Kondensation: Betydning, proces og typer

Efter at have læst denne artikel vil du lære om: - 1. Betydning af kondensation 2. Forudsætninger for kondensation 3. Proces 4. Typer.

Betydning af kondensation:

Kondensation er en proces, hvorved vanddamp ændres fra gasformigt til flydende tilstand. Hvis luften afkøles under dugpunktet, skifter en del vanddamp til væske. Kondensation i luften foregår ikke automatisk, som det sker i den lukkede vandbeholder.

I en forseglet beholder begynder vanddamp at kondensere tilbage i vandet, når mætningen er nået. Men i atmosfæren er kondens ikke en simpel proces. Der er en forudsætning for kondensering af vanddampe, at der skal være en overflade, hvor vanddampene kan kondensere ved daggpunkt.

Overfladen til kondensering af vanddampe tilvejebringes af kondenseringskernerne, der er til stede i stort antal i atmosfæren. Derfor finder kondensering af vanddampe i atmosfæren kun sted, hvis der er tilstrækkeligt antal kondenseringskerner til stede.

Forudsætninger for kondensation:

jeg. Tilstrækkelig mængde vanddampe bør være tilgængelig i luften.

ii. Mætning af luft opnås ved at nedsætte temperaturen eller ved at tilføje vanddampe i den.

iii. Tilstrækkeligt antal kondenseringskerner bør være tilgængelige.

I mangel af kondensationskerner kan kondensering ikke starte selvom den relative fugtighed overstiger 100 procent. Men der er altid et stort antal støvpartikler i luften. Under sådanne forhold overstiger den relative fugtighed sjældent 101 pct.

På den anden side har hygroskopiske kerner stor affinitet for vanddampe, derfor kan kondensering starte selvom relativ fugtighed er langt mindre end 100 procent. Senere, når den relative fugtighed når tæt på 100 procent, vokser vanddråberne i størrelse. En sådan form for betingelser er afgørende for dannelsen af ​​skyer.

Den eneste måde, hvorpå store mængder vanddamp i atmosfæren kan omdannes til væske, er kondens og til fast, er sublimering, hvilket fører til reduktion i temperaturen af ​​luften tæt på eller under daggpunktet.

Den usynlige fugtighed i atmosfæren ændres til en række forskellige former. Hvis atmosfæren afkøles, reduceres dens evne til at holde vand, og hvis den er tilstrækkeligt sænket, finder kondensering sted.

Den form, hvori vanddampene kondenserer, bestemmes af de betingelser under hvilke afkøling finder sted.

Kondensationsproces:

Der er fire vigtige processer, hvorunder luft køler under dugpunktet:

1. Helbredelse ved stråling,

2. Kontakt med kolde overflader som kølig jord, plantens blade, lag af sne og isbjerge,

3. Blanding med kold luft, og

4. Ingen faktisk tilsætning eller tilbagetrækning af varme. Denne type temperaturændringer skyldes interne processer i adiabatisk forandring, f.eks. Adiabatisk afkøling ved udvidelse i stigende luftstrøm.

Adiabatisk køleproces:

Adiabatisk proces er defineret som den proces, hvor ingen varme tilsættes eller trækkes fra luftmassen. En proces med adiabatisk eller ekspansionsafkøling afhænger i første omgang af pakken af ​​luftmasse, som stiger gennem atmosfæren til højere forhøjelser. Temperaturændringer, der involverer ingen subtraktion eller tilførsel af varme, kaldes adiabatiske temperaturændringer.

Luft er en dårlig varmeleder. Derfor beholder vertikalt bevægende luftmasse varmeenergi, der holder sin termiske identitet forskellig fra den omgivende luft. Når luftmassen stiger, udvides den på grund af fald i tryk ved højere højder. Som følge heraf øges volumenet af den stigende luftmasse på grund af ekspansion.

Under udvidelsen skal luftmassen arbejde mod omgivende luft. Under denne proces forbruges den interne varmeenergi i luftmassen på grund af ekspansionsreducerende termisk energi pr. Enhed volumen resulterende temperaturfald.

