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3.0: गृहकार्य अभ्यास - भूविज्ञान

3.0: गृहकार्य अभ्यास - भूविज्ञान


बी 1 (§)। इंटरनेट से पी, और इस अध्याय से थर्मोडायनामिक आरेख की एक प्रति पर परिणाम की साजिश रचें।

बी २. अपने आस-पास के ऊपरी-हवा वाले मौसम स्टेशन के लिए (या आपके प्रशिक्षक द्वारा निर्दिष्ट साइट के लिए), इंटरनेट से हाल ही में तैयार की गई ध्वनि प्राप्त करें। पृष्ठभूमि समतापी और समदाब रेखाएँ ज्ञात कीजिए और उनकी व्यवस्था की तुलना इस अध्याय में दिए गए आरेख (चित्र 3.4) से कीजिए। हम वायुमंडलीय स्थिरता अध्याय में अन्य थर्मो-आरेख प्रारूपों के बारे में अधिक जानेंगे।

बी3. अपने शहर में तापमान प्राप्त करने के लिए इंटरनेट का उपयोग करें और अपने से लगभग 100 किमी नीचे के शहर में भी। दोनों शहरों में हवा की गति भी प्राप्त करें और औसत लें। उन दो शहरों के बीच हवा में स्थानीय तापन में संवहन के योगदान की गणना के लिए इस औसत गति का उपयोग करें।

बी 4। एक मौसम मानचित्र या अन्य मौसम रिपोर्ट प्राप्त करने के लिए इंटरनेट का उपयोग करें जो आपके स्थान पर (या आपके प्रशिक्षक द्वारा निर्दिष्ट किसी अन्य स्थान पर) सूर्योदय से ठीक पहले मनाया गया सतही हवा का तापमान दिखाता है। उसी स्थान के लिए, दोपहर के मध्य में तापमान का नक्शा या रिपोर्ट खोजें। इन दो प्रेक्षणों से, उस समयावधि में तापमान परिवर्तन की दर की गणना करें। साथ ही, गुणात्मक रूप से वर्णन करें कि यूलेरियन ताप बजट में कौन से पद सबसे बड़े हो सकते हैं। (संकेत: यदि हवा चलती है, तो शायद संवहन महत्वपूर्ण है। यदि साफ आसमान है, तो सौर-गर्म जमीन से गर्मी हस्तांतरण महत्वपूर्ण हो सकता है। तापमान परिवर्तन के लिए कौन सी भौतिक प्रक्रिया सबसे महत्वपूर्ण है यह निर्धारित करने के लिए आवश्यकतानुसार अन्य मौसम मानचित्रों तक पहुंचें।)

बी5. स्पष्ट तापमान का स्थानीय मौसम मानचित्र प्राप्त करने के लिए इंटरनेट का उपयोग करें, जैसे कि सर्दियों में सर्द हवा या गर्मियों में हीट इंडेक्स (या ह्यूमडेक्स)। यदि नक्शा आपके स्थान को कवर करता है, तो तुलना करें कि हवा आपको कैसा महसूस करती है बनाम मानचित्र पर स्पष्ट तापमान।

बी6. 4 विभिन्न प्रकार के तापमान सेंसर (एक ही प्रकार के सेंसर के 4 मॉडल नहीं) की छवियों को प्राप्त करने के लिए इंटरनेट का उपयोग करें।

ए1. 3 किग्रा वायु जो __°C से गर्म होती है, के पास संवेदी ऊष्मा (एंथैल्पी) (J) में परिवर्तन ज्ञात कीजिए।

ए। 1बी 2सी। 3डी 4इ। 5एफ 6
जी 7एच 8मैं। 9जे। 10क। 1 1म। 12

ए २. विशिष्ट ऊष्मा ज्ञात कीजिए Cपी आर्द्र हवा का जल-वाष्प मिश्रण अनुपात (g .)भाप/जीसूखी वायु) का:

ए। 0.010बी 0.012सी। 0.014डी 0.016इ। 0.018एफ 0.020
एच 0.022मैं। 0.024जे। 0.026क। 0.028म। 0.030

ए3. ___ किग्रा जलवाष्प के संघनन के लिए गुप्त ऊष्मा (J) में परिवर्तन ज्ञात कीजिए।

ए। 0.2बी 0.4सी। 0.6डी 0.8इ। 1.0एफ 1.2
जी १.४एच 1.6मैं। १.८जे। 2.0क। २.२म। २.४

ए4. 1.2 किग्रा m वायु घनत्व मानकर, ऊष्मा अंतरण और दाब परिवर्तन के निम्नलिखित मानों को देखते हुए वायु का तापमान परिवर्तन (°C) ज्ञात कीजिए।–3.

q (जे किलो–1)∆पी (केपीए)
ए।5005
बी10005
सी।15005
डी20005
इ।25005
एफ30005
जी50010
एच100010
मैं।150010
जे।200010
क।250010
म।300010

ए5. तापमान में परिवर्तन (डिग्री सेल्सियस) का पता लगाएं यदि एक एयर पार्सल नीचे दिए गए गर्मी हस्तांतरण मूल्यों का अनुभव करते हुए निम्नलिखित दूरी बढ़ाता है।

q (जे किलो–1)z (किमी
ए।5000.5
बी10000.5
सी।15000.5
डी20000.5
इ।25000.5
एफ30000.5
जी5001
एच10001
मैं।15001
जे।20001
क।25001
म।30001

