OBLAČNA KAPA NA HRIBU – Razlaga z računom

Podobni dokumenti
MAGIČNI KVADRATI DIMENZIJE 4n+2

POPOLNI KVADER

Microsoft Word - ge-v01-osnove

BC Naklo Strahinj Strahinj POROČILO PRI PREDMETU GEOGRAFIJA OPAZOVANJE VREMENA

X. PREDAVANJE 6. Termodinamika Termodinamika obravnava pojave v snovi, ki so v povezavi z neurejenim gibanjem molekul in sil med njimi. Snov sestavlja

LABORATORIJSKE VAJE IZ FIZIKE

Poročilo

Matematika Diferencialne enačbe prvega reda (1) Reši diferencialne enačbe z ločljivimi spremenljivkami: (a) y = 2xy, (b) y tg x = y, (c) y = 2x(1 + y

Diapozitiv 1

Močan veter od 2. do 4. januarja

Microsoft Word - zelo-milo-vreme_dec-jan2014.doc

VOLILNA ŠTEVILA

SENCOMER

PowerPointova predstavitev

Microsoft Word - agrobilten_ doc

Osnove matematicne analize 2018/19

DN5(Kor).dvi

SOLARNI SISTEMI ZA OGREVANJE IN PRIPRAVO TOPLE VODE PRI NEH IN PH Pri nizkoenergijskih hišah (NEH) in pasivnih hišah (PH) so sistemi za ogrevanje in p

Vsebina Energija pri gorenju notranja energija, entalpija, termokemijski račun, specifična toplota zgorevanja specifična požarna obremenitev

POROČILO IZ KONSTRUKCIJSKE GRADBENE FIZIKE PROGRAM WUFI IZDELALI: Jaka Brezočnik, Luka Noč, David Božiček MENTOR: prof. dr. Zvonko Jagličič

Toplotne črpalke

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ Elektrotehnika Močnostna elektrotehnika PO

Diapositiva 1

Generatorji toplote

KEMASAN 590 F

Priloga I RAZVRSTITEV OPREME POD TLAKOM GLEDE NA STOPNJO NEVARNOSTI Oprema pod tlakom z visoko stopnjo nevarnosti je, glede na vrsto fluida, pogoje ob

Microsoft PowerPoint - ep-vaja-02-web.pptx

Toplotne črpalke

Slide 1

PowerPoint Presentation

1

untitled

NAJBOLJŠE PRAKSE ZA VARNO IN UČINKOVITO NANAŠANJE FITOFARMACEVTSKIH SREDSTEV Zmanjšajte zanašanje in obdržite fitofarmacevtska sredstva na svojem pose

FIZIKA IN ARHITEKTURA SKOZI NAŠA UŠESA

Albert Einstein in teorija relativnosti

Uradni list Republike Slovenije Št. 17 / / Stran 2557 Verzija: v1.0 Datum: Priloga 1: Manevri in tolerance zadovoljive izurjeno

TLAK PLOŠČINA 1. Zapiši oznako in enoto za ploščino. 2. Zapiši pretvornik pri ploščini in po velikosti zapiši enote od mm 2 do km Nariši skico z

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Verjetnost Pisni izpit 5. februar 2018 Navodila Pazljivo preberite

Univerza v Novi Gorici Fakulteta za aplikativno naravoslovje Fizika (I. stopnja) Mehanika 2014/2015 VAJE Gravitacija - ohranitveni zakoni

SVETOVANJE Kaj je prezračevanje?»pravila«naravnega prezračevanja Prezračevanje je dovajanje zunanjega zraka v stanovanje ob hkratnem odvajanju notranj

Moj poskus formativnega spremljanja

Microsoft Word - SOLARGE_building_assessment_report_sezana-elderly-house_slo.doc

EINSTEINOV PRVI PRISPEVEK H KVANTNI MEHANIKI

VlazenZrak_2017

Microsoft Word - bilten doc

DOLŽNIK: MARJAN KOLAR - osebni steč aj Opr. št. St 3673/ 2014 OSNOVNI SEZNAM PREIZKUŠENIH TERJATEV prij ava terjatve zap. št. št. prij. matič na števi

