Tiek aplūkotas gaisa fizikālās pamatīpašības: gaisa blīvums, tā dinamiskā un kinemātiskā viskozitāte, īpatnējā siltumietilpība, siltumvadītspēja, termiskā difūzija, Prandtla skaitlis un entropija. Gaisa īpašības ir norādītas tabulās atkarībā no temperatūras pie normāla atmosfēras spiediena.

Gaisa blīvums atkarībā no temperatūras

Tiek parādīta detalizēta sausa gaisa blīvuma vērtību tabula dažādās temperatūrās un normālā atmosfēras spiedienā. Kāds ir gaisa blīvums? Gaisa blīvumu var noteikt analītiski, dalot tā masu ar tilpumu, ko tas aizņem. noteiktos apstākļos (spiediens, temperatūra un mitrums). Varat arī aprēķināt tā blīvumu, izmantojot ideālās gāzes stāvokļa vienādojuma formulu. Lai to izdarītu, jums jāzina gaisa absolūtais spiediens un temperatūra, kā arī tā gāzes konstante un molārais tilpums. Šis vienādojums ļauj aprēķināt sausā gaisa blīvumu.

Praksē, lai noskaidrotu, kāds ir gaisa blīvums dažādās temperatūrās, ir ērti izmantot gatavas tabulas. Piemēram, zemāk esošajā tabulā parādīts atmosfēras gaisa blīvums atkarībā no tā temperatūras. Gaisa blīvums tabulā ir izteikts kilogramos uz kubikmetru un ir norādīts temperatūras diapazonā no mīnus 50 līdz 1200 grādiem pēc Celsija normālā atmosfēras spiedienā (101325 Pa).

Gaisa blīvums atkarībā no temperatūras - tabula

t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3
-50	1,584	20	1,205	150	0,835	600	0,404
-45	1,549	30	1,165	160	0,815	650	0,383
-40	1,515	40	1,128	170	0,797	700	0,362
-35	1,484	50	1,093	180	0,779	750	0,346
-30	1,453	60	1,06	190	0,763	800	0,329
-25	1,424	70	1,029	200	0,746	850	0,315
-20	1,395	80	1	250	0,674	900	0,301
-15	1,369	90	0,972	300	0,615	950	0,289
-10	1,342	100	0,946	350	0,566	1000	0,277
-5	1,318	110	0,922	400	0,524	1050	0,267
0	1,293	120	0,898	450	0,49	1100	0,257
10	1,247	130	0,876	500	0,456	1150	0,248
15	1,226	140	0,854	550	0,43	1200	0,239

Pie 25°C gaisa blīvums ir 1,185 kg/m3. Sildot, gaisa blīvums samazinās - gaiss izplešas (tā īpatnējais tilpums palielinās). Temperatūrai paaugstinoties, piemēram, līdz 1200°C, tiek sasniegts ļoti zems gaisa blīvums, kas vienāds ar 0,239 kg/m 3, kas ir 5 reizes mazāks par tā vērtību istabas temperatūrā. Kopumā samazināšana karsēšanas laikā ļauj notikt tādam procesam kā dabiskā konvekcija, un to izmanto, piemēram, aeronautikā.

Ja salīdzina gaisa blīvumu attiecībā pret , tad gaiss ir par trim kārtām vieglāks - 4°C temperatūrā ūdens blīvums ir 1000 kg/m3, bet gaisa blīvums ir 1,27 kg/m3. Ir arī jāņem vērā gaisa blīvuma vērtība normālos apstākļos. Normāli apstākļi gāzēm ir tādi, kuros to temperatūra ir 0°C un spiediens ir vienāds ar normālu atmosfēras spiedienu. Tādējādi saskaņā ar tabulu gaisa blīvums normālos apstākļos (NL) ir 1,293 kg/m 3.

Gaisa dinamiskā un kinemātiskā viskozitāte dažādās temperatūrās

Veicot termiskos aprēķinus, ir jāzina gaisa viskozitātes vērtība (viskozitātes koeficients) dažādās temperatūrās. Šī vērtība ir nepieciešama, lai aprēķinātu Reinoldsa, Grashofa un Reilija skaitļus, kuru vērtības nosaka šīs gāzes plūsmas režīmu. Tabulā ir parādītas dinamisko koeficientu vērtības μ un kinemātiskā ν gaisa viskozitāte temperatūras diapazonā no -50 līdz 1200°C pie atmosfēras spiediena.

