¶ 지식 정보

¶ 수증기압

수증기의 부분 압력이다.
단위는 주로 $\mathrm{h}\mathrm{P}\mathrm{a}\backslash mathrm\{hPa\}$을 사용한다.

압력의 단위 $\mathrm{h}\mathrm{P}\mathrm{a}\backslash mathrm\{hPa\}$은 '헥토파스칼'로 읽는다.

¶ 현재 수증기압

현재 공기 중에 포함된 수증기의 부분 압력이다.

¶ 포화 수증기압

특정 온도에서 공기가 최대로 가질 수 있는 수증기압이다.
포화 수증기압은 온도에 의해서만 결정되며, 온도가 높을수록 포화 수증기압이 커진다.

현재 수증기압이 포화 수증기압보다 커지려 하면, 초과한 만큼의 수증기가 응결해 물방울이 되어 현재 수증기압은 포화 수증기압과 같아진다.

¶ 불포화 상태

현재 수증기압이 포화 수증기압보다 작은 상태이다.

¶ 포화 상태

현재 수증기압이 포화 수증기압과 같은 상태이다.

¶ 습도

공기 중 수증기의 양을 나타내는 값이다.

습도가 높을수록 공기 중 수증기의 양이 많으며, 습도에는 상대 습도와 절대 습도가 있다.

¶ 상대 습도

${\displaystyle \frac{\text{현재 수증기압}}{\text{포화 수증기압}}}\times 100\mathrm{\%}\backslash dfrac\{\backslash text\{현재\; 수증기압\}\}\{\backslash text\{포화\; 수증기압\}\}\; \backslash times\; 100\backslash \%$인 물리량이다.

¶ 절대 습도

단위 부피$(1{\mathrm{m}}^3)(1\backslash ,\backslash mathrm\{m^\{3\}\})$에 포함된 수증기의 질량이다.
단위는 주로 $\mathrm{g}\mathrm{/}{\mathrm{m}}^3\backslash mathrm\{g/m^\{3\}\}$을 사용한다.

¶ 높이에 따른 기압

높이가 높아질수록 위쪽에 위치한 공기의 무게가 줄어들어 기압이 낮아진다.

¶ 공기 덩어리의 단열 변화

공기 덩어리가 외부와 열 교환 없이 상승 또는 하강할 때 기압 변화에 의한 부피 변화로 인해 공기 덩어리 내부의 온도가 변한다.

• 공기 덩어리의 단열 팽창:
  공기 덩어리가 상승하면 주위 기압이 낮아지므로 공기 덩어리가 팽창하면서 내부 에너지가 감소하여 온도가 낮아진다.

• 공기 덩어리의 단열 압축:
  공기 덩어리가 하강하면 주위 기압이 높아지므로 공기 덩어리가 압축되면서 내부 에너지가 증가하여 온도가 높아진다.

¶ 단열 감률

단열 변화에 의해 높이에 따라 공기 덩어리의 온도가 변하는 비율이다.

¶ 건조 단열 감률

불포화 상태인 공기 덩어리가 단열 변화할 때의 온도 변화율이다.

불포화 상태인 공기 덩어리가 $1\mathrm{k}\mathrm{m}1\backslash ,\backslash mathrm\{km\}$ 상승할 때마다 공기 덩어리의 온도가 약 $10{}^{\circ }\mathrm{C}10\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C\}$씩 낮아지고,
반대로 $1\mathrm{k}\mathrm{m}1\backslash ,\backslash mathrm\{km\}$ 하강할 때마다 공기 덩어리의 온도가 약 $10{}^{\circ }\mathrm{C}10\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C\}$씩 높아지므로
건조 단열 감률은 약 $10{}^{\circ }\mathrm{C}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{m}10\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C/km\}$이다.

¶ 습윤 단열 감률

포화 상태인 공기 덩어리가 단열 변화할 때의 온도 변화율이다.

포화 상태인 공기 덩어리가 $1\mathrm{k}\mathrm{m}1\backslash ,\backslash mathrm\{km\}$ 상승할 때마다 공기 덩어리의 온도가 약 $5{}^{\circ }\mathrm{C}5\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C\}$씩 낮아지므로
습윤 단열 감률은 약 $5{}^{\circ }\mathrm{C}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{m}5\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C/km\}$이다.

¶ 이슬점

공기가 냉각되어 포화 상태에 도달하는 시점의 온도이다.
단위는 주로 ${}^{\circ }\mathrm{C}^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C\}$를 사용한다.

불포화 상태의 공기 덩어리의 온도는 이슬점보다 높고, 포화 상태의 공기 덩어리의 온도는 이슬점과 같다.

¶ 이슬점 감률

공기 덩어리가 상승 또는 하강할 때의 이슬점 변화율이다.
불포화 상태인 공기 덩어리의 이슬점 감률은 약 $2{}^{\circ }\mathrm{C}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{m}2\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C/km\}$이고,
포화 상태인 공기 덩어리의 이슬점 감률은 약 $5{}^{\circ }\mathrm{C}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{m}5\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C/km\}$이다.

불포화 상태의 공기 덩어리가 상승하여 단열 팽창할 때, 건조 단열 감률(약 $10{}^{\circ }\mathrm{C}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{m}10\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C/km\}$)이 이슬점 감률(약 $2{}^{\circ }\mathrm{C}\mathrm{/}\mathrm{k}\mathrm{m}2\backslash ,^\{\backslash circ\}\backslash mathrm\{C/km\}$)보다 크므로
공기 덩어리의 온도가 이슬점보다 더 빠르게 낮아져 공기 덩어리는 포화 상태에 도달한다.

포화 상태에 도달한 이후 공기 덩어리가 상승하여 포화 수증기압이 낮아질 때,
남는 수증기는 응결해 물방울이 되므로 이슬점 감률과 습윤 단열 감률은 같아진다.

¶ 시뮬레이션

¶ 적용 문항

¶ 1번 문항

¶ 2번 문항