Ilman Fysiikkaa osa4

Tarkastellaan syvällä veden alla olevaa ilmakuplaa. Kuplan noustessa ylemmäs siihen kohdistuva paine pienenee ja kupla laajenee. Kuplan kaasu ei kuitenkaan vaihda lämpöenergiaa veden kanssa, joten siinä tapahtuvat muutokset ovat adiabaattisia. Samalla tavalla käyttäytyy ilmakehässä kohoava ympäristöään lämpimämpi ilma. Dieselmoottorin toiminta perustuu adiabaattiselle käyttäytymiselle.

Maan vetovoima pyrkii vetämään ilmakehää kokoon, mutta molekyylien liike synnyttää paineen, joka estää luhistumisen. Tätä kutsutaan hydrostaattiseksi tasapainoksi.

Ilmakehässä vaikuttaa paljon virtauksen dynamiikka. Lyhyesti mainitsen, että laminaarinen virtaus syntyy hyvin pientä kitkaa vasten, ja turbulenttinen virtaus syntyy, kun edessä on pyörteisyyttä aiheuttava kohde. Pienestä turbulenssista on myös hyötyä, sillä lentokoneen siivessä laminaarinen virtaus pysyy paremmin kiinni pienen pyörteisyyden ansiosta. Sama mekanismi näkyy golfpalloissa, joissa pienet reiät aiheuttavat pyörteisyyttä, joka kiinnittää laminaarisen virtauksen saattelemaan reikäisen pallon pidemmälle kuin täysin sileän.