ए6. निम्नलिखित तापमान परिवर्तन को देखते हुए T (डिग्री सेल्सियस) z = 4 किमी की ऊंचाई के अंतर में, चूक दर (डिग्री सेल्सियस किमी) का पता लगाएं–1):

ए। 2बी 5सी। 10डी 20इ। 30एफ 40
जी 50एच -2मैं। -5जे। -10क। -20म। -30

ए ७. रुद्धोष्म प्रक्रम के लिए निम्नलिखित प्रारंभिक तापमान और ऊँचाई परिवर्तन के साथ एक एयर पार्सल का अंतिम तापमान (°C) ज्ञात कीजिए।

टीप्रारंभिक (डिग्री सेल्सियस)z (किमी)
ए।150.5
बी15–1.0
सी।151.5
डी15–2.0
इ।152.5
एफ15–3.0
जी50.5
एच5–1.0
मैं।51.5
जे।5–2.0
क।52.5
म।5–3.0

ए8. समीकरणों का उपयोग करते हुए (थर्मो आरेख का उपयोग नहीं करते हुए), अंतिम दबाव पर शुष्क हवा का अंतिम तापमान (डिग्री सेल्सियस) ज्ञात करें, यदि यह प्रारंभिक तापमान और दिए गए दबाव से शुरू होता है। (मान लें रुद्धोष्म।)

टीप्रारंभिक (डिग्री सेल्सियस)पीप्रारंभिक (केपीए)पीअंतिम(केपीए)
ए।510080
बी510050
सी।58050
डी580100
इ।06080
एफ06050
जी08040
एच080100
मैं।–159080
जे।–159050
क।–157050
म।–1570100

ए9. पिछले प्रश्न के समान, लेकिन थर्मो आरेख चित्र 3.4 का उपयोग करें।

ए10. नीचे सूचीबद्ध तापमान और ऊंचाई के साथ हवा को देखते हुए, संभावित तापमान की गणना के लिए सूत्रों (थर्मो आरेख नहीं) का उपयोग करें। अपनी गणना में सभी चरणों को दिखाएं।

जेड (एम)टी (डिग्री सेल्सियस)
ए।40030
बी80020
सी।1,10010
डी1,5005
इ।2,0000
एफ6,000–50
जी10,000–90
एच–3035
मैं।7003
जे।1,300–5
क।4005
म।2,000–20

ए11. पिछले अभ्यास के समान, लेकिन आर्द्र हवा के लिए आभासी संभावित तापमान का पता लगाएं। ०.०१ g . के जल-वाष्प मिश्रण अनुपात का प्रयोग करेंभाप/जीशुष्क हवा अगर हवा का तापमान जमने से ऊपर है, और 0.0015 g . का उपयोग करेंभाप/जीसूखी वायु अगर हवा का तापमान ठंड से नीचे है। मान लें कि हवा में बर्फ या तरल पानी नहीं है।

ए12. नीचे सूचीबद्ध तापमान और दबाव वाली हवा को देखते हुए, संभावित तापमान की गणना के लिए सूत्रों (थर्मो आरेख नहीं) का उपयोग करें। अपनी गणना में सभी चरणों को दिखाएं।

पी (केपीए)टी (डिग्री सेल्सियस)
ए।9030
बी8020
सी।11010
डी705
इ।850
एफ40–45
जी20–90
एच10535
मैं।753
जे।60–5
क।655
म।50–20

ए13. पिछले अभ्यास के समान, लेकिन थर्मो आरेख चित्र 3.4 का उपयोग करें।

ए14. समीकरणों के बजाय, दिए गए वास्तविक वायु तापमान (डिग्री सेल्सियस) को खोजने के लिए चित्र 3.4 का उपयोग करें:

पी (केपीए)(डिग्री सेल्सियस)
ए।10030
बी8030
सी।6030
डी9010
इ।7010
एफ5010
जी80–10
एच50–10
मैं।2050

ए 15 (§)। चित्र ३.४ के समान थर्मो आरेख की गणना और प्लॉट करने के लिए एक स्प्रेडशीट का उपयोग करें, लेकिन इसके साथ: इज़ोटेर्म ग्रिड लाइनें प्रत्येक १० डिग्री सेल्सियस, और शुष्क एडियाबैट्स -50 डिग्री सेल्सियस से ८० डिग्री सेल्सियस तक प्रत्येक १० डिग्री सेल्सियस के लिए।

ए16. तापमान परिवर्तन की दर ज्ञात कीजिए (°C h .)–1) एक यूलेरियन समन्वय प्रणाली में जिसमें कोई आंतरिक ताप स्रोत नहीं है, नीचे कीनेमेटिक फ्लक्स विचलन मान दिया गया है। मान लीजिए x = y = z = 1 किमी।

Fx (किमी से)–1)Fy (K·m s–1)Fz (K·m s–1)
ए।123
बी12–3
सी।1–23
डी1–2–3
इ।–123
एफ–12–3
जी–1–23
एच–1–2–3

ए17. हवा और तापमान प्रवणता को देखते हुए, गतिज अनुकूली प्रवाह प्रवणता (°C h .) का मान ज्ञात कीजिए–1).