Installation manuals

Neurja 11. junija

Microsoft Word - Fen 16. februarja 2012.doc

Dinamika požara v prostoru 21. predavanje Vsebina gorenje v prostoru in na prostem dinamika gorenja v prostoru faze, splošno kvantitativno T

1 Naloge iz Matematične fizike II /14 1. Enakomerno segreto kocko vržemo v hladnejšo vodo stalne temperature. Kako se spreminja s časom temperat

2. izbirni test za MMO 2017 Ljubljana, 17. februar Naj bosta k 1 in k 2 dve krožnici s središčema O 1 in O 2, ki se sekata v dveh točkah, ter

6.1 Uvod 6 Igra Chomp Marko Repše, Chomp je nepristranska igra dveh igralcev s popolno informacijo na dvo (ali vec) dimenzionalnem prostoru

ELEKTRIČNI NIHAJNI KROG TEORIJA Električni nihajni krog je električno vezje, ki služi za generacijo visokofrekvenče izmenične napetosti. V osnovi je "

Microsoft Word - OBILNE_PADAVINE_20-22_avgust.doc

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Statistika Pisni izpit 31. avgust 2018 Navodila Pazljivo preberite

Gospodarjenje z energijo

MEDNARODNA FIZIKALNA OLIMPIJADA - BANGKOK 2011 Od 10. do 18. julija je v Bangkoku na Tajskem potekala 42. mednarodna fizikalna olimpijada. Slovenijo s

OGREVANJE VAŠEGA DOMA Z OBNOVLJIVIMI VIRI ENERGIJE

Evidenca_prejetih_vlog

Matematika II (UNI) Izpit (23. avgust 2011) RE ITVE Naloga 1 (20 to k) Vektorja a = (0, 1, 1) in b = (1, 0, 1) oklepata trikotnik v prostoru. Izra una

FOTOVOLTAIKA

BM2

Microsoft Word - M

Strokovni izobraževalni center Ljubljana, Srednja poklicna in strokovna šola Bežigrad PRIPRAVE NA PISNI DEL IZPITA IZ MATEMATIKE 2. letnik nižjega pok

(Microsoft Word - Kisovec meritve PM10 in te\236kih kovin-februar 13.doc)

resitve.dvi

OSNOVNA ŠOLA Dr. ALEŠ BEBLER PRIMOŽ Merkur in Venera Seminarska naloga Predmet: Fizika Kazalo:

REKONSTRUKCIJA DREVES – 2. del

Toplotne črpalke

RAM stroj Nataša Naglič 4. junij RAM RAM - random access machine Bralno pisalni, eno akumulatorski računalnik. Sestavljajo ga bralni in pisalni

lenses PRIROČNIK za uporabo kontaktnih leč Sentina

100% IZMENJAVA ZRAKA PRI ZAPRTIH OKNIH, OHRANJANJE ENERGIJE, ENERGETSKI PRIHRANKI LOKALNI PREZRAČEVALNI SISTEM Z REKUPERACIJO MIKrovent Rekuperacija/o

Peltonova turbina ima srednji premer 120 cm, vrti pa se s 750 vrtljaji na minuto

Vaje: Matrike 1. Ugani rezultat, nato pa dokaži z indukcijo: (a) (b) [ ] n 1 1 ; n N 0 1 n ; n N Pokaži, da je množica x 0 y 0 x

an-01-USB_digitalni_zvocniki_Logitech_S-150.docx

PowerPoint Presentation

Naloge 1. Dva električna grelnika z ohmskima upornostma 60 Ω in 30 Ω vežemo vzporedno in priključimo na idealni enosmerni tokovni vir s tokom 10 A. Tr

30 Vpihovalne šobe Vpihovalna šoba VŠ-4 Uporaba Vpihovalne šobe VŠ-4 se uporabljajo za oskrbovanje prostorov s hladnim ali toplim zrakom povsod tam, k

150814_DE_InternationalBrosch_SI.indd

Microsoft PowerPoint - OVT_4_IzolacijskiMat_v1.pptx

untitled

Microsoft PowerPoint - Presentation1

Svet elektronika 195.indd

Microsoft Word - Ozon_clanek_2012.doc

Univerza v Mariboru Fakulteta za naravoslovje in matematiko Oddelek za matematiko in ra unalni²tvo Izobraºevalna matematika Pisni izpit pri predmetu K

Opisi območij rezultatov NPZ

Obilne padavine in močan veter od 1. do 3. februarja

Microsoft Word - SOLARGE_goodpractice_si_innpribostjanu_SI.doc

Microsoft Word - Astronomija-Projekt19fin

Kovinska protipoplavna KD vrata Življenje je kot reka, včasih mirna, drugič deroča a vedno polna presenečenj. Če vas v življenju p

Močan veter in obilne padavine nov. 2013

Microsoft Word - M docx

Microsoft Word - M docx

AZ_sredstva_katalog_140306

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Katja Ciglar Analiza občutljivosti v Excel-u Seminarska naloga pri predmetu Optimizacija v fina

Microsoft Word - WP5 D15b infopackage supplement public buildings Slovenia.doc

Opisi območij rezultatov NPZ

Transkripcija:

List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 18 (1990/1991) Številka 2 Strani 74 79, V Jože Rakovec: OBLAČNA KAPA NA HRIBU Razlaga z računom Ključne besede: fizika, oblaki. Elektronska verzija: http://www.presek.si/18/1032-rakovec.pdf c 1990 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije c 2010 DMFA založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovoljeno.

'-,-,'/,-.,-,L ;;,1 OBlALNA KAPA NA HRIBU - Razlaga z ra čunom Med ljudmi so razširjena mnoga vremenska spoznanja. Nekatera slone na dolgoletnih izkušnjah, so pa tudi taka, ki so bliže vražam kot resničnim spoznanjem. Oboje so ljudje izrazili z vremenskimi reki. Med zelo znanimi je tudi takle rek : Hrib ima kapo, dež bo! Pri tem je "hrib" lahko za Gorenjce npr. Stol, za Notranjce Nanos, za Štajerce pa npr. Boč. Povsod je ta rek razširjen, kjerkoli so hribi. Torej so prav vrhovi hribov res pogosto pokriti z oblačno ka po tudi tedaj, ko vreme sicer ni oblačno ali vsaj ni povsem oblačno. Zakaj v ozračju pride do kondenzacije V zraku je vedno tudi nekaj vodne pare (od nekaj promil do nekaj procentov), zato se kaj lahko zgodi, da se zrak ohladi do rosišča ali celo bolj. Pri tem nastanejo drobne, nekaj t isočink milimetra velike kapljice, pri zelo nizki temperaturi pa ledeni kristalčki. Nastajajo torej oblaki. Ce pride do tvorbe kapljic pri tleh, pravimo temu megla, t iste v višinah pa imenujemo oblaki. Oblačna kapa na hribu pa je lahko oboje hkrati: tisti, ki je na hribu v njej, bo rekel da je v megli, tisti, ki od spodaj gleda na hrib, pa bo rekel da ima hrib oblačno kapo, da je torej na hribu oblak. Zakaj je ravno hrib pogosto ovit z oblaki, na isti višini v okolici hriba pa jih ni? Zato, ker večina oblakov nastaja zaradi ohlajanja zraka ob dviganju. Ob hribih je to dviganje še posebej močno: če le piha veter, se mora ob hribu zrak dvigniti čezenj. Drug vzrok je, da se pobočja ob lepem vremenu bolj segrevajo, kot ravnine, saj nanje vpadajo sončni žarki pod večjim kotom. Ogret, redkejši in zato lažji zrak se ob pobočjih dviga - spet dviganje ob hribih. Rekli smo, da dviganje zračnih mas torej pomeni tudi ohlajanje dvigajočega se zraka. Zakaj? Spremembe temperature ob dviganju in spuščanju zraka V ozračju tlak z višino pada: pri tleh znaša okrog 1000 mbar", na višini 1500 m okrog 850 mbar, na 5000 m le še 500 mbar itd. Zaradi svoje teže " 1 bar je 10 5 Pa, torej je 1 mbar 100 Pa. Enota milibar sicer ni povsem v skladu z mednarodnim sistemom enot, vendar je zaradi razširjenosti dovoljena njena uporaba. predvsem v meteorologiji.

je zrak v ozračju razporejen tako, da je blizu tal gostejši, višje v ozračju pa red kejši. Le gostoto zraka označimo z p, tlak s p, višino z z, zemeljski pospešek pa z g, lahko zapišemo, da velja, da se za vsako spremembo višine Isz tlak v ozračju spremeni za Is p: Is p = -pg/:'z Sprernljajrno sedaj neko manjšo maso zraka, ki se dviga v ozračju. Ob dvigovanju prihaja v področje z nižj im zračnim tlakom. Ker tega dv igajočega se zraka nič ne omejuje, se tlak v njem povsem prilagaja okolišnjemu. To pomeni, da pri gibanju navzgor (pa tudi pri gibanju navzdol) tudi v našem zraku pride do spreminjanja tlaka in to tako, da se ta zrak pri dv iganju razširja v večji prostor (pri spuščanju pa stiska na manjši prostor). Pri tem mora pri dviganju razriniti okolišnji zrak, torej opraviti delo A za povečanje svoje prostornine za /:, V: A =p/:'v Vidimo, da je opravljeno delo za sicer enako spremembo prostornine drugačno pri tleh, kje r je tlak p velik, kot nekje više v ozračju, kjer je tlak manjši. Zato bomo obravnavali le majhne spremembe višine Is z, pri kat erih la hko predpostavimo, da se tlak le neznatno spremen i. Npr. blizu tal velja, da se na 100 m višine spremeni za okrog 10 mbar, kar je le okrog en odstotek njegove vrednosti. Odkod energija za opravljanje tega dela? Morda iz okolice, na račun okolišnjih zračnih mas? Ne, dvigajoči se zrak je skoraj n ič ne dobi iz okol ice, saj je dvigajoča se masa zraka obda na s podobnimi gmotami, ki se morda tudi dvigajo. Tudi te bi rabile energijo za opravljanje dela ob razpenja nju. Nekaj je sicer mešanja z okolišnjim, mirujočirn zrakom; tam je torej nekaj izmenjave toplote z okol ico. Toda vsaj za osred nji del v dvigajočem se t o ku velja, da mora vsaka posamezna masa zraka v njem kar sama poskrbeti za potrebno energijo iz svoje lastne zaloge energije: saj jo ima - rečemo ji notranja energija W n. Njena sprememba /:,wn se kaže s tem, da se spreminja temperatura T : 75 Sprememba notranje energije na enoto mase je tem večja, čim večje so spremembe temperature /:, T. Specifična toplota Cv pove, za koliko se spremeni notranja energija, če se enemu kilogramu zraka spremeni temperatura za eno stopinjo. Za zrak je specifična toplota Cv pri običajn i temperatu ri 71 8 Jkg- 1K-l. Ker torej dvigajoči se zrak za opravljanje dela pri razpenjanju

76 up orablja svojo notranjo e nerg ijo, se mu o pravi d ela ta zmanjšuje ravno za toliko, ko t A = -llwn a li, č e up orabimo že zapisana iz ra za za d elo in notranjo energijo pllv = -mcvllt Odtod bi že lahko ugotovili spr emembo temperature, če bi le znali določi t i, za kol iko se bo spremenila prostornina, ko se bo zračna masa dvignila za Is z. Za pline ve lja, da se v njih ohranja razmerje tlaka, volumna in temperature ta ko, da je pv j T = ko nst Ko se ob spremembi višine za Isz spremeni tlak za IIp, se spremenita tako t emperatu ra, kot t udi prostornina. Zato sklepamo t a kole: č e naj se o hr a ni ra zme rje štev ca in im enova lca, morata biti relativna sp rem emba pv enaka relativni s pre m e mbi T. Torej sta relat ivni spremembi tlaka llpj p in prostorn ine II VjV sku paj tolikš ni, kot je rela t iv na spremem ba tem perature IIT [ T O dtod torej zve mo, da j e llpjp + llv j V = lltjt llv = V (llt [T -llpj p) To vstavimo v čl en pllv, ki v en ergijsk i enačbi predstavlja opravlje no d e lo in dobimo oz. po p eureditvi pv(f:::.t[t - Is p] p = -mcvllt (p VjT)llT - V IIp = - mcvllt Ker smo že rekl i, da je pv jt za vsak plin konstantna količina, to ponovno up orabimo. Ponovno se spomnimo tudi, da se tlak v zračni masi prilagaja okolišnjemu tlaku, ki se z višino spreminja : IIp = -pgllz. Oboje vstavimo v enačbo in dobimo k o risttst + V pgllz = -mcvllt

77 Ko združimo oba člena, ki vsebujeta spremembo temperature, na levi strani enačbe, in upoštevamo tudi, da je m = pv, dobimo (konst. + mcv)llt = -mgllz Ker obravnavamo neko konsta nt no maso zraka m, je ta prav gotovo skrita tudi v konst. (To pomeni, da je pv/t sorazmerno obravnavani masi plina m.) Izpostavimo m iz oklepaja, tisto kar ostane v njem, označimo s c p, pa dobimo mcpllt = -mgllz Uvedli smo novo konstanto c p, za zrak je pri običajni temperaturi c p = 1004 Jkg- l K-l. Ko delimo enačbo z m in jo preuredimo, dobimo llt/llz = -g/cp Ker je g/cp = 9.8lkgms- 2/1004 Jkg- l K-I ~ 10 K/lOOO m, smo torej ugotovili, da se zraku pri dviganju skozi ozračje zmanjšuje temperatura za 10 stopinj na vsak kilometer dviga, pri spuščanju pa povečuje za prav toliko. Spremembe temperature ob gibanju zraka v vertikalni smeri so velike: 10 stopinj na kilometer. Ob spuščanju se zrak ogreva, ob dviganju pa ohlaja. Le je le zrak sorazmerno vlažen, pride pri tem kaj lahko do ohladitve tudi do rosišče ali pod njega. Tedaj se vodna para v zraku kondenzira; nastanejo kapljice (ob zelo nizki temperaturi pa drobni kristalčki ledu). Nastane oblak. Samo omenimo, da se pri kondenzaciji sprošča izparilna toplota, ki vpl iva na spremembe temperature ob dviganju ali spuščanju; v oblaku ne velja več IIT / llz = 10 K/km, temveč so spremembe manjše. o kapah na Matterhornu in ob Krnu Ob vrhovih hribov so pogosto oblačne kape zato, ker se ob vetru čeznje dviga zrak, ki se pri tem ohladi malo pod rosišče. Lahkoje dviganje posledica splošnega vetra, ki se prisilno dviga čez hrib, lahko pa pride do dviganja tudi zaradi ogrevanja pobočij, ki so bolj izpostavljena soncu kot ravnine pod njimi. Osnovni vzrok za kape ob hribih torej poznamo: ohlajanje ob dviganju. Včasih pa imajo ti oblaki prav zanimive oblike in so res vredni ogleda. Na sliki 1 vidimo tako imenovano" kadečo se goro". Na sliki izgleda, kot da zelo močan veter (po oceni naj bi ob vrhu Matterhorna (4482 m) ob času fotografiranja pihalo s 20-30 mis) oblak "odpihuje" na zavetrno stran hriba. Izgleda, kot bi oblak pdepljen miroval ob hribu. V resnici pa oblak nastaja

78 Slika 1. K a de č a se gora. Obl ak ob vrhu Matterh orna (foto J. Galimberti, julij 1951)

YU ISSN 0351-6652