Виртуальная температура

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

Виртуа́льная температу́ра это температура сухого воздуха, до которой нужно нагреть его для того, чтобы его плотность сравнялась с плотностью влажного воздуха, взятого с тем же давлением.

Необходимость введения виртуальной температуры связано с тем, что при подстановке этого параметра в уравнения состояния газа они становятся инвариантны относительно влажности.

Различия в плотностях сухого и влажного воздуха обусловлены различием их молярных масс. Так, молярная масса сухого воздуха около 29 г/моль, а молярная масса водяного пара 18 г/моль, поэтому влажный воздух, содержащий в составе водяной пар, имеет меньшую плотность чем сухой воздух, взятый с сухим воздухом при одинаковых температуре и давлении.

Отличие плотностей сухого и влажного воздуха при обычных температурах и влажностей невелико и становится существенным только при высокой температуре и большой влажности.

Определение

Виртуальная температура определяется по формуле:

[math]\displaystyle{ {T_v}=\frac{T}{1-\frac{e}{p}(1-{\epsilon})}, }[/math]
где
[math]\displaystyle{ \epsilon=\frac{R_{air}}{R_{water}}=\frac{M_{water}}{M_{air}}=0.622, }[/math]

[math]\displaystyle{ T, \epsilon, p, M }[/math] — температура воздуха, парциальное давление водяного пара, атмосферное давление и молярная масса соответственно,

Пользуясь виртуальной температурой можно применять к влажному воздуху уравнения состояния и другие соотношения справедливые для сухого воздуха. Введя виртуальную температуру в уравнение состояния влажного воздуха можно получить его плотность:

[math]\displaystyle{ \rho = P/ RT_v, }[/math]
где [math]\displaystyle{ R }[/math] — газовая постоянная сухого воздуха, равная в СИ 2,87⋅102 [дж/кг·град].

См. также

Ссылки