Gaisa viskozitātes koeficients ievērojami palielinās, palielinoties temperatūrai. Piemēram, gaisa kinemātiskā viskozitāte ir vienāda ar 15,06 10 -6 m 2 /s 20°C temperatūrā, un, temperatūrai paaugstinoties līdz 1200°C, gaisa viskozitāte kļūst vienāda ar 233,7 10 -6 m. 2 /s, tas ir, tas palielinās 15,5 reizes! Gaisa dinamiskā viskozitāte 20°C temperatūrā ir 18,1·10 -6 Pa·s.

Sildot gaisu, palielinās gan kinemātiskās, gan dinamiskās viskozitātes vērtības. Šie divi lielumi ir saistīti viens ar otru caur gaisa blīvumu, kura vērtība samazinās, kad šī gāze tiek uzkarsēta. Gaisa (kā arī citu gāzu) kinemātiskās un dinamiskās viskozitātes palielināšanās karsējot ir saistīta ar intensīvāku gaisa molekulu vibrāciju ap to līdzsvara stāvokli (saskaņā ar MKT).

Gaisa dinamiskā un kinemātiskā viskozitāte dažādās temperatūrās - tabula

t, °С	μ·10 6, Pa·s	ν·10 6, m 2 /s	t, °С	μ·10 6, Pa·s	ν·10 6, m 2 /s	t, °С	μ·10 6, Pa·s	ν·10 6, m 2 /s
-50	14,6	9,23	70	20,6	20,02	350	31,4	55,46
-45	14,9	9,64	80	21,1	21,09	400	33	63,09
-40	15,2	10,04	90	21,5	22,1	450	34,6	69,28
-35	15,5	10,42	100	21,9	23,13	500	36,2	79,38
-30	15,7	10,8	110	22,4	24,3	550	37,7	88,14
-25	16	11,21	120	22,8	25,45	600	39,1	96,89
-20	16,2	11,61	130	23,3	26,63	650	40,5	106,15
-15	16,5	12,02	140	23,7	27,8	700	41,8	115,4
-10	16,7	12,43	150	24,1	28,95	750	43,1	125,1
-5	17	12,86	160	24,5	30,09	800	44,3	134,8
0	17,2	13,28	170	24,9	31,29	850	45,5	145
10	17,6	14,16	180	25,3	32,49	900	46,7	155,1
15	17,9	14,61	190	25,7	33,67	950	47,9	166,1
20	18,1	15,06	200	26	34,85	1000	49	177,1
30	18,6	16	225	26,7	37,73	1050	50,1	188,2
40	19,1	16,96	250	27,4	40,61	1100	51,2	199,3
50	19,6	17,95	300	29,7	48,33	1150	52,4	216,5
60	20,1	18,97	325	30,6	51,9	1200	53,5	233,7

Piezīme: esiet uzmanīgi! Gaisa viskozitāte ir dota ar jaudu 10 6 .

Gaisa īpatnējā siltumietilpība temperatūrā no -50 līdz 1200°C

Tiek parādīta gaisa īpatnējās siltumietilpības tabula dažādās temperatūrās. Siltuma jauda tabulā norādīta nemainīgā spiedienā (gaisa izobāriskā siltumietilpība) temperatūras diapazonā no mīnus 50 līdz 1200°C gaisam sausā stāvoklī. Kāda ir gaisa īpatnējā siltumietilpība? Īpatnējā siltumietilpība nosaka siltuma daudzumu, kas jāpavada vienam kilogramam gaisa nemainīgā spiedienā, lai paaugstinātu tā temperatūru par 1 grādu. Piemēram, 20°C temperatūrā, lai izobāriskā procesā uzsildītu 1 kg šīs gāzes par 1°C, ir nepieciešams 1005 J siltuma.

Gaisa īpatnējā siltumietilpība palielinās, palielinoties temperatūrai. Tomēr gaisa masas siltumietilpības atkarība no temperatūras nav lineāra. Diapazonā no -50 līdz 120°C tā vērtība praktiski nemainās - šajos apstākļos gaisa vidējā siltumietilpība ir 1010 J/(kg deg). Pēc tabulas var redzēt, ka temperatūra sāk būtiski ietekmēt no vērtības 130°C. Tomēr gaisa temperatūra ietekmē tā īpatnējo siltumietilpību daudz mazāk nekā viskozitāti. Tādējādi, sildot no 0 līdz 1200°C, gaisa siltumietilpība palielinās tikai 1,2 reizes - no 1005 līdz 1210 J/(kg deg).

