대기열역학 관련해서 문제 질문부탁드립니다! 아무리 봐도 도저히 모르겠네요 ㅠㅠ
1. T*≈ (1+0.61ω)T임을 보여라.
2. 1,000hpa기압에서 0°C에 포화된 공기덩이가 있다. 이 공기덩이의 가온도를 계산하시오.(포화되었으므로 T*를 구하는 식의 ω자리에 ωs값을 대입하면 됨.)
3. 혼합비가 ω인 습윤공기의 Cp가 Cpd(1+0.84ω) 임을 보이고 ω=40g/kg일 때, Cp와 Cpd의 차이는 얼마인가?
위 3문제 풀이과정좀 부탁드립니다 ㅠㅠ
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
이 식은 습윤 공기의 가온도를 계산하는 데 사용되는 근사식입니다. 여기서 T는 절대온도, ω는 혼합비, 그리고 T*는 가온도를 나타냅니다. 이 식은 습윤 공기의 열 용량이 건조 공기의 열 용량보다 약간 더 크다는 사실을 반영하고 있습니다. 이는 수증기가 공기 중에 혼합됨에 따라 공기의 열 용량이 증가하기 때문입니다.
1,000hpa기압에서 0°C에 포화된 공기덩이의 가온도를 계산하는 방법:
위에서 언급한 식을 사용하면, T* = (1 + 0.61ωs)T로 계산할 수 있습니다. 여기서 ωs는 포화 혼합비를 나타냅니다. 0°C에서의 포화 혼합비는 약 3.8g/kg이므로, 이 값을 식에 대입하면 T* = (1 + 0.61 * 0.0038) * 273.15 ≈ 273.65K를 얻을 수 있습니다.
혼합비가 ω인 습윤공기의 Cp가 Cpd(1+0.84ω) 임을 보이는 방법:
이 식은 습윤 공기의 비열(Cp)이 건조 공기의 비열(Cpd)보다 약간 더 크다는 사실을 반영하고 있습니다. 이는 수증기가 공기 중에 혼합됨에 따라 공기의 비열이 증가하기 때문입니다. 따라서 ω=40g/kg일 때, Cp와 Cpd의 차이는 Cp - Cpd = Cpd * 0.84 * ω = 1005J/(kgK) * 0.84 * 0.04 ≈ 33.77J/(kgK)입니다.
이 모든 계산은 근사치를 사용하므로 실제 값과 약간 다를 수 있습니다. 이러한 계산은 대기과학에서 습윤 공기의 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다.
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