خطوات الاستخدام
الخطوة 1: إدخال درجة الحرارة الفعلية. يتم إدخال درجة الحرارة بوحدة كلفن (K). إذا كانت درجة الحرارة بوحدة مئوية، قم بتحويلها إلى كلفن باستخدام العلاقة: K = °C + 273.15. على سبيل المثال، 25°C تساوي 298.15 K. هذه الخطوة أساسية لأن صيغة درجة الحرارة الافتراضية تعتمد على درجة الحرارة المطلقة.
الخطوة 2: إدخال نسبة المزج (مزج بخار الماء). نسبة المزج هي كتلة بخار الماء لكل كتلة من الهواء الجاف، وتكون بوحدة جرام/كيلوجرام (g/kg) أو كجم/كجم. إذا أدخلت القيمة بوحدة g/kg، يجب تحويلها إلى كجم/كجم بقسمتها على 1000. على سبيل المثال، 10 g/kg تساوي 0.01 kg/kg. هذه القيمة تعبر عن رطوبة الهواء.
الخطوة 3: حساب درجة الحرارة الافتراضية. تستخدم الصيغة: T_v = T * (1 + 0.61 * r)، حيث T هي درجة الحرارة الفعلية بوحدة كلفن، و r هي نسبة المزج بوحدة كجم/كجم. تقوم الآلة الحاسبة تلقائيًا بهذه العملية. النتيجة تكون بوحدة كلفن، ويمكن تحويلها إلى مئوية بطرح 273.15.
الخطوة 4: تفسير النتيجة. درجة الحرارة الافتراضية هي درجة الحرارة التي سيكون عليها الهواء الجاف ليكون له نفس كثافة الهواء الرطب. دائمًا ما تكون أكبر من درجة الحرارة الفعلية في وجود بخار الماء. كلما زادت الرطوبة، زاد الفرق. يستخدم هذا المفهوم في الأرصاد الجوية لحساب معاملات الاستقرار والارتفاعات.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على درجة الحرارة الافتراضية بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحول درجة الحرارة إلى كلفن: T = 30 + 273.15 = 303.15 K. ثم نحول نسبة المزج إلى كجم/كجم: r = 12 / 1000 = 0.012 kg/kg. نطبق الصيغة: T_v = 303.15 * (1 + 0.61 * 0.012) = 303.15 * (1 + 0.00732) = 303.15 * 1.00732 ≈ 305.37 K. لتحويل النتيجة إلى مئوية: T_v(°C) = 305.37 - 273.15 = 32.22°C. نلاحظ أن درجة الحرارة الافتراضية أعلى بحوالي 2.22°C من درجة الحرارة الفعلية بسبب الرطوبة.
الحل
تحويل درجة الحرارة: T = 10 + 273.15 = 283.15 K. تحويل نسبة المزج: r = 1/1000 = 0.001 kg/kg. الحساب: T_v = 283.15 * (1 + 0.61 * 0.001) = 283.15 * 1.00061 ≈ 283.32 K. بالدرجة المئوية: 283.32 - 273.15 = 10.17°C. الفرق صغير جداً (0.17°C) لأن الرطوبة منخفضة.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة درجة الحرارة الافتراضية.
قيم مُدخَلة قياسية
- درجة الحرارة (كلفن)
- 22
- نسبة الخلط (غ/كغ)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- درجة الحرارة (كلفن)
- 40
- نسبة الخلط (غ/كغ)
- 90
قيم مُدخَلة منخفضة
- درجة الحرارة (كلفن)
- 5
- نسبة الخلط (غ/كغ)
- 10
قيم مُدخَلة قياسية
- درجة الحرارة (كلفن)
- 30
- نسبة الخلط (غ/كغ)
- 30
قيم مُدخَلة مرتفعة
- درجة الحرارة (كلفن)
- 80
- نسبة الخلط (غ/كغ)
- 80
قيم مُدخَلة منخفضة
- درجة الحرارة (كلفن)
- 10
- نسبة الخلط (غ/كغ)
- 10