Jāņem vērā, ka mitrā gaisa siltumietilpība ir augstāka nekā sausam gaisam. Ja salīdzina gaisu, ir acīmredzams, ka ūdenim ir lielāka vērtība un ūdens saturs gaisā izraisa īpatnējās siltumietilpības pieaugumu.

Gaisa īpatnējā siltumietilpība dažādās temperatūrās - tabula

t, °С	C p , J/(kg deg)	t, °С	C p , J/(kg deg)	t, °С	C p , J/(kg deg)	t, °С	C p , J/(kg deg)
-50	1013	20	1005	150	1015	600	1114
-45	1013	30	1005	160	1017	650	1125
-40	1013	40	1005	170	1020	700	1135
-35	1013	50	1005	180	1022	750	1146
-30	1013	60	1005	190	1024	800	1156
-25	1011	70	1009	200	1026	850	1164
-20	1009	80	1009	250	1037	900	1172
-15	1009	90	1009	300	1047	950	1179
-10	1009	100	1009	350	1058	1000	1185
-5	1007	110	1009	400	1068	1050	1191
0	1005	120	1009	450	1081	1100	1197
10	1005	130	1011	500	1093	1150	1204
15	1005	140	1013	550	1104	1200	1210

Siltumvadītspēja, siltuma difūzija, gaisa Prandtl skaits

Tabulā ir parādītas tādas atmosfēras gaisa fizikālās īpašības kā siltumvadītspēja, siltuma difūzija un tā Prandtl skaitlis atkarībā no temperatūras. Gaisa termofizikālās īpašības ir norādītas diapazonā no -50 līdz 1200°C sausam gaisam. Saskaņā ar tabulu var redzēt, ka norādītās gaisa īpašības ir būtiski atkarīgas no temperatūras un šīs gāzes aplūkoto īpašību atkarība no temperatūras ir atšķirīga.

Kas nepieciešams, lai par vienu grādu mainītu darba šķidruma, šajā gadījumā gaisa, temperatūru. Gaisa siltumietilpība ir tieši atkarīga no temperatūras un spiediena. Tajā pašā laikā dažādu veidu siltuma jaudas pētīšanai var izmantot dažādas metodes.

Matemātiski gaisa siltumietilpību izsaka kā siltuma daudzuma attiecību pret tā temperatūras pieaugumu. Ķermeņa, kura masa ir 1 kg, siltumietilpību parasti sauc par īpatnējo siltumu. Gaisa molārā siltumietilpība ir viena mola vielas siltumietilpība. Siltuma jauda ir apzīmēta ar J/K. Molārā siltumietilpība, attiecīgi, J/(mol*K).

Siltuma jaudu var uzskatīt par vielas, šajā gadījumā gaisa, fizikālo īpašību, ja mērījumu veic nemainīgos apstākļos. Visbiežāk šādus mērījumus veic ar pastāvīgu spiedienu. Tādā veidā tiek noteikta gaisa izobariskā siltumietilpība. Tas palielinās, palielinoties temperatūrai un spiedienam, un tas ir arī šo daudzumu lineāra funkcija. Šajā gadījumā temperatūras izmaiņas notiek pastāvīgā spiedienā. Lai aprēķinātu izobārisko siltuma jaudu, ir jānosaka pseidokritiskā temperatūra un spiediens. To nosaka, izmantojot atsauces datus.

Gaisa siltumietilpība. Īpatnības

Gaiss ir gāzu maisījums. Apsverot tos termodinamikā, tiek izdarīti šādi pieņēmumi. Katrai maisījuma gāzei jābūt vienmērīgi sadalītai visā tilpumā. Tādējādi gāzes tilpums ir vienāds ar visa maisījuma tilpumu. Katrai maisījuma gāzei ir savs daļējais spiediens, ko tā iedarbojas uz trauka sienām. Katras gāzu maisījuma sastāvdaļas temperatūrai jābūt vienādai ar visa maisījuma temperatūru. Šajā gadījumā visu komponentu daļējo spiedienu summa ir vienāda ar maisījuma spiedienu. Gaisa siltumietilpības aprēķins tiek veikts, pamatojoties uz datiem par gāzes maisījuma sastāvu un atsevišķu komponentu siltumietilpību.