Frekvensen for fald i temperaturen på den bevægelige luftmasse med højden kaldes adiabatisk bortfaldshastighed (ALR). Hvis luftmassen forbliver tør, kaldes hastigheden for temperaturfaldet tør adiabatisk bortfaldshastighed (DALR). Værdien af ​​DALR er ca. 10 ° C / km. Det adskiller sig fra den normale bortfaldshastighed. Det kaldes også miljøforløbshastighed, som registreres af termometeret, der føres gennem atmosfæren af ​​en stigende ballon.

Temperaturen i den stigende luftmasse fortsætter med at falde, indtil den bliver mættet. Yderligere afkøling af luftmassen resulterer i kondensering. Under kondensvand omdannes vanddamp til væskefrigivende latent kondensvand. Den kondenserende latente varme blandes med den bevægelige luftmasse.

Som følge heraf afkøles luftmasse pakken langsommere end tør adiabatisk bortfaldshastighed. Den lavere kølehastighed kaldes mættet adiabatisk bortfaldshastighed (SALR). Generelt forbliver dens værdi omkring 5 ° C / km, men dens værdi varierer fra ca. 4 ° C / km til meget fugtig luft i ækvatorialområderne til ca. 9 ° C / km for kold luft i polarområderne.

Kondensation afhænger derfor af to variabler, dvs. mængden af ​​afkøling og relativ fugtighed i luften.

Typer af kondensation:

Forskellige former for kondens nær jorden er:

1. Dew,

2. Tåge,

3. Frost og

4. Smog.

I. Dug:

Dug formeres direkte ved kondensering nær jorden, når overfladen er afkølet ved udgående stråling. Dugdannelse forekommer hovedsageligt, når nætterne er klare og vinden er rolig. Generelt dug former på græsset, på blade af planterne og ethvert andet fast objekt nær jordoverfladen.

Betingelser gunstige for dug :

(i) radiologisk køling om natten

(ii) rolige forhold / lette vinder

(iii) Klare himmel, kølige og lange nætter,

iv) tilstrækkelig tilgængelighed af vanddampe

(v) Anticyklon vind, og

(vi) Kold advektion.

Betingelser ikke gunstige for dug:

(i) Overskyet himmel,

(ii) stærke overfladevinde

(iii) Tilstedeværelse af cyklonisk cirkulation, og

iv) varm advektion

II. Tåge:

Tåge resulterer fra kondensering af atmosfæriske vanddampe i vanddråber, som forbliver suspenderet i luften i tilstrækkelige koncentrationer for at reducere overfladesynlighed. Tåge er simpelthen et skyde lag meget tæt på overfladen. Det er en stor risiko i industriområdet. Det er meget almindeligt om vinteren. Det er også meget almindeligt nær kystområder.

Betingelser gunstige for tåge:

1. Overdreven fugtighed, relativ fugtighed skal være over 75 procent.

2. Rolig / let vind, og

3. Anti-cyklon vind.

Typer af tåge:

1. Fordampningsdåge:

(a) Frontdåge og

(b) dampdåge.

2. Køle tåge:

(a) Advection Fog,

(b) stråle tåge

(c) Inversion Fog, og

(d) Upslope Tåge.

(1) Fordampningsdåge:

a) Frontdåge:

Når varmt regn falder gennem kold luft, dannes skyer eller stratus på frontfladen på grund af supermætning forårsaget af fordampning fra varmt regn til kold luft.

(b) damptåge:

Det er en ustabil type tåge produceret ved intens fordampning fra vandoverfladen til relativt kold luft. Damptåge findes i de midterste breddegrader i nærheden af ​​søer og floder i efteråret, når vandoverfladerne stadig er varme og luften er kold.

(2) køle tåge:

(a) Advektionsdåge:

Advektionsdåge produceres ved transport af varm, fugtig luft over en koldere overflade, hvilket resulterer i afkøling af overfladelagene under deres dugpunkt, idet kondensering finder sted i form af tåge. Det kan også produceres, hvis den kolde luftmasse bevæger sig over den varme havoverflade.

b) strålingsdåge

Stråling tåge eller jord tåge er produceret, når stillestående fugtig luft er i berøring med jorden, der er blevet gradvist køligere om natten på grund af en overdreven udgående stråling.

(c) Inversion tåge:

Det er navnet på enhver form for tåge- eller stratussky, der oprindeligt udvikler sig oven på et fugtigt lag, ledsaget af bundfald over inversionen, intensiverer sidstnævnte og producerer stratusskyen, der kan bygge ned til jorden som tåge.

(d) Opadgående tåge:

Upslope tåge er en stabil type tåge som følge af den gradvise orografiske ophævelse af konvektivt stabil luft. Luften køler adiabatisk og tågen begynder at danne, når den når en højde, hvor luften er afkølet til mætning.

III. Frost:

Det er ikke den frosne dug. Frost opstår, når dugpunktet i luften falder under frysepunktet (0 ° C). Når kondensering starter med temperatur under 0 ° C, passerer vanddampene i luften direkte fra gasformig til fast tilstand (sublimering).

Frost kan være let eller tungt. Når frosten er tung, er afgrøder beskadiget. Det kaldes også at dræbe frost. Frosty nætter er mere almindelige i vintersæsonen i det nordvestlige Indien. Afgrøderne, der er følsomme over for lavtemperaturskader, har stor skade.

en. Stråling frost:

Det sker i rolige, klare aftener, når jordbundsstråling går tabt i rummet. Fraværet af skyer og tung koncentration af vanddamp fører til dannelsen af ​​strålings frost.

b. Advektion frost:

Det forekommer i de områder, hvor kold luft advektes fra koldere områder ved stærkere vind. Adventiv frost- eller vindfrost kan forekomme på ethvert tidspunkt på dagen eller natten uanset himmelforholdene. I nogle tilfælde kan den advektive frost intensiveres ved stråling frost.

c. Hoar frost eller hvid frost:

Det skyldes sublimering af iskrystaller på genstande som trægrene, ledninger mv. Disse genstande skal have en temperatur under frysning, da luft med dugpunkt under frysning bringes til mætning ved afkøling.

d. Sort frost:

Det opstår, når vegetationen er frosset på grund af en reduktion i luftens temperatur, der ikke indeholder tilstrækkelig fugtighed.

Forskel mellem stråling og advektion Frost:

I tilfælde af stråling frost, rolige, klare nætter og temperatur inversion er de vigtigste betingelser. Det er af kort varighed. I tilfælde af advektion frost er stærke vind og fravær af temperaturinversion de vigtigste forhold. Det har lang varighed.

Frost kontrol:

Frost bør kontrolleres for at opretholde væv af vegetation over dødelig temperatur. Grøntsagsafgrøder er beskadiget af frosten. Skaderne på afgrødeplanterne afhænger af typen af ​​afgrøde. Tilstedeværelsen af ​​frost på bladene hæmmer den normale funktion af stomata.

Som følge heraf påvirkes fotosyntesen negativt. Under svære frodige forhold kan afgrødeplanterne blive dræbt. Derfor bliver det vigtigt at redde afgrøderne mod frostskader.

Følgende metoder kan vedtages for at redde afgrøderne mod frostskader:

1. Udvælgelse af websted,

2. Øget strålingsaflytning (røgskærm)

3. Termisk isolering,

4. Luftblanding (motordrevne propeller og varme fans til at drive varm luft i inversionslaget nedad),

5. Direkte luft og plantevarme,

6. Vandanvendelse, og

7. Jordmanipulation.

IV. smog:

Det er kombinationen af ​​tåge og røg, som findes over store industrilande i mellem- eller højbreddegrader. Da det vedvarer i flere dage sammen og forårsager så mange sygdomme og dødsfald, er det derfor også kendt som en dræber tåge.

Kondens over jorden:

I sommersæsonen opvarmes luftmassen ved jordoverfladen på grund af kraftig varmeenergi. Denne luftmasse bliver varmere i forhold til omgivende miljø. Stærke vertikale strømme genereres, hvilket hæver den varme og lette luftmasse. Den stigende luftmasse bliver mættet på grund af afkøling.

Yderligere afkøling af den mættede luftmasse fører til kondensering. Opløften af ​​luftmassen fortsætter, selv om den oprindelige årsag til ophævningen er ophørt med at være effektiv. Senere er opadgående bevægelse af luft forårsaget af opdriftskraften. Ofte synker luftmassen tilbage til det tidligere niveau. Luftmassens opadgående og nedadgående bevægelse afhænger af atmosfærens stabilitet og ustabilitet.