Виртуальная температура

Виртуа́льная температу́ра это температура сухого воздуха, до которой нужно нагреть его для того, чтобы его плотность сравнялась с плотностью влажного воздуха, взятого с тем же давлением.

Необходимость введения виртуальной температуры связано с тем, что при подстановке этого параметра в уравнения состояния газа они становятся инвариантны относительно влажности.

Различия в плотностях сухого и влажного воздуха обусловлены различием их молярных масс. Так, молярная масса сухого воздуха около 29 г/моль, а молярная масса водяного пара 18 г/моль, поэтому влажный воздух, содержащий в составе водяной пар, имеет меньшую плотность чем сухой воздух, взятый с сухим воздухом при одинаковых температуре и давлении.

Отличие плотностей сухого и влажного воздуха при обычных температурах и влажностей невелико и становится существенным только при высокой температуре и большой влажности.

Виртуальная температура определяется по формуле:

${\displaystyle {T_{v}}={\frac {T}{1-{\frac {e}{p}}(1-{\epsilon })}},}$

где

${\displaystyle \epsilon ={\frac {R_{air}}{R_{water}}}={\frac {M_{water}}{M_{air}}}=0.622,}$

${\displaystyle T,\epsilon ,p,M}$ — температура воздуха, парциальное давление водяного пара, атмосферное давление и молярная масса соответственно,

Пользуясь виртуальной температурой можно применять к влажному воздуху уравнения состояния и другие соотношения справедливые для сухого воздуха. Введя виртуальную температуру в уравнение состояния влажного воздуха можно получить его плотность:

${\displaystyle \rho =P/RT_{v},}$

где ${\displaystyle R}$ — газовая постоянная сухого воздуха, равная в СИ 2,87⋅10² [дж/кг·град].

• Температура
• Влажность

• Институт географии РАН