Siltuma jauda nepārprotami raksturo vielu. No pirmā termodinamikas likuma varam secināt, ka ķermeņa iekšējā enerģija mainās ne tikai atkarībā no saņemtā siltuma daudzuma, bet arī no ķermeņa veiktā darba. Dažādos siltuma pārneses procesa apstākļos ķermeņa darbs var atšķirties. Tādējādi vienāds siltuma daudzums, kas tiek nodots ķermenim, var izraisīt dažādas temperatūras un ķermeņa iekšējās enerģijas izmaiņas. Šī īpašība ir raksturīga tikai gāzveida vielām. Atšķirībā no cietām vielām un šķidrumiem, gāzveida vielas var ievērojami mainīt tilpumu un darboties. Tāpēc gaisa siltumietilpība nosaka paša termodinamiskā procesa raksturu.

Tomēr nemainīgā tilpumā gaiss nedarbojas. Tāpēc iekšējās enerģijas izmaiņas ir proporcionālas tās temperatūras izmaiņām. Siltuma jaudas attiecība procesā ar nemainīgu spiedienu un siltumietilpību procesā ar nemainīgu tilpumu ir daļa no adiabātiskā procesa formulas. To apzīmē ar grieķu burtu gamma.

No vēstures

Termini “siltuma jauda” un “siltuma daudzums” ne pārāk labi raksturo to būtību. Tas ir saistīts ar faktu, ka viņi nonāca mūsdienu zinātnē no kaloriju teorijas, kas bija populāra astoņpadsmitajā gadsimtā. Šīs teorijas sekotāji uzskatīja siltumu par sava veida bezsvara vielu, kas atrodas ķermeņos. Šo vielu nevar ne iznīcināt, ne radīt. Ķermeņu dzesēšana un sildīšana tika skaidrota ar attiecīgi kaloriju satura samazināšanos vai palielināšanos. Laika gaitā šī teorija tika atzīta par nepieņemamu. Viņa nevarēja izskaidrot, kāpēc vienādas izmaiņas ķermeņa iekšējā enerģijā tiek iegūtas, kad tam tiek pārnesti dažādi siltuma daudzumi, un tas ir atkarīgs arī no ķermeņa veiktā darba.

Zem īpatnējā siltuma jauda vielas saprot siltuma daudzumu, kas jāpievieno vai jāatņem no vielas vienības (1 kg, 1 m 3, 1 mol), lai tās temperatūru mainītu par vienu grādu.

Atkarībā no konkrētās vielas vienības izšķir šādas īpašās siltuma jaudas:

Masas siltuma jauda AR, attiecas uz 1 kg gāzes, J/(kg∙K);

Molārā siltuma jauda µС, attiecas uz 1 kmol gāzes, J/(kmol∙K);

Tilpuma siltuma jauda AR', attiecas uz 1 m 3 gāzes, J/(m 3 ∙K).

Īpatnējās siltuma jaudas ir savstarpēji saistītas ar attiecību:

Kur υ n- īpatnējais gāzes tilpums normālos apstākļos (n.s.), m 3 /kg; µ - gāzes molārā masa, kg/kmol.

Ideālas gāzes siltumietilpība ir atkarīga no siltuma padeves (vai noņemšanas) procesa rakstura, no gāzes atomitātes un temperatūras (reālo gāzu siltumietilpība ir atkarīga arī no spiediena).

Saistība starp masu izobāriem Ar P un izohorisks C V siltuma jaudas nosaka ar Mayer vienādojumu:

C P - C V = R, (1.2)

Kur R – gāzes konstante, J/(kg∙K).

Karsējot ideālu gāzi slēgtā konstanta tilpuma traukā, siltums tiek tērēts tikai tās molekulu kustības enerģijas maiņai, un, sildot pastāvīgā spiedienā, gāzes izplešanās dēļ vienlaikus tiek veikts darbs pret ārējiem spēkiem. .

Molārajai siltuma jaudai Majera vienādojumam ir šāda forma:

µС р - µС v = µR, (1.3)

Kur µR=8314J/(kmol∙K) – universāla gāzes konstante.

Ideāls gāzes tilpums V n, kas samazināts līdz normāliem apstākļiem, nosaka no šādas attiecības:

(1.4)

Kur R n- spiediens normālos apstākļos, R n= 101325 Pa = 760 mmHg; Tn- temperatūra normālos apstākļos, Tn= 273,15 K; P t, Vt, T t– gāzes darba spiediens, tilpums un temperatūra.