वी (एम एस–1)T/∆y (डिग्री सेल्सियस 100 किमी)
ए।5–2
बी52
सी।10–5
डी105
इ।–5–2
एफ–52
जी–10–5
एच–105

ए18. हवा और तापमान प्रवणता को देखते हुए, गतिज अनुकूली प्रवाह प्रवणता (°C h .) का मान ज्ञात कीजिए–1).

डब्ल्यू (एम एस–1)T/∆z (डिग्री सेल्सियस किमी–1)
ए।5–2
बी52
सी।10–5
डी10–10
इ।–5–2
एफ–52
जी–10–5
एच–10–10

ए19. प्रवाहकीय फ्लक्स का मान ज्ञात कीजिए Fजेड कोंडो (डब्ल्यू एम–2) ऊंचाई के साथ निरपेक्ष तापमान में परिवर्तन दिया गया (T2 - टी1 = मान नीचे) एक दूरी के पार (z2 - ज़ू1 = 1 मीटर):

ए। -1बी -2सी। -3डी -4इ। -5एफ -6जी -7
एच 1मैं। 2जे। 3क। 4म। 5एन 6ओ 7

ए20. प्रभावी सतह अशांत ऊष्मा प्रवाह (°C·m s .) ज्ञात कीजिए–1) 10 m s wind की हवा की गति के लिए जंगल के ऊपर–1, हवा का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस, और सतह का तापमान (डिग्री सेल्सियस)

ए। 21बी 22सी। 23डी 24इ। 25एफ 26जी २७
एच 19मैं। १८जे। 17क। 16म। 15एन 14ओ १३

ए21. एक शांत दिन में सतह पर प्रभावी गतिज गर्मी प्रवाह का पता लगाएं, 50 मीटर के उत्प्लावक वेग पैमाने के लिए–1, 25 डिग्री सेल्सियस की मिश्रित परत संभावित तापमान, और सतह संभावित तापमान (डिग्री सेल्सियस) के साथ:

ए। 26बी 28सी। 30डी 32इ। 34एफ 36जी 38
एच 40मैं। 42जे। 44क। 46म। 48एन 50

ए 22। 2ms . के डियरडॉर्फ वेग के लिए, शांत दिन पर सतह पर प्रभावी गतिज ताप प्रवाह का पता लगाएं–1, 24 डिग्री सेल्सियस की मिश्रित परत संभावित तापमान, और सतह संभावित तापमान (डिग्री सेल्सियस) के साथ:

ए। 50

ए23. शुष्क हवा के लिए, 25 डिग्री सेल्सियस की मिश्रित परत संभावित तापमान, 1.5 किमी की मिश्रित परत गहराई, और सतह संभावित तापमान (डिग्री सेल्सियस) के साथ, उछाल वेग पैमाने का पता लगाएं:

ए। २७बी 30सी। 33डी 36
इ। 40एफ 43जी 46एच 50

ए24. शुष्क हवा के लिए, 0.2 K·m s की सतह पर एक प्रभावी गतिज ताप प्रवाह के लिए डियरडॉर्फ वेग w* ज्ञात कीजिए।–1, हवा का तापमान 30 डिग्री सेल्सियस, और मिश्रित परत गहराई (किमी):

ए। 0.4बी 0.6सी। 0.8डी 1.0
इ। 1.2एफ १.४जी 1.6एच १.८

ए25. यदि 200 मीटर मोटी वायु परत के शीर्ष पर फ्लक्स 0.10 K·m s है, तो गतिज ऊष्मा फ्लक्स के ऊर्ध्वाधर विचलन का मान ज्ञात कीजिए।–1, और फ्लक्स ( K·m s–1) तल पर है:

ए। 0.18सी। 0.16डी 0.14
इ। 0.12एफ 0.10जी 0.08एच 0.06

ए26. निष्पक्ष मौसम के दौरान दिन के लिए प्रभावी सतही ताप प्रवाह और सीमा-परत गहराई के मूल्यों को देखते हुए, अशांत-प्रवाह ऊर्ध्वाधर ढाल का मूल्य क्या है?

एफएच (किमी · सेस–1)जेडमैं (किमी)
ए।0.252.0
बी0.151.5
सी।0.11.0
डी0.030.3
इ।0.080.3
एफ0.120.8
जी0.151.0
एच0.251.5

ए27. एक पूर्व-तूफान वातावरण को देखते हुए जहां तापमान पृथ्वी की सतह पर 25 डिग्री सेल्सियस से लेकर 11 किमी (ट्रोपोपॉज़) पर -60 डिग्री सेल्सियस तक रैखिक रूप से भिन्न होता है। अशांत प्रवाह के ऊर्ध्वाधर ढाल का मान क्या है (K s–1) की ऊंचाई (किमी) के लिए:

