Adiabatiske prosesser

Adiabatiske prosesser (gr. a - ikke, diabatos - passérbar, gå gjennom) - Prosess som skjer i et termisk isolert system uten hverken tap eller tilføring av energi. Kan deles i tørradiabatiske og våt (fuktig) adiabatiske prosesser.    Når lufta stiger synker lufttrykket. Lufta utvider seg og taper energi. En tørradiabatisk prosess betyr at avkjøling skjer uten kondensasjon og skydannelse. Adiabatisk vil si at det ikke skjer noen varmeutveksling med omgivelsene. Når denne lufta blir ført nedover blir arbeidet lufta utfører på omgivelsene negativt. Den indre energien i lufta øker og temperaturen stiger. Temperaturendringen er ca. 1oC for hver 100 m. Dersom lufta som stiger er mettet med fuktighet vil noe av vanndampen kondenseres og kondensasjonsvarmen avgis til lufta. Temperaturen synker derfor ikke så raskt i en fuktigadiabatisk prosess som i en tørr (ca. 0.5 oC per 100 m).

På Jorden er det store varmemengder som er involvert når vann fordamper og kondenseres. Når et volum med gass presses sammen i et  lite rom øker tettheten, og luftmolekylene kommer tettere sammen, kolliderer oftere og temperaturen øker. Når det samme luftvolumet kan utvide seg i et større rom vil tettheten synke og lufta avkjøles. Slik sammenpressing og utvidelse er eksempler på adiabatiske prosesser når det ikke utveksles energi med omgivelsene. For luftpakker som ikke er mettet med vanndamp og som stiger eller synker vil temperaturgradienten være ca. 1oC per 100 m (tørradiabatisk). Er lufta mettet med vanndamp vil temperaturendringen for stigende eller synkende luftpakker være ca. 0.5oC per 100 m. Det vil si at fuktig luft som kommer fra havet inn over land og blir presset opp av høye fjellkjeder, slik at vanndampen kondenseres (fuktigadiabatisk,) vil få en større oppvarming (tørradiabatisk) når den kommer over på regnskyggen av fjellene. Prosessen gir oppvarming av lufta i regnskyggen av fjell. Den varme luften på østsiden av Rocky Mountains kalles Chinooks. Nordøst for Alpene kalles den Föhn, Föhnvind.

Luft som blåser over jordoverflaten tvinges opp av fjell og utvider seg som resultat av redusert trykk. Utvidelsen gir en adiabatisk avkjøling. Varme avgis fordi luftmolekylene kommer lenger fra hverandre. Jfr. kjøleskapet hvor freon utvider seg etter å ha passert kompressoren.

Et system som isoleres fra omgivelsene slik at det ikke skjer noen utveksling med omgivelsene kalles adiabatisk isolasjon.

Ifølge termodynamikkens første lov:

\(\Delta U=\Delta W \;\; når \; \Delta Q=0\)

Når arbeidet som utføres er positivt, det vil si at systemet sammenpresses så blir ΔW positiv. ΔU blir derved positiv og temperaturen øker. Når ΔW blir negativ vil det si at systemet ekspanderer og da minsker den indre energi og temperaturen faller. Dette skjer ved sterkt stigende luftstrømmer og hvis temperaturen faller under duggpunktet kommer det nedbør som regn.   Jorden kan i noen tilfeller avgi varme så raskt at den avkjøles under temperaturen av den overliggende lufta. Luftlagene over vil avgi varme ved konduksjon (varmeledning) til Jorden. Vi har nå en omvendt temperaturgradient, en temperatur inversjon. Kalde luftstrømmer vil samles i dalbunner og forsenkninger i terrenget. Klare netter med sterk utstråling vil gi rask avkjøling av Jorden som forplanter seg til den nedre fuktige lufta. Dette kan gi dugg, tåke eller frost. Temperaturen i vann og sjø stabiliserer klimaet i kystnære strøk.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:04 - Sist endret 11. feb. 2019 08:39