Κάθε στροφή και κάθε φρενάρισμα κρύβουν νόμους της φυσικής που καθορίζουν το αποτέλεσμα. Ανακάλυψε πώς η ορμή επηρεάζει την κίνηση και τι συμβαίνει στις συγκρούσεις. Άνοιξε το καπό και δες πώς τα αέρια μετατρέπουν τη θερμότητα σε ισχύ. Μπες στη θέση του οδηγού και ετοιμάσου για τον μεγάλο αγώνα μαζί μας 🏎️🏁

Φυσική Προσανατολισμού Β' Λυκείου

21. Ένθετο: Αδιαβατικές μεταβολές του ατμοσφαιρικού αέρα

# Αδιαβατικές μεταβολές του ατμοσφαιρικού αέρα

Στις **αδιαβατικές μεταβολές** δε γίνεται ανταλλαγή θερμότητας ανάμεσα στο σύστημα και το περιβάλλον (\(Q=0\)). Τέτοιες μεταβολές δε συμβαίνουν μόνο σε εργαστηριακά δοχεία με μονωτικά τοιχώματα ή σε πολύ γρήγορες μεταβολές, αλλά και στον ίδιο τον ατμοσφαιρικό αέρα, δημιουργώντας αυξομειώσεις στη θερμοκρασία του. Πρόκειται για ένα από τα φαινόμενα που λαμβάνουν υπόψη τους οι μετεωρολόγοι όταν μελετούν τις μεταβολές στην ατμόσφαιρα και προβλέπουν τα καιρικά φαινόμενα. 🌦️

Ας θεωρήσουμε μια μεγάλη μάζα αέρα πάνω από μια πεδιάδα. Η ποσότητα αυτή δεν περικλείεται από αδιαβατικά τοιχώματα, αλλά, λόγω του τεράστιου όγκου της, συμπεριφέρεται σαν να είναι μονωμένη: παρά το γεγονός ότι τα περιφερειακά της στρώματα αναμιγνύονται με αέρα διαφορετικής θερμοκρασίας και πίεσης, το σύνολο της ποσότητας παραμένει πρακτικά ανεπηρέαστο από το περιβάλλον. Καθώς η μάζα αυτή ανεβαίνει, η πίεση του ατμοσφαιρικού αέρα ελαττώνεται με το ύψος από την επιφάνεια της Γης, οπότε ο όγκος της αυξάνεται. Επειδή δεν προλαβαίνει να ανταλλάξει θερμότητα με το περιβάλλον, **η εκτόνωση μπορεί να θεωρηθεί αδιαβατική**, και σε μια αδιαβατική εκτόνωση η θερμοκρασία του αερίου μειώνεται. Αντίστροφα, όταν μια αέρια μάζα κατεβαίνει, συμπιέζεται αδιαβατικά και η θερμοκρασία της αυξάνεται.

<fact>

**Εμπειρικός κανόνας ψύξης (αδιαβατική θερμοβαθμίδα):** Έχει διαπιστωθεί ότι όταν τέτοιες μάζες αέρα ανεβαίνουν κατά \(1\ \mathrm{km}\), η θερμοκρασία τους ελαττώνεται κατά \(10\ ^{\circ}\mathrm{C}\):
\[
\frac{\Delta T}{\Delta h} \approx -10\ \frac{^{\circ}\mathrm{C}}{\mathrm{km}}
\]

</fact>

<alert>

**Παράδειγμα — Όλυμπος:** Αν μια θερμή μάζα αέρα του θεσσαλικού κάμπου, θερμοκρασίας \(30\ ^{\circ}\mathrm{C}\), ανέβει κατά \(3\ \mathrm{km}\) (περίπου το ύψος του παρακείμενου Ολύμπου), στην κορυφή θα έχει θερμοκρασία \(30 - 3 \cdot 10 = 0\ ^{\circ}\mathrm{C}\). Έτσι εξηγείται γιατί στα βουνά η θερμοκρασία είναι χαμηλή, σε αντίθεση με τη θερμοκρασία στις πεδιάδες ❄️, και γιατί οι ψηλές κορυφές παραμένουν χιονισμένες.

</alert>