ए। 0.1बी 0.5सी। 1डी 1.5इ। 2एफ 2.5जी 3
एच 3.5मैं। 4जे। 5क। 6म। 7एन 8ओ 1 1

ए28. उष्मा प्रवाह का मध्य-क्षोभमंडल अधिकतम मान ज्ञात कीजिए (K·m s–1) एक तूफानी वातावरण के लिए, जहां क्षोभमंडल 11 किमी मोटा है, और क्षोभमंडल के शीर्ष पर हवा का तापमान एक मानक वातावरण के हवा के तापमान के बराबर है। लेकिन जमीन पर हवा का तापमान (डिग्री सेल्सियस) है:

ए। 16बी 17सी। १८डी 19इ। 20एफ 21जी 22
एच 23मैं। 24जे। 25क। 26म। २७एन 28ओ 29

ए29. गुप्त तापन दर (°C h .) ज्ञात कीजिए–1) वर्षा की दर (मिमी एच .) होने पर गरज के साथ क्षोभमंडल पर औसत–1) है:

ए। 0.5बी 1सी। 1.5डी 2इ। 2.5एफ 3जी 3.5
एच 4मैं। 4.5जे। 5.5म। 6एन 6.5ओ 7

ए30. नेट रेडिएटिव फ्लक्स (W m .) के नीचे दिया गया है–2) सतह पर पहुँचते हुए, संवेदनशील और गुप्त ऊष्मा प्रवाहों का योग ज्ञात कीजिए (W m)–2) सतह पर। (संकेत: विकिरण प्रवाह के संकेत से निर्धारित करें कि यह दिन है या रात।)

ए। -600बी -550सी। -500डी -450इ। -400
एफ -350जी -300एच -250मैं। -200जे। -150
क। -100म। -50एन 50ओ 100पी १५०

ए31. पिछली समस्या के समान, लेकिन बोवेन अनुपात को मानते हुए समझदार और गुप्त ऊष्मा प्रवाह (W m-2) के मूल्यों का अनुमान लगाएं:

ए32. मान लीजिए कि आपने तापमान T और मिश्रण अनुपात r को सतह परत (वायुमंडल के नीचे 25 मीटर) में दो ऊंचाई पर देखने के लिए टावर पर उपकरण लगाए हैं, जैसा कि नीचे दिया गया है। यदि -500 W m . का शुद्ध विकिरण–2 उस स्थल पर भी मापा गया था, फिर समझदार गर्मी प्रवाह और गुप्त गर्मी प्रवाह के प्रभावी सतह मूल्यों के मूल्यों का अनुमान लगाएं।

सूचीजेड (एम)टी (डिग्री सेल्सियस)आर (जीवापी/किलोग्रामवायु
210टी210
122015

जहां टी2 (डिग्री सेल्सियस) है:

ए। 13.5बी १३सी। 12.5डी 12इ। 11.5एफ 1 1
जी 10.5एच 10मैं। 9.5जे। 9क। 8.5म। 8

ए33. हवा चलने पर न केवल एक स्थिर व्यक्ति हवा की ठंड महसूस कर सकता है, बल्कि एक शांत हवा में चलने वाला व्यक्ति भी हवा की ठंड महसूस कर सकता है, क्योंकि शरीर की गति के सापेक्ष हवा की गति सबसे महत्वपूर्ण है। यदि आप नीचे दिए गए तापमान की शांत हवा के माध्यम से नीचे दी गई गति से चलते हैं, तो आपको किस स्पष्ट तापमान की हवा का झोंका महसूस होगा? दिया गया है: M (m s–1), टी (डिग्री सेल्सियस)।

ए। ५, ५बी १०, ५सी। १५, ५डी 20, 5इ। 25, 5
एफ 30, -10जी 25, -10एच 20, -10मैं। 15, -10जे। 10, -10

ए 34 (§)। ईक संशोधित करें। (३.६४) फ़ारेनहाइट में इनपुट और आउटपुट तापमान और मील प्रति घंटे में हवा की गति का उपयोग करने के लिए। आकृति 3.12 के समान लेकिन इन नई इकाइयों में ग्राफ बनाने के लिए पर्याप्त मानों की गणना करें।

ए35. 33°C के वास्तविक वायु तापमान और सापेक्षिक आर्द्रता (%) के लिए ऊष्मा सूचकांक स्पष्ट तापमान (°C) ज्ञात कीजिए:

ए। 5बी 10सी। 20डी 30इ। 50जी 60
एच 70मैं। 75जे। 80क। 85म। 90एन 90

ए36. ३३ डिग्री सेल्सियस के वास्तविक हवा के तापमान के लिए ह्यूमडेक्स स्पष्ट हवा का तापमान (डिग्री सेल्सियस) और एक ओस बिंदु तापमान (डिग्री सेल्सियस) का पता लगाएं:

ए। 32.5बी 32सी। 31डी 29एफ 28जी 26मैं। 25जे। 23क। 20म। 10ओ 5

ई1. मान लें कि प्रारंभ में 15°C पर 1 किलो तरल पानी एक अछूता कंटेनर में है। फिर आप कंटेनर में 1 किलो बर्फ डालें। बर्फ पिघलती है और तरल पानी ठंडा हो जाता है। अंततः एक अंतिम संतुलन पर पहुँच जाता है। वर्णन करें कि आप इस अंतिम संतुलन पर किसके साथ समाप्त होते हैं?

ई2. अपने शब्दों में स्पष्ट करें कि विशिष्ट ऊष्मा Cp (J·kg .) के लिए इकाइयाँ क्यों–1·क–1) गुप्त ऊष्मा कारक L (J·kg .) की इकाइयों से थोड़ा अलग हैं–1) (संकेत: आंतरिक ऊर्जा पर सूचना बॉक्स पढ़ें।)

ई3. अपने शब्दों में समझाइए कि C . का परिमाण क्योंपी C . के परिमाण से बड़ा होना चाहिएवी. (संकेत: C . पर INFO बॉक्स पढ़ेंपी बनाम सीवी).

ई 4। C . पर INFO बॉक्स पर विचार करेंपी बनाम सीवी, चित्र 3I.3c के साथ संतुलन पर एक प्रारंभिक अवस्था का प्रतिनिधित्व करता है। मान लीजिए कि आप चित्र (c) में पिस्टन में कुछ भार जोड़ते हैं जिससे पिस्टन एक नए संतुलन तक पहुँचने के लिए कम हो जाता है, लेकिन कोई तापीय ऊर्जा नहीं जोड़ी जाती है (∆q = 0)। वर्णन करें कि क्या होगा: (ए) औसतन अणु, (बी) सिलेंडर में गैस का तापमान, (सी) सिलेंडर में वायु घनत्व, और (डी) सिलेंडर में वायु दाब।

ई5. ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम (eq। 3.4d) के लिए एक प्रक्रिया के लिए कौन सा पद शून्य है:

ए। स्थिरोष्मबी इज़ोटेर्मालसी। समदाब रेखीय

ई6. ईक से शुरू करें। (३.४) और समीकरण (३.५) प्राप्त करने के लिए बीजगणित का उपयोग करें। इस व्युत्पत्ति को करने के लिए आपको क्या मानने की आवश्यकता थी? क्या परिणाम की कोई सीमा है?

ई7. चित्र 3.2 के लिए, सूचीबद्ध नहीं की गई अन्य प्रक्रियाओं पर अनुमान लगाएं जो एयर-पार्सल तापमान को प्रभावित कर सकती हैं।

ई8. चित्र 3.3 का प्रयोग करते हुए, अपने शब्दों में एक प्रक्रिया चूक दर और एक पर्यावरणीय चूक दर के बीच अंतर स्पष्ट करें। क्या दोनों एक ही ऊंचाई पर अलग-अलग मूल्यों के साथ मौजूद हो सकते हैं? क्यों?

ई9. समीकरण (3.7) हमें बताता है कि रुद्धोष्म रूप से बढ़ते वायु पार्सल का तापमान बढ़ती ऊंचाई के साथ रैखिक रूप से घटेगा। अपने शब्दों में, समझाएं कि आप उसी प्रक्रिया से तापमान में कमी के दबाव के साथ रैखिक रूप से घटने की उम्मीद क्यों नहीं करेंगे।

ई10. यदि एक एयर पार्सल इज़ोटेर्मली बढ़ता है (अर्थात्, निरंतर तापमान बनाए रखने के लिए गर्मी को जोड़ा या घटाया जाता है), तो एयर पार्सल के बढ़ने पर संभावित तापमान का क्या होगा?

ई11. चिनूक हवाएं (जिसे फोहेन विंड्स के रूप में भी जाना जाता है) में एक पहाड़ की ली ढलान से नीचे उतरने वाली हवा होती है और फिर पड़ोसी घाटी या मैदान में कुछ दूरी जारी रहती है। चिनूक हवाएँ घाटी में पहुँचने पर आमतौर पर गर्म क्यों होती हैं? (संकेत: वायु पार्सल के रुद्धोष्म अवरोहण पर विचार करें।)

ई12. आभासी संभावित तापमान की परिभाषा में, तरल पानी की बूंदें और बर्फ के क्रिस्टल हवा को भारी (यानी, ठंडा आभासी संभावित तापमान) क्यों करते हैं, भले ही ये कण हवा से गिर रहे हों?

ई13. सबसे पहले चित्र 3.4 की एक फोटोकॉपी बनाएं, ताकि आप मूल थर्मो आरेख को साफ रख सकें। क) प्रतिलिपि पर, एक मानक वातावरण के लिए ऊर्ध्वाधर तापमान प्रोफ़ाइल को प्लॉट करें, जैसा कि अध्याय 1 में परिभाषित किया गया है। मान लीजिए कि यह मानक प्रोफ़ाइल पृष्ठभूमि पर्यावरण वायु का प्रतिनिधित्व करती है।

बी) इसी आरेख पर, (पी, टी) = (१०० केपीए, १५ डिग्री सेल्सियस) पर एक एयर पार्सल का प्रतिनिधित्व करने वाले बिंदु को रखें। यदि आप इस पार्सल को रुद्धोष्म रूप से 50 kPa तक उठाते हैं, तो इसका नया तापमान क्या होगा?

ग) क्या उसी दबाव में पार्सल का तापमान पर्यावरण की तुलना में ५० kPa अधिक गर्म या ठंडा है?

ई 14 (§)। एक मानक वातावरण के लिए (अध्याय 1 देखें), z = 0, 2, 4, 6, 8, 10 किमी ऊंचाई पर संभावित तापमान की गणना करें। प्लॉट को निचले अक्ष के साथ और z को लंबवत अक्ष के साथ प्लॉट करें।

ई 15 (§)। थर्मो आरेखों में अक्सर कई अलग-अलग प्रकार की रेखाएँ होती हैं। उदाहरण के लिए, चित्र 3.4 के टी बनाम लॉग-पी आरेख की पृष्ठभूमि पर केवल एक प्रकार की रेखा खींची गई है: शुष्क एडियाबैट्स। इन एडियाबैट्स के बजाय, टी बनाम लॉग-पी आरेख की समान पृष्ठभूमि से शुरू करें, लेकिन इसके बजाय समान ऊंचाई के बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखाएं बनाएं (जिन्हें कहा जाता है) समोच्च लाइनें)। इन पंक्तियों की गणना करने के लिए, अध्याय 1 से पी बनाम (जेड, टी) को हल करने के लिए हाइपोमेट्रिक समीकरण का उपयोग करें। इसे z = 2, 4, 6, 8, 10 किमी समोच्च के लिए करें, जहां किसी एक ऊंचाई के लिए, समोच्च को परिभाषित करने वाले P के संगत मानों को खोजने के लिए T के विभिन्न मानों को प्लग करें।

ई16. संवहन एक सकारात्मक योगदान होने के लिए (यानी, हीटिंग का कारण बनता है) और हवा के लिए जो एक सकारात्मक समन्वय दिशा में है, समझाएं कि संबंधित तापमान ढाल नकारात्मक क्यों होना चाहिए।

ई17. मान लीजिए कि हल्की हवा (10 मीटर ऊंचाई पर 20 डिग्री सेल्सियस) एक गर्म महासागर (सतह पर 26 डिग्री सेल्सियस) के ऊपर टिकी हुई है, जिससे कंवेक्शन (हवा का ऊर्ध्वाधर उलटना)। यदि कोई माध्य क्षैतिज पवन नहीं है, तो सतह पर प्रभावी ऊष्मा प्रवाह का क्या मूल्य है? एक मिश्रित परत मान लें जो r = 0.01 gvapor/gair और = 15°C की औसत थर्मोडायनामिक अवस्था के साथ 1200 मीटर मोटी हो।

ई18. प्रकाश ठंडी हवा की तुलना में गर्म हवा में तेजी से यात्रा करता है। चित्र 3.7 के साथ इस जानकारी का उपयोग यह समझाने के लिए करें कि क्यों निम्न मृगतृष्णा (आकाश के प्रतिबिंब) गर्म सतहों जैसे डामर सड़कों पर दिखाई दे रहे हैं। (संकेत: एक तरंग मोर्चे पर विचार करें जो ज्यादातर क्षैतिज रूप से आगे बढ़ रहा है, लेकिन सड़क की सतह के सापेक्ष एक छोटे कोण पर थोड़ा नीचे की ओर भी है, और इस तरंग मोर्चे के प्रत्येक भाग की आगे की गति को ट्रैक करें - एक प्रकाशिकी विधि जिसे ह्यूजेंस सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। देखें वायुमंडलीय प्रकाशिकी अध्याय में विवरण।)

ई19. किन परिस्थितियों में eq होगा। (३.३४ - ३.३५) विफल होने की उम्मीद है? क्यों?

ई20. ईक का प्रयोग करें। (३.३७) और (३.३९) तापमान अंतर के एक समारोह के रूप में गर्मी प्रवाह के लिए हल करने के लिए।

ई21. चित्र 3.8 में, ऊष्मा का प्रवाह उस ऊँचाई पर सबसे अधिक होता है जहाँ where है नहीं न तूफान के पहले से बाद के ऊर्ध्वाधर तापमान प्रोफाइल में परिवर्तन। ऐसा क्यों होना चाहिए?

ई22. हवा का तापमान कितनी तेजी से बदलता है यदि केवल तभी सक्रिय थर्मोडायनामिक प्रक्रिया प्रत्यक्ष आईआर कूलिंग थी?

ई23. एक गरज के साथ, क्षोभमंडल में पानी के संघनन की मात्रा अक्सर जमीन तक पहुंचने वाली बारिश की मात्रा से बहुत अधिक होती है। ऐसा क्यों है, और यह पूरे गरज के साथ औसत गर्मी बजट को कैसे प्रभावित कर सकता है?

ई24. (३.५१) की क्या सीमाएँ हैं?

