热力环流形成的原理
你还记得热力环流吗?由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。下面由小编为你详细介绍热力环流的相关知识。
热力环流形成的原理:
太阳辐射能的纬度分布不均,造成高低纬度间的热量差异,引起 大气运动。
近地面空气的受热不均 ,引起 气流的上升或下沉运动, 同一水平面上 气压的差异和大气的 水平运动都会影响热力环流的变化。
热力环流是大气运动最简单的形式,由于地面的冷热不均而形成的空气环流。其形成过程为:受热地区大气膨胀上升,近地面形成 低气压,而高空形成 高气压;受冷地区相反,从而在近地面和高空的水平面上形成了气压差,促使大气的水平运动,形成高低空的热力环流。热的地方空气受热膨胀上升,冷处收缩下沉。于是上空相同高度处,热地方单位面积 空气柱重量(即 气压)大,冷地方高空气压小,高空形成热-冷的 气流。热处气流流失后,整个 空气柱减轻,地面形成 低压,冷处则形成 高压,近地面形成冷-热的气流。加上上升、 下沉气流,构成了热力环流。
热力环流在现实生活中存在较为广泛,例如 山谷风、 海陆风、城市风等都是热力环流的具体体现。
热力环流与城市规划。城市内部由于 人类活动排放大量余热,与郊区相比呈现“ 热岛效应”。城市与郊区之
间会形成热力环流,为保护城市 大气环境,在城市规划时,要研究城市风的下沉距离。一方面将 大气污染严重的工业布局在城市风下沉距离之外,以避免工厂排放的污染物流向城区;另一方面,应将工业卫星城建在城市风环流之外,以避免相互污染。
关于海陆风:白天吹海风,夜晚吹陆风。主要原因是水的 比热容大。水的比热容是4.2*10^3焦耳每千克摄氏度 。
热流环流的应用
孔明灯、热气球利用了热力环流原理加热;暖气片、电热油汀利用了热力环流原理升高房间温度。
热力环流的验证实验
实验方法
在一个用保鲜膜封闭的透明玻璃箱内,一边放 冰块,一边放沙子,当把一支点燃的香放入冰块一侧时,就能明显的看到烟在箱内进行循环流动。(图中虚线箭头表示烟雾的 运动方向。沙子最好预先在阳光下晒短时间,这样效果更明显。)
观察实验
方法1实验器材:长方形的玻璃缸(长100厘米左右,宽30左右,高40厘米左右)、 胶合板或 塑料薄膜、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。
实验步骤:①将一盆热水
和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端;
②用平整的胶合板或塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严;
③在胶合板或塑料薄膜的一侧(装冰块的盆上方)开一个小洞;
④将一束香点燃,放进小洞内。
学生观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的,能否发现什么规律?由实验可以得出什么样的结论?
方法2:关闭教室的门窗,尽量保持教室的气流稳定。点燃两根较粗的香,两支香摆放的距离大约在30~40厘米左右,一支香旁边放一个1000瓦的电热炉、另一支香旁边放一个较大的冰块,将电炉通电5分钟后,让学生观察卫生香烟的飘动方向。将电炉和冰块交换位置,观察烟的飘移方向。
在这个实验中,电炉上方空气加热, 气压降低;冰块上方空气冷却, 气压升高。香的烟总是飘向电炉上方,说明热的地方近地面产生低气压,气流从冷的地方流向热的地方,而高空气流则由热的上空流向冷的上空。
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