Масса сухого воздуха $\Delta m$ перетекает вдоль поверхности океана из области высокого давления ($A$) в область низкого давления ($B$), близкую к центру шторма $O$ (рис. 1), захватывая по пути влагу (пары воды) с содержащейся в ней теплотой испарения. Воздушная масса, насыщенная вдали парами, в процессе $AB$ разряжается тропическим ливнем, освобождая при этом теплоту испарения, содержащуюся в парах воды; затем воздушная масса поднимается в тропосферу.
A1
Используя первый закон термодинамики, найдите выражение для $Q_1$ (см. рис. 2) через $L$ – удельная теплота испарения, $\Delta q$ – масса влаги, выпавшей из воздушной массы $\Delta m$ на пути от $A$ к $B$, $P_A$ и $P_B$ – давление в т. $A$ и т. $B$ соответственно.
Используйте универсальную газовую постоянную $R$, температуру $T_1$ поверхности моря, молярную массу $M$ воздуха.
A4
Полагая $v_A = 0$, найдите численное значение $v_B$, используя следующие данные: $T_1=273~\text{К}$, $T_2=213~\text{К}$, $R=8.31~\text{Дж}/(\text{моль}\cdot\text{К})$, относительная влажность воздуха в т. $B$ $\varphi=75\%$, при $T = T_1$ давление насыщенных паров $P_Н = 42~\text{мбар}$, $P_A = 1000~\text{мбар}$, $P_B = 950~\text{мбар}$, средняя молярная масса воздуха $M = 29 \cdot 10^{-3}~\text{кг} \cdot \text{моль}^{-1}$, молярная масса воды $M_\text{в}=18 \cdot 10^{-3}~\text{кг}\cdot\text{моль}^{-1}$, удельная теплота испарения воды $L = 2.26 \cdot 10^6~\text{Дж}\cdot\text{кг}^{-1}$, плотность сухого воздуха $\rho=1.3~\text{кг}/\text{м}^3$ ($1~\text{бар} = 105~\text{Паскалей}$).