Izobariskās un izohoriskās siltumietilpības attiecību apzīmē ar k un zvaniet adiabātiskais indekss:

(1.5)

No (1.2) un ņemot vērā (1.5) iegūstam:

Precīziem aprēķiniem vidējo siltuma jaudu nosaka pēc formulas:

(1.7)

Dažādu iekārtu termiskajos aprēķinos bieži tiek noteikts siltuma daudzums, kas nepieciešams gāzu sildīšanai vai dzesēšanai:

Q = C∙m∙(t 2 - t 1), (1.8)

Q = C′∙V n∙(t 2 - t 1), (1.9)

Kur V n– gāzes tilpums standarta apstākļos, m3.

Q = µC∙ν∙(t 2 - t 1), (1.10)

Kur ν – gāzes daudzums, kmol.

Siltuma jauda. Siltuma jaudas izmantošana, lai aprakstītu procesus slēgtās sistēmās

Saskaņā ar (4.56) vienādojumu siltumu var noteikt, ja ir zināmas sistēmas entropijas S izmaiņas. Tomēr fakts, ka entropiju nevar izmērīt tieši, rada dažus sarežģījumus, īpaši, aprakstot izohoriskos un izobariskos procesus. Ir nepieciešams noteikt siltuma daudzumu, izmantojot eksperimentāli izmērītu daudzumu.

Šī vērtība var būt sistēmas siltuma jauda. Vispārīgākā siltumietilpības definīcija izriet no pirmā termodinamikas likuma izteiksmes (5.2), (5.3). Pamatojoties uz to, jebkura sistēmas C kapacitāte attiecībā uz m tipa darbu tiek noteikta ar vienādojumu

C m = dA m / dP m = P m d e g m / dP m , (5.42)

kur C m ir sistēmas jauda;

P m un g m ir attiecīgi m tipa vispārinātā potenciāla un stāvokļa koordinātas.

Vērtība C m parāda, cik daudz m tipa darba ir jāpaveic dotajos apstākļos, lai mainītu sistēmas m-to vispārināto potenciālu pēc tās mērvienības.

Sistēmas kapacitātes jēdziens saistībā ar konkrētu darbu termodinamikā tiek plaši izmantots tikai, aprakstot sistēmas un vides termisko mijiedarbību.

Sistēmas jaudu attiecībā pret siltumu sauc par siltuma jaudu, un to nosaka vienādība

C = d e Q / dT = Td e S siltums / dT. (5.43)

Tādējādi Siltuma jaudu var definēt kā siltuma daudzumu, kas jānodod sistēmai, lai mainītu tās temperatūru par vienu Kelvinu.

Siltuma jauda, ​​tāpat kā iekšējā enerģija un entalpija, ir liels daudzums, kas ir proporcionāls vielas daudzumam. Praksē tiek izmantota siltumietilpība uz vielas masas vienību - īpatnējā siltuma jauda, un siltumietilpība uz vienu molu vielas, – molārā siltuma jauda. Īpatnējo siltumietilpību SI izsaka J/(kg K), bet molāro kapacitāti J/(mol K).

Īpatnējās un molārās siltuma jaudas ir saistītas ar attiecību:

C mol = C sitiens M, (5,44)

kur M ir vielas molekulmasa.

Atšķirt patiesā (diferenciālā) siltuma jauda, ko nosaka pēc vienādojuma (5.43) un attēlo elementāru siltuma pieaugumu ar bezgalīgi mazām temperatūras izmaiņām, un vidējā siltuma jauda, kas ir kopējā siltuma daudzuma attiecība pret kopējām temperatūras izmaiņām noteiktā procesā:

Q/DT. (5.45)

Sakarību starp patieso un vidējo īpatnējo siltumietilpību nosaka sakarība

Pie nemainīga spiediena vai tilpuma siltums un attiecīgi siltumietilpība iegūst stāvokļa funkcijas īpašības, t.i. kļūt par sistēmas īpašībām. Tieši šīs siltuma jaudas - izobāriskais C P (pie nemainīga spiediena) un izohoriskais C V (pie nemainīga tilpuma) tiek visplašāk izmantotas termodinamikā.

Ja sistēmu silda konstantā tilpumā, tad saskaņā ar izteiksmi (5.27) izohorisko siltumietilpību C V raksta formā

C V = . (5.48)

Ja sistēmu silda pie nemainīga spiediena, tad saskaņā ar vienādojumu (5.32) izobāriskā siltuma jauda С Р parādās formā

C P = . (5.49)

Lai atrastu saikni starp С Р un С V, ir nepieciešams diferencēt izteiksmi (5.31) attiecībā uz temperatūru. Vienam ideālās gāzes molam šo izteiksmi, ņemot vērā vienādojumu (5.18.), var attēlot kā

H = U + pV = U + RT. (5,50)

dH/dT = dU/dT + R, (5,51)

un atšķirība starp izobārisko un izohorisko siltuma jaudu vienam molam ideālas gāzes ir skaitliski vienāda ar universālo gāzes konstanti R:

C R - C V = R . (5.52)

Siltuma jauda nemainīgā spiedienā vienmēr ir lielāka par siltumietilpību nemainīgā tilpumā, jo vielas karsēšana nemainīgā spiedienā ir saistīta ar gāzes izplešanās darbu.