ई25. एक यूलेरियन सिस्टम में एडेक्टिव बनाम गुप्त हीटिंग की सापेक्ष ताकत पर टिप्पणी, वी = 5 एम एस दिया गया है–1, T/∆y = -5°C/1000km, और 1 g/kg पानी हर 5 मिनट में संघनित होता है।

ई26. चित्र 3.9 के समान एक आकृति बनाएं, लेकिन इसके लिए:

ए) एक सफेद कंक्रीट सड़क पर दिन के समय,

बी) रात का काला डामर सड़क।

ई27. कभी-कभी यह कहा जाता है कि जमीन में प्रवाहकीय ऊष्मा का प्रवाह सतह पर विकिरणकारी बल की प्रतिक्रिया है। क्या यह कथन जमीन में प्रवाह के लिए इस पुस्तक में प्रस्तुत कच्चे मानकीकरण के साथ संगत है? समझाओ।

ई28. क्षैतिज दूरी के साथ औसत मिश्रित-परत हवा के तापमान में परिवर्तन की प्रारंभिक दर क्या है यदि हवा शुरू में पानी की तुलना में 5 °C ठंडी है, यह देखते हुए कि हवा पानी के ऊपर 15 m s की गति से चलती है–1? मिश्रित परत के शीर्ष में प्रवेश पर विचार करें, लेकिन अन्य हीटिंग या शीतलन प्रक्रियाओं की उपेक्षा करें।

ई29. क्या पैरामीटरकरण (eqs। 3.58 - 3.61) वास्तव में एक संतुलित गर्मी बजट दे सकते हैं? ये मानदंड किस प्रकार की स्थितियों के लिए मान्य हैं?

ई30. (§). मान लीजिए कि हमने हीट ट्रांसफर ईक का इस्तेमाल किया। (३.३५) विंड चिल प्राप्त करने के आधार के रूप में। परिणाम एक अलग हवा-सर्द संबंध हो सकता है:

( start{align} T_{ ext {wind चिल}} =T_{s}+left(T_{ ext {air}}-T_{s} ight) cdotleft[b+a cdotबाएं(frac{M+M_{o}}{M_{o}} ight)^{0.16} ight]+T_{c} ag{3.67}end{align})

जहां टीरों = ३४.६°C त्वचा का एक प्रभावी तापमान है, और जहाँ, a = ०.५ , b = ०.६२ , Tसी = 4.2°C, और Mहे = 4.8 किमी घंटा–1. इस समीकरण को चित्र 3.12 के समान एक ग्राफ के रूप में आलेखित करें, और उपरोक्त सूत्र और वास्तविक पवन-चिल सूत्र के बीच के अंतर पर टिप्पणी करें।

ई31. चित्र 3.12 में ध्यान दें कि धीमी हवा की गति के लिए वक्र सबसे अधिक झुकते हैं। आप ऐसा क्यों होने की उम्मीद कर सकते हैं?

एस1. यदि संघनन के कारण शीतलन होता है और वाष्पन से वायु गर्म होती है तो महासागर में परिवर्तन का वर्णन कीजिए। समुद्र के ऊपर शुष्क हवा मान लें।

S2. मान लीजिए कि शून्य गुप्त ऊष्मा जल के प्रावस्था परिवर्तन से जुड़ी है। जलवायु और मौसम में संभावित परिवर्तनों का वर्णन करें, यदि कोई हो?

एस३. वातावरण में परिवर्तन का वर्णन करें यदि बढ़ते वायु पार्सल रुद्धोष्म रूप से गर्म हो जाते हैं जबकि डूबने वाले ठंडे हो जाते हैं।

एस4. मान लीजिए कि एक एयर पार्सल के प्रत्येक 1 किमी की वृद्धि के लिए, पार्सल आसपास के पर्यावरणीय वायु के बराबर द्रव्यमान के साथ मिश्रित होता है। इस राइजिंग एयर पार्सल के लिए प्रोसेस लैप्स रेट एडियाबेटिकली राइजिंग एयर पार्सल (बिना मिक्सिंग) के लैप्स रेट से अलग (यदि बिल्कुल हो) कैसे होगा।

S5. मैक्रो थर्मोडायनामिक्स (जिस तरह का हमने इस अध्याय में उपयोग किया है) अणुओं के एक बड़े संग्रह की सांख्यिकीय स्थिति पर विचार करता है जो अक्सर एक दूसरे से टकराते हैं, और वे अपने परिवेश के साथ औसतन कैसे बातचीत करते हैं। क्या इसी मैक्रो थर्मोडायनामिक्स का उपयोग एक्सोस्फीयर में किया जा सकता है, जहां व्यक्तिगत वायु अणु बहुत दूर हैं (यानी, एक बड़ा माध्य-मुक्त पथ है) और शायद ही कभी बातचीत करते हैं? क्यों? यह भी बताएं कि बाह्यमंडल में ऊष्मा बजट का उपयोग कैसे किया जा सकता है।

S6. क्या ऐसी स्थितियां हो सकती हैं जहां पर्यावरण और प्रक्रिया चूक दर समान हों? यदि ऐसा है तो कुछ उदाहरण दें।

एस7. मान लीजिए कि आभासी संभावित तापमान हवा में ठोस या तरल पानी की मात्रा से प्रभावित नहीं था। मौसम और जलवायु कैसे बदलेंगे, अगर बिल्कुल भी?

S8. चित्र 3.4 के थर्मो आरेख की पृष्ठभूमि एक ओर्थोगोनल ग्रिड है, जहां इज़ोटेर्म को समदाब रेखा के लंबवत प्लॉट किया जाता है। मान लीजिए कि आप एक नया थर्मो आरेख तैयार करना चाहते थे जिसमें शुष्क एडियाबैट्स समदाब रेखा से लंबवत हों। ऐसे आरेख पर समताप रेखा कैसे खींची जाएगी? इसका उत्तर देने के लिए, इस नए आरेख का एक रेखाचित्र बनाएं, जिसमें समदाब रेखीय, रुद्धोष्म और समतापी दर्शाए गए हों। (इसे एक संकल्पनात्मक अभ्यास के रूप में करें, न कि संख्याएँ प्राप्त करने के लिए समीकरणों को हल करके।)

S9. यदि भूगर्भीय परत 1 किमी मोटी एल्युमिनियम (गर्मी का एक उत्कृष्ट संवाहक) है, जो पूरी पृथ्वी को कवर करती है, तो पृथ्वी की सतह के ताप संतुलन में परिवर्तन का वर्णन करें।

S10. मान लीजिए कि आप एक सीधी रेखा में स्थिर गति से चल रही ट्रेन में थे। जैसे ही ट्रेन पटरी से नीचे जाती है, आप आसपास की पर्यावरणीय हवा का मापन करते हैं।

क) यदि पर्यावरण की हवा शांत थी, तो क्या आपको लगता है कि आपके माप यूलेरियन, लैग्रेंजियन हैं, या न ही? समझाओ।

बी) यदि पर्यावरण की हवा किसी मनमानी गति या दिशा में चल रही थी, तो क्या आपको लगता है कि आपके माप यूलेरियन, लैग्रेंजियन या न ही हैं? समझाओ।

सी) एम . के अनुवाद की आपकी निरंतर गति को देखते हुए, ढांचे में काम करने वाले गर्मी बजट समीकरण बनाने का प्रयास करेंहे.

एस11. वर्णन करें कि यदि क्षोभमंडल सभी IR विकिरण के लिए पूरी तरह से पारदर्शी था, लेकिन ज्यादातर सौर विकिरण के लिए अपारदर्शी था, तो वायुमंडलीय संरचना, जलवायु और मौसम कैसे बदल जाएगा।

एस12. वर्णन करें कि दो माप स्तरों के बीच तापमान और आर्द्रता के अंतर शून्य के करीब पहुंचने पर सतह संवेदनशील और गुप्त गर्मी प्रवाह अनुमानों में त्रुटियां कैसे बढ़ेंगी।

एस13. विंड-चिल कॉन्सेप्ट से पता चलता है कि वाइन्डर होने पर कितना ठंडा लगता है। उन स्थितियों के लिए जहां हवा की ठंड वास्तविक हवा के तापमान की तुलना में बहुत अधिक ठंडी होती है, एक ऑटोमोबाइल इंजन बंद होने के बाद किस तापमान तक ठंडा होगा? क्यों? (मान लें कि कार बाहर खड़ी है और हवा के संपर्क में है।)

नमूना आवेदन

[यह नमूना eq पर लागू होता है। ३.१ और ३.३, लेकिन यहाँ अध्याय के अंतिम पृष्ठ पर रखा गया था क्योंकि पहले अध्याय में इसके लिए कोई जगह नहीं थी।]

सोडा को 1°C से 16°C तक गर्म करने के लिए सोडा की कैन के किनारों पर कितनी ओस संघनित होनी चाहिए?

संकेत: धातु के कैन की ऊष्मा क्षमता की उपेक्षा करें। तरल पानी का घनत्व 1000 kg·m kg है–3. मान लें कि सोडा का घनत्व शुद्ध पानी के बराबर है। मान लें कि एक कैन का आयतन 354 मिली (मिलीलीटर) है, जहाँ 1 l = 10–33.

जवाब ढूंढे

दिया गया:पानी = १००० किलो·मी–3.

सीलीक = ४२०० जे · किग्रा–1·क–1

कैन में आयतन (वॉल्यूम) = ३५४ मिली

लीशर्त = + 2.5x106 जे·किग्रा–1

टी = 15 के

खोजें: घनीभूत की मात्रा

जल वाष्प (eq. 3.3) को संघनित करके अव्यक्त ऊष्मा विमोचन को कैन में द्रव द्वारा प्राप्त समझदार ऊष्मा के साथ समान करें (eq। 3.1)

क्यू = क्यूएच

ρसंघनन· (∆ घनीभूत मात्रा) · एलशर्त =सोडा· (वॉल्यूम ऑफ कैन) · सीलीक·∆टी

मान लें कि घनीभूत और सोडा का घनत्व बराबर है, इसलिए वे रद्द कर देते हैं। तब समीकरण को घनीभूत की मात्रा के लिए हल किया जा सकता है।

कंडेनसेट का आयतन = (कैन का आयतन)·Cलीक·∆टी एलशर्त = (३५४ मिली)·(४२०० जे·किग्रा–1·क–1)·(१५ के) (२.५x१०६ जे·किग्रा–1) = 8.92 मिली

चेक: इकाइयां ठीक हैं। स्केच ठीक है। भौतिकी ठीक है।

प्रदर्शनी: गुप्त ऊष्मा इतनी बड़ी होती है कि कैन की मात्रा के केवल 2.5% के बराबर पानी की मात्रा को 15 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए बाहर से संघनित करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, अपने कैन को ठंडा रखने के लिए, ओस को संघनित होने से बचाने के लिए बाहर से इंसुलेट करें।


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