar Isi
• IV. Proses Adiabatik
  • 4.2 Laju Penurunan Adiabatik Kering

Termodinamika Atmosfer: Menyelami Fisika Pada Proses di Atmosfer

Daftar Isi

1. Hukum Tentang Gas

Sistem Terbuka vs Sistem Tertutup

Persamaan Matematika Pendukung

Persamaan Gas Ideal

Hipotesis Avogadro

Gas Campuran dan Tekanan Parsialnya

Temperatur Virtual

Exercise 1 - Persamaan Gas

2. Persamaan Hidrostatik

Laju Susut Tekanan versus Ketinggian

Ketinggian Geopotensial

Tinggi Skala dan Persamaan Hipsometrik

Ketebalan dan Ketinggian Permukaan Tekanan Konstan

Reduksi Tekanan terhadap Permukaan Laut

3. Hukum Pertama Termodinamika - Panas dan Kerja Sistem

Konsep Hukum I Termodinamika

Hukum Joule tentang Perilaku Gas

Panas Spesifik

Entalpi

4. Proses Adiabatik

Konsep Proses Adiabatik

Konsep Paket Udara di Atmosfer

Laju Penurunan Adiabatik Kering

Temperatur Potensial - Persamaan Poisson

Diagram Termodinamika Skew T-ln P

5. Uap Air dalam Udara

Rasio Campuran dan Kelembaban spesifik

Tekanan Uap Jenuh

Rasio Campuran Jenuh

Kelembapan Relatif (RH), Titik Embun (Td) dan Titik Embun Beku

Lifting Condensation Level (LCL)

Suhu Bola Basah

Panas Laten

Proses Adiabatik Jenuh dan Proses Pseudoadiabatik

6. Stabilitas Statis

7. Hukum Kedua Termodinamika

Referensi:

Diterjemahkan dan dikembangkan dari: Atmospheric Thermodynamics, Jeremy A. Gibbs, https://gibbs.science/ teaching/efd/handouts /wallace_hobbs_ch3.pdf.

IV. Proses Adiabatik

4.2 Laju Penurunan Adiabatik Kering

Sekarang kita akan turunkan persamaan untuk laju perubahan suhu terhadap ketinggian dari sejumlah udara kering yang bergerak di atmosfer Bumi selalu memenuhi kondisi yang tercantum pada akhir Bagian 4.1.

Karena paket udara hanya mengalami transformasi adiabatik ($dq$ = 0) dan atmosfer berada dalam keseimbangan hidrostatik, untuk satu massa udara dalam paket, berdasarkan persamaan (51),

$$\begin{align*} d(c_{p}\ T + \phi) &=0\\ dT\ c_{p} +d \phi &=0 \tag {52} \end{align*}$$

Dengan menggunakan $d\phi = g\ dz$ dari persamaan (3.20), maka:

$$\begin{align*} dT\ c_{p} + g\ dz &=0\\ -dT\ c_{p} &= g\ dz \\ -\left (\frac{dT}{dz} \right ) &= \frac{g}{c_{p}} \\ -\left (\frac{dT}{dz} \right )_{dry\ parcel}&= \frac{g}{c_{p}}\equiv \Gamma_{d} \end{align*}$$

(53)

di mana $\Gamma_d$ disebut sebagai laju penurunan adiabatik kering.

Karena paket udara mengembang saat naik di atmosfer, suhunya akan turun seiring dengan ketinggian sehingga $\Gamma_d$ yang didefinisikan oleh persamaan (53) bernilai positif.

Dengan memasukkan $g$= 9,8 m s$^{-2}$ dan $c_p$= 1005 J ⁰C$^{-1}$ kg$^{-1}$ ke dalam persamaan (53), maka:

$$\begin{align*} \require{cancel} \Gamma_{d} &=\frac{9.8\ m\ s^{-2}}{1005\ Jkg^{-1}\ ^{0}C^{-1}}\\ \Gamma_{d} &=\frac{9.8\ \bcancel m \bcancel s^{-2}\ ^{0}C}{1005\ \bcancel {kg} m^ {\bcancel 2} \bcancel s^{-2} \bcancel {kg} ^{-1}\ }\\ \Gamma_{d} &=\frac{9.8\ ^{0}C}{1005\ m}\\ \Gamma_{d} &=\frac{0.98\ ^{0}C}{100.5\ m}\\\\ \Gamma_{d} &\equiv \frac{1\ ^{0}C}{100\ m} \end{align*}$$

Hasil $\Gamma_d$ 1 ⁰C/100 m atau 9,8 K km$^{-1}$, merupakan nilai numerik dari laju penurunan adiabatik kering.

Perlu ditekankan lagi bahwa $\Gamma_d$ adalah laju perubahan suhu mengikuti paket udara kering yang sedang diangkat atau diturunkan secara adiabatik di atmosfer.

Laju penurunan aktual suhu dalam kolom udara, yang akan kita tunjukkan dengan $\Gamma$ = dT/dz, seperti yang diukur, misalnya, oleh radiosonde, rata-rata 6–7 K km$^{-1}$ di troposfer, tetapi bervariasi pada berbagai tempat berbeda.

Climate4life.info mendapat sedikit keuntungan dari penayangan iklan dan digunakan untuk operasional blog ini.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, maukah mentraktir kami secangkir kopi melalu "trakteer id"?

Dukung Saya di Trakteer