View
221
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Voda
H2O – molekula vode sastoji se od 2 atoma vodika i jednog atoma kisika
Polarna molekula (dipol) – negativan naboj
bliže je atomu kisika (parcijalno negativan
elekrični naboj), a pozitivan atomima
vodika (parcijalno pozitivan naboj).
To uzrokuje asimetričnost molekule vode – dva atoma vodika su pod kutom od 104.5° vezana za atom kisika (V – struktura). Polarnost molekule vode uvelike određuje ostala svojstva vode.
Molekule vode međusobno su vezane vodikovim vezama. Sile koje djeluju između istovrsnih molekula zovu se kohezijske sile kohezijske sile drže kap
vode na okupu (molekule vode “lako se lijepe
jedna na drugu”).
Adhezijske sile su sile između različitih molekula,
npr. vode i stakla (posude u kojoj se voda nalazi
ili bilo kakve površine).
Kada se voda razlije po nekoj ravnoj površini, to
znači da su adhezijske sile između molekula vode
i površine jače od sila kohezije između molekula
vode (voda nije ostala u kapljicama nego se
razlila).
Površinska napetost vode (tekućine) – tangencijalna sila na površini
između vode (tekućine) i zraka uzrokovana različitim privlačenjem
molekula u tekućini i molekula u zraku.
- Sila između molekula vode jača je unutar vode nego na površini,
odnosno između molekula vode i zraka.
- Rezultantna sila na molekulu u vodi je nula. Rezultantna sila na
molekulu na granici vode i zraka nije nula, nego je usmjerena prema
tekućini (prema unutra). Stoga tekućina nastoji poprimiti najmanju
površinu – oblik kugle (kapljice).
- od toga oko 97,5 % vode je slano (mora, oceani)
- a od preostalih 2,5 % veći dio (oko 2 %) je smrznut
na polovima
- samo oko 0,5 % ukupne vode na Zemlji
je pitka voda
Voda - jedina tvar u prirodi koja se pojavljuje u sva tri agregatna stanja :
tekuće (naziv voda odnosi se na tekuće agregatno stanje)
kruto (led)
plinovito (vodena para)
Kruženje vode u prirodi – hidrološki ciklus
Stalni proces koji omogućava život na Zemlji voda se isparava
(sunčevo zagrijavanje) s oceana, vodenih površina i površine tla
vodena para diže se u zrak, hladi se te nastaju oblaci u kojima dolazi do
kondenzacije ili sublimacije nastaje oborina koja u različitim oblicima
(kiša, snijeg, tuča,....) pada na tlo površinskim ili podzemnim
tokovima opet dospijeva do mora i oceana te se taj proces neprestano
ponavlja
Voda nikad ne nestaje u tom procesu – samo mijenja oblik
Sunce je glavni pokretač cijelog procesa – isparavanje i kondenzacija
VODA (TEKUĆINA)
LED (KRUTINA)
ČEST SE GRIJE OKOLINA SE HLADI
ČEST SE HLADI OKOLINA SE GRIJE
KONDENZACIJA
SMRZAVANJE
ISPARAVANJE
TOPLJENJE
SUBLIMACIJA
DEPOZICIJA
VODENA PARA (PLIN)
Procesi pretvorbe vode u atmosferi
Isparavanje vode, topljenje leda i isparavanje leda (sublimacija) troše
latentnu toplinu, dakle oduzimaju je od okoline.
Kondenzacija, smrzavanje i depozicija oslobađaju latentnu toplinu, dakle
predaju je okolini.
Kod ovih procesa okolini se povećava ili smanjuje temperatura, što ima
velike posljedice na vrijeme.
Latentna toplina – toplina
koja se oslobađa ili troši na
promjenu agregatnog stanja
vode u česti zraka
Vodena para je:
- voda u plinovitom agregatnom stanju – sastoji se od molekula vode koje
lebde u zraku
- bez boje, prozirna, bez mirisa
- važan staklenički plin (uz ugljikov dioksid i metan) – vrlo efikasno apsorbira
dugovalnu radijaciju Zemlje - uzrokuje da je srednja temperatura na Zemlji
oko 15 °C, pogodna za život
- nastaje isparavanjem tekuće vode ili sublimacijom leda
- stalno je prisutna u atmosferi – o njoj ovisi
vjerojatnost pojave oborina
- oblaci nastali kondenzacijom
vodene pare
Vlažnost zraka je:
- količina vodene pare u zraku
Može se izraziti na različite načine, i to kao:
- tlak vodene pare
- apsolutna vlažnost
- omjer miješanja
- specifična vlažnost
- relativna vlažnost
- rosište ili deficit rosišta (rosišna razlika)
Tlak vodene pare je sila kojom molekule vodene pare djeluju na jedinicu
površine.
Mjera za tlak vodene pare je hPa ili mbar.
U atmosferi tlak vodene pare je dio ukupnog tlaka zraka (tj. parcijalni tlak).
Razlikujemo stvarni tlak vodene pare (obično se označuje malim slovom
e) i maksimalni tlak vodene pare (još: ravnotežni ili zasičujući; obično se
označuje velikim slovom E).
Ravnotežni tlak vodene pare je maksimalno mogući tlak vodene pare pri
nekoj temperaturi zraka.
suh zrak vlažan zrak – isparavanje
jače izraženo
vlažan zasićeni zrak –
vlada ravnoteža između
isparavanja i kondenzacije
Apsolutna vlažnost zraka
- je masa vodene pare koja se nalazi u jedinici volumena (1 m3) vlažnog
zraka
ili
- maksimalna količina vodene pare koju može primiti 1m³ zraka (u
gramima)
Računa se iz tlaka vodene pare (e) i temperature zraka (T).
a = 217 x e/T
SI jedinica za apsolutnu vlažnost je kg m-3, no u meteorologiji je
praktičnije koristiti tisuću puta manju jedinicu, odnosno g m-3.
Maksimalna apsolutna vlažnost toplog zraka
T=30°C je približno 30 g/m3
Maksimalna apsolutna vlažnost hladnog
zraka T=0°C je približno 5 g/m3
Relativna vlažnost (oznaka r ili U)
- je omjer stvarno prisutne količine vodene pare i maksimalne količine
vodene pare koju bi zrak mogao imati pri istoj temperaturi i tlaku
ili
- veličina koja u postocima pokazuje odnos između količine vodene pare
koja postoji u zraku i maksimalne količine vodene pare koju bi zrak na toj
temperaturi mogao primiti da bi bio zasićen
stvarni tlak vodene pare e
r = ___________________ % = _______ %
ravnotežni tlak vodene pare E
Relativna vlažnost – prisutna u svakodnevnim meteo izvještajima
- osjet ugode vezan uz relativnu vlagu
Primjer : ako je ljeti relativna vlaga 100% ljudsko tijelo nema mogućnost
hlađenja isparavanjem znoja sa površine kože – čini nam se toplije nego
što u stvarnosti je
T= 24 °C, U=100% → Tfeel= 27 °C
T= 24 °C, U=0% → Tfeel= 21 °C
- relativna vlažnost ne mora biti 100% kada pada kiša – 100% relativne
vlažnosti (zrak zasićen vodenom parom) mora biti prisutno u oblaku da
bi došlo do kondenzacije
- mnogi elektronski uređaji imaju specifikaciju na rad u uvjetima
relativne vlažnosti između 5 i 95 %
Rosište (td, dew point temperature)
- je ona temperatura do koje je potrebno ohladiti zrak (pri istom tlaku) da bi
para koja se u njemu nalazi postigla stanje zasićenosti
ili
- je temperatura kod koje je stvarni tlak jednak ravnotežnom
(maksimalnom) tlaku te zrak postaje zasićen vodenom parom
Rosište se određuje iz tlaka vodene pare, a iskazuje se u Celzijevim
stupnjevima. Umjesto rosišta, u meteorologiji se često gleda vrijednost
rosišne razlike tj. deficit rosišta.
Rosišna razlika ili deficit (D) je jednostavno razlika između temperature
zraka t i rosišta td .
Rosište – točka zasićenja
- vezano uz relativnu vlagu
- relativna vlaga od 100% ukazuje na to da je t = td i da je zrak
maksimalno zasićen vodenom parom
- ako rosište ostane konstantno,
a temperature raste, relativna vlaga pada
* Rosište je povezano sa količinom
vlage u zraku, dok je relativna vlažnost
povezana sa činjenicom koliko je zrak
blizu zasićenja.
Količina vodene pare u zraku ne može se izravno mjeriti, tj. nema
instrumenta koji bi izravno mjerio tlak vodene pare, nego se vlažnost zraka
određuje pomoću formule u koju se uvrštavaju mjerljive veličine.
e = E’ – k(ts – tm) e – parcijalni tlak vodene pare,
E’ – tlak zasićenih vodenih para
k = 66,7 Pa/K
To je tzv. psihrometrijska formula pomoću koje se tlak vodene pare
proračunava na temelju podatka o temperaturi zraka ts (engl. “dry-bulb
temperature”) i tzv. temperaturi mokrog termometra tm (engl. “wet-bulb
temperature”).
Temperatura mokrog termometra je najniža temperatura na koju
možemo ohladiti mokri termometar putem isparavanja vode s tkanine.
obični, suhi termometar mokri termometar
Obični termometar (tzv. suhi termometar) i mokri termometar (obični
termometar, ali je spremište žive omotano mokrom tkaninom) zajedno čine
psihrometar.
Psihrometar je instrument koji se sastoji od dva jednaka termometra.
Posudica jednog termometra je omotana platnenom krpicom koja se
namoči destiliranom vodom. Taj se termometar naziva mokri termometar,
za razliku od drugog koji se naziva suhi termometar.
S krpice mokrog termometra voda hlapi, pa se njemu temperatura
snižava. Što je manja relativna vlažnost zraka, to je i veća razlika
temperature između vlažnog i suhog termometra. Poznavajući suhu i
mokru temperaturu, iz psihrometrijskih tablica moguće je
odrediti relativnu vlažnost zraka, stvarni i ravnotežni tlak pare, te
temperaturu rosišta.
Ravnotežno stanje nastaje 4 do 5 minuta nakon vlaženja krpice mokrog
termometra. Tada se živa u mokrom termometru zaustavi u spuštanju i
treba očitati temperaturu mokrog termometra.
- osim tablica – postoje i psihrometrijske karte
Recommended