Température diminue à mesure que l'altitude augmente parce que la pression de l'air est inférieure à des altitudes plus élevées. Le procédé par lequel la température de l'air diminue en raison d'une diminution de la pression est ce qu'on appelle un refroidissement adiabatique. Si une certaine parcelle d'air se déplace vers le haut, sa température diminue, même si elle n'échange de chaleur avec son environnement. Si elle se déplace vers le bas, la température augmente.
processus adiabatique
processus adiabatiques sont les procédés dans lesquels la température d'un fluide change en raison du changement de pression sans gagner ou de perdre la chaleur de l'environnement. Gardez à l'esprit que les deux liquides et les gaz sont des types de fluides, et dans le monde réel il n'y a pas une telle chose comme un processus totalement adiabatique. Il y a toujours un transfert de chaleur dans des situations du monde réel, mais de nombreux processus tels que l'air ascendant ou descendant dans l'atmosphère, sont suffisamment proches pour être considéré comme adiabatique.
Conservation d'énergie
La première loi de la thermodynamique affirme que l'énergie ne peut être créée ou détruite. Comme l'air augmente ou diminue, la quantité totale d'énergie à l'intérieur il reste le même. La zone où elle remplit, cependant, change. Chaque couche d'une sphère est plus grande que celle qui la précède. Par conséquent, il n'y a plus d'espace pour remplir plus haut dans l'atmosphère. Ceci est la raison pour laquelle la pression diminue à mesure que l'altitude augmente. La parcelle d'air doit faire le travail afin d'élargir pour remplir une zone plus large. Son énergie peut soit maintenir sa température, qui est une mesure de l'énergie cinétique moyenne, ou il peut se développer, mais il ne peut pas faire les deux.
Thermique fonction de la température
Il peut sembler contradictoire de dire qu'un processus adiabatique est celui dans lequel la chaleur reste constante, puis de dire que la température diminue. En physique, la chaleur et la température sont des choses différentes. La chaleur est une mesure de l'énergie totale du mouvement moléculaire dans un objet, alors que la température est une mesure de l'énergie moyenne de mouvement dans cet objet. Un gigantesque iceberg, par exemple, contient plus de chaleur qu'une casserole d'eau bouillante, même si la température de l'eau est plus élevée.
Gradient adiabatique Taux
La vitesse à laquelle l'air chauffe ou refroidit comme il tombe ou monte est constante. Dans l'air saturé, ce qui signifie l'air qui a moins d'eau qu'il peut contenir, le gradient adiabatique est égal à 10 degrés Celsius par 1000 mètres, ou 5,5 degrés Fahrenheit par 1.000 pieds. Cela signifie que si une masse d'air augmente de 2.000 mètres, par exemple, sa température va chuter de 20 degrés Celsius, et l'inverse est vrai si l'air diminue de 2000 mètres.