Podręcznik powstał w wyniku opracowania wykładów prowadzonych przez autorkę od wielu lat na Wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Wybór zagadnień i ich zakres dostosowano do programu studiów dziennych dla specjalności Ochrona Atmosfery i Meteorologia Techniczna.
Książka zawiera podstawy termodynamiki fenomenologicznej i omówienie podstawowych wiadomości o strukturze atmosfery ziemskiej. Kierując się konwencją stosowaną w meteorologii obszerniej przedstawiono termodynamikę gazów w układach zamkniętych i otwartych oraz problematykę przemian fazowych. Dużo uwagi poświęcono problemom i kryteriom pionowej równowagi powietrza atmosferycznego - istotnym nie tylko w ochronie środowiska.
Ponieważ w programie studiów Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej nie ma wykładów z astronomii, studenci znajdą więc wiadomości o ruchu Ziemi, rachubie czasu i energii Sło11ca. Przedstawiono tu także transfer promieniowania w atmosferze, teorie pionowego rozkładu temperatury, wpływ czynników solarnego i antropogennych, strukturę warstwy ozonowej.
Książka jest także przydatna dla słuchaczy studiów podyplomowych z zakresu ochrony atmosfery oraz studentów innych wydziałów i uczelni w Polsce.
Podczas pisania autorka korzystała z własnych wykładów oraz z wielu podręczników i monografii umieszczonych w spisie literatury. Istotne znaczenie dla jakości podręcznika miała także nie publikowana dotychczas praca prof. K. Hamana, Zarys podstaw termodynamiki fenomenologicznej. Autorka dziękuje różnym osobom i instytucjom (wymienionym w tekście) za pozwolenie reprodukcji cennych rysunków, bez których pewne zagadnienia byłyby trudne do zrozumienia dla Czytelników. Dzięki tym reprodukcjom podręcznik wiele zyskał. Do opracowania obecnej wersji przyczynili się m.in. prof. dr hab. Krzysztof Haman i doc dr hab. Janusz Borkowski oraz płk dr hab. Ireneusz Winnicki. Autorka wyraża im serdeczne podziękowanie za dyskusję i konstruktywne uwagi merytoryczne.
Author(s): Anna Madany
Series: Inżynieria Środowiska
Edition: 1
Publisher: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
Year: 1996
Language: Polish
Pages: 185
City: Warszawa
Przedmowa 5
1. PODSTAWOWE POJĘCIA TERMODYNAMIKI 7
1.1. Wprowadzenie 7
1.2. Układy termodynamiczne 8
1.3. Procesy termodynamiczne 8
1.4. Parametry zewnętrzne i wewnętrzne oraz praca, energia i ciepło 9
1.5. Procesy i układy adiabatyczne 12
1.6. Podukłady układu termodynamicznego, układy jednorodne 12
2. ZASADY TERMODYNAMIKI I PODSTAWY TEORII PROCESÓW QUASI-STATYCZNYCH W UKŁADACH TERMICZNIE JEDNORODNYCH 14
2.1. Zerowa zasada termodynamiki i stany równowagi termodynamicznej 14
2.2. Równania stanu 14
2.3. Temperatura empiryczna i quasi-równowaga 15
2.4. Procesy quasi-statyczne w układach termicznie jednorodnych. Odwracalność procesów 16
2.5. Druga zasada termodynamiki 17
2.6. Lokalna quasi-równowaga termodynamiczna 19
2.7. Uwagi końcowe 19
3. TERMODYNAMIKA GAZÓW W UKŁADACH ZAMKNIĘTYCH 21
3.1. Równania stanu 21
3.2. Równania stanu gazów rzeczywistych 23
3.3. Praca gazu, energia wewnętrzna 27
3.4. Pojemność cieplna, ciepła właściwe 30
3.5. Procesy termodynamiczne gazów doskonałych 32
4. POTENCJAŁY TERMODYNAMICZNE 35
5. UKŁADY OTWARTE I UKŁADY NIEJEDNORODNE 41
5.1. Podstawowe definicje i równania 41
5.2. Warunki równowagi układu wielofazowego, wieloskładnikowego 42
5.3. Równowaga chemiczna 48
6. PRZEJŚCIA FAZOWE 52
6.1. Przejścia fazowe pierwszego i drugiego rodzaju 52
6.2. Równanie Clausiusa-Clapeyrona 53
6.3. Zjawiska powierzchniowe 58
6.4. Rola napięcia powierzchniowego w tworzeniu się fazy ciekłej 60
6.5. Wpływ krzywizny powierzchni parującej na ciśnienie pary nasyconej 62
6.6. Ciśnienie pary nasyconej nad powierzchnią roztworu 63
7. SKŁAD I PIONOWA STRUKTURA ATMOSFERY 65
7.1. Masa atmosfery 65
7.2. Skład chemiczny 65
7.3. Para wodna 67
7.4. Pionowe uwarstwienie atmosfery 69
8. STATYKA ATMOSFERY 73
8.1. Równanie statyki 73
8.2. Geopotencjał 74
8.3. Wzory baryczne 76
8.4. Pionowy rozkład gęstości 79
9. TERMODYNAMIKA ATMOSFERY 81
9.1. Powietrze suche: równanie stanu, temperatura potencjalna, entropia 81
9.2. Podstawowe kryteria pionowej równowagi powietrza suchego 83
9.3. Charaktery styki wilgotności powietrza 85
9.4. Ciepła właściwe powietrza z parą wodną bez produktów kondensacji, wirtualna temperatura potencjalna 88
9.5. Funkcje termodynamiczne powietrza wilgotnego z produktami kondensacji 89
9.6. Stany pionowej równowagi powietrza wilgotnego 91
9.7. Gradient wilgotno-adiabatyczny 92
9.8. Temperatury ekwiwalentne, temperatury wilgotnego termometru 94
9.9. Diagramy termodynamiczne 95
10. PROMIENIOWANIE SŁONECZNE 103
10.1. Ruch Ziemi i rachuba czasu 103
10.2. Podstawowe pojęcia i prawa 109
10.3. Skład widmowy promieniowania słonecznego 112
10.4. Rozkład energii słonecznej na powierzchni Ziemi bez atmosfery 115
10.5. Nasłonecznienie, insolacja 116
11. PROCESY RADIACYJNE W ATMOSFERZE 118
11.1. Absorpcja promieniowania słonecznego w atmosferze 118
11.2. Rozpraszanie promieniowania słonecznego w atmosferze 120
11.3. Osłabieni e promieniowania słonecznego w atmosferze 122
11.4. Promieniowanie powierzchni Ziemi i atmosfery 128
11.5. Transfer promieniowania w atmosferze. Równowaga radiacyjna 130
12 BILANS PROMIENIOWANIA 138
12.1. Bilans promieniowania powierzchni Ziemi 138
12.2. Albedo 140
12.3. Bilans promieniowania atmosfery i planety Ziemia 143
13. CHARAKTERYSTYKA TERMICZNA TROPOSFERY 148
13.1. Własności termiczne podłoża 148
13.2. Czasowe zmiany temperatury powietrza 152
13.3. Przestrzenny rozkład temperatury w troposferze 155
14. OZONOSFERA 161
14.1. Jednostki pomiarowe, metody pomiarowe 161
14.2. Wyniki pomiarów zawartości ozonu 162
14.3. Reakcje fotochemiczne 166
14.4. Wpływy antropogenne na ozon atmosferyczny 169
15. JONOSFERA I MAGNETOSFERA 171
15.1. Jonosfera 171
15.2. Magnetosfera 174
15.3. Zorze polarne 177
Dodatki 181
Literatura 184
