전위 밀도

압력 $P{\displaystyle }$ ${\displaystyle P}$에서 유체 소포의 잠재적 밀도는 기준 압력 $P{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {0\mathrm{}}_{}}$ ${\$ 종종 1bar(100kPa)로 가져온 경우 소포가 획득할 밀도다. 압력 변화에 따라 밀도가 변화하는 반면, 유체 소포의 잠재적 밀도는 소포에 의해 경험되는 압력 변화에 따라 보존된다(다른 소포와 혼합되거나 순 열량이 발생하지 않는 경우). 그 개념은 해양학과 대기 과학에서 사용된다.

전위 밀도는 동적으로 중요한 특성이다: 정적 안정성 전위 밀도는 위쪽으로 감소해야 한다. 만약 그렇지 않다면, 위쪽으로 옮겨진 유체 소포는 이웃보다 더 가볍다는 것을 알게 되고, 위쪽으로 계속 이동한다. 마찬가지로 아래쪽으로 옮겨진 유체 소포는 이웃보다 더 무거울 것이다. 유체의 밀도가 위쪽으로 떨어져도 그렇다. 안정적 조건에서는 일정한 전위 밀도(이소피질) 표면을 따라 움직이는 운동이 이러한 표면(디오피질 흐름)을 통과하는 유량보다 정력적으로 선호되기 때문에 3-D 지구물리학적 유체 내의 대부분의 운동은 이러한 2-D 표면을 따라 이루어진다.

해양학에서는 ${\$ 기호를 사용하여$$ 잠재적 밀도를 나타내며 기준 압력 P ${\$을 해양 표면의 압력으로 취한다$$. 해당 잠재적 밀도 이상은 $\sigma {\displaystyle {}_{}}$ =${\displaystyle {}_{}{}_{}}$ ${\displaystyle {\theta }_{}}$ - ${\displaystyle 1000}$ $displaystyle \sigma _{\theta }=\rho _{\teta }-1000}$ kg$$/m으로³ 나타낸다. 바닷물의 압축성은 염도와 온도에 따라 다르기 때문에, 잠재적 밀도의 정의를 동적으로 의미 있게 유지하기 위해 기준 압력이 실제 압력 근처에 있도록 선택해야 한다. 기준 압력은 100bar의 전체 배수로 선택되는 경우가 많다. 예를 들어 400bar(40MPa)의 압력 근처에 있는 물의 경우 기준 압력 400bar가 사용되며, 전위 밀도 이상 기호는 ${\displaystyle {4\mathrm{}}_{}}$ 4$${\$displaystyle \sigma _{4$ 전위 밀도가 일정한 표면(g 부근과 상대적)iven 기준 압력)은 해양 데이터 분석 및 해양 조류 모델 구축에 사용된다. 중성 밀도 표면은 중성 밀도라는 또 다른 변수(${\displaystyle {\gamma n}^{}}$ ${\$를 사용하여 정의한 것으로 이러한 잠재적 밀도 표면의 연속 아날로그로 간주할 수 있다.$$

잠재적 밀도는 두 가지 방법으로 압축 효과를 조정한다.

• 압력 변화에 따른 소포의 부피 변화 효과(압력이 증가하면 부피가 감소함)
• 압력의 변동에 따른 소포의 온도 변화 효과(압력이 증가하면 온도가 상승한다)

소포의 밀도는 상태 방정식으로 계산할 수 있다.

${\displaystyle \rho =\rho(P,T,S_{1},S_{2},...)}$

여기서 $T{\displaystyle }$ ${\displaystyle T}$은 온도, $P{\displaystyle }$ ${\displaystyle P}$은 압력, ${\displaystyle {Sn}_{}}$ ${\$은 밀도에 영향을 미치는 다른 추적기(예: 해수 염도)이다$$. 그러면 잠재적 밀도는 다음과 같이 계산될 것이다.

${\displaystyle \rho _{\theta }=\rho(P_{0},\theta ,S_{1},S_{2},...)}$

여기서 ${\displaystyle \theta}$는 동일한 기준 압력 $P{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {0\mathrm{}}_{}}$ ${\$에 대한 유체 소포의 잠재적 온도 입니다$.$

참고 항목

전위 에너지

참조

• John M. Wallace and Peter V. Hobbs (2006). Atmospheric Science, An Introductory Survey, Second Edition. Academic Press. ISBN 0-12-732950-1.
• Robert H. Stewart (2002). Introduction to Physical Oceanography. Archived from the original on 2012-12-05. Retrieved 2006-11-14.