20.15
Consideriamo un volume di molecole d'aria che salgono nell'atmosfera. Poiché la pressione diminuisce con l'altitudine, le molecole d'aria cercano di mantenere la stessa pressione aumentando il loro volume in un processo adiabatico.
La variazione di energia interna è scritta in termini di capacità termica molare e riorganizzata.
L'uso della legge dei gas ideali, la differenziazione e la riorganizzazione dei termini danno un'espressione per il cambiamento di temperatura.
Equiparando le equazioni di variazione della temperatura ottenute dalla prima legge della termodinamica e dalla legge dei gas ideali e riorganizzando si ottiene un'equazione in termini di capacità termica molare.
Dividere per pV e utilizzare la relazione tra le capacità termiche molari. L'equazione può essere ulteriormente semplificata utilizzando il loro rapporto.
Dopo l'integrazione e utilizzando un'espressione matematica generale per i logaritmi, si ottiene la condizione affinché un gas ideale subisca un processo adiabatico in termini di pressione e volume.
Allo stesso modo, si possono scrivere le condizioni per i processi adiabatici in termini di temperatura-volume e pressione-temperatura.
Quindi, quando l'aria si espande, la temperatura scende come dato dalla condizione di temperatura-volume, condensandosi per formare nuvole.
L'espansione libera di un gas è un processo adiabatico. Tuttavia, ci sono poche differenze tra l'espansione libera e l'espansione adiabatica. Durante…
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