Izmantojot ideālas monatomiskas gāzes iekšējās enerģijas izteiksmi (5.21), iegūstam tās siltumietilpības vērtību vienam molam ideālas monoatomiskas gāzes:

C V = dU/dT = d(3/2 RT) dT = 3/2 R » 12,5 J/(mol K); (5.53)

C P = 3/2R + R = 5/2 R » 20,8 J/(mol K). (5.54)

Tādējādi monatomiskām ideālām gāzēm C V un C p nav atkarīgi no temperatūras, jo visa piegādātā siltumenerģija tiek tērēta tikai translācijas kustības paātrināšanai. Poliatomiskām molekulām līdz ar translācijas kustības izmaiņām var notikt arī rotācijas un vibrācijas intramolekulārā kustība. Divatomu molekulām parasti tiek ņemta vērā papildu rotācijas kustība, kā rezultātā to siltuma jaudu skaitliskās vērtības ir:

C V = 5/2 R » 20,8 J/(mol K); (5,55)

C p = 5/2 R + R = 7/2 R » 29,1 J/(mol K). (5.56)

Pa ceļam mēs pieskarsimies vielu siltumietilpībām citos (izņemot gāzveida) agregācijas stāvokļos. Lai novērtētu cieto ķīmisko savienojumu siltumietilpības, bieži tiek izmantots aptuvenais Neimana un Kopa aditivitātes likums, saskaņā ar kuru ķīmisko savienojumu molārā siltumietilpība cietā stāvoklī ir vienāda ar tajā iekļauto elementu atomu siltumietilpību summu. dots savienojums. Tādējādi sarežģīta ķīmiskā savienojuma siltumietilpību, ņemot vērā Dulonga un Petita likumu, var novērtēt šādi:

C V = 25n J/(mol K), (5,57)

kur n ir atomu skaits savienojumu molekulās.

Šķidrumu un cieto vielu siltuma jaudas tuvu kušanas temperatūrai (kristalizācijai) ir gandrīz vienādas. Pie normālas viršanas temperatūras lielākajai daļai organisko šķidrumu īpatnējā siltumietilpība ir 1700–2100 J/kg K. Intervālos starp šīm fāzu pārejas temperatūrām šķidruma siltumietilpība var būtiski atšķirties (atkarībā no temperatūras). Kopumā cietvielu siltumietilpības atkarību no temperatūras diapazonā no 0 līdz 290 K vairumā gadījumu labi atspoguļo daļēji empīriskais Debija vienādojums (kristālajam režģim) zemas temperatūras reģionā.

C P » C V = eT 3, (5,58)

kurā proporcionalitātes koeficients (e) ir atkarīgs no vielas rakstura (empīriskā konstante).

Gāzu, šķidrumu un cietvielu siltumietilpības atkarību no temperatūras parastā un augstā temperatūrā parasti izsaka, izmantojot empīriskus vienādojumus jaudas rindu veidā:

C P = a + bT + cT 2 (5,59)

C P = a + bT + c"T -2, (5,60)

kur a, b, c un c" ir empīriski temperatūras koeficienti.

Atgriežoties pie procesu apraksta slēgtās sistēmās, izmantojot siltumietilpības metodi, dažus 5.1. punktā dotos vienādojumus uzrakstīsim nedaudz citā formā.

Izohorisks process. Izsakot iekšējo enerģiju (5.27) siltumietilpības izteiksmē, iegūstam

dU V = dQ V = U 2 – U 1 = C V dT = C V dT . (5,61)

Ņemot vērā to, ka ideālas gāzes siltumietilpība nav atkarīga no temperatūras, vienādojumu (5.61) var uzrakstīt šādi:

DU V = Q V = U 2 - U 1 = C V DT . (5,62)

Lai aprēķinātu integrāļa (5.61) vērtību reālām vienatomiskām un daudzatomiskām gāzēm, jāzina funkcionālās atkarības specifiskā forma C V = f(T) tipa (5.59) vai (5.60).

Izobāriskais process. Vielas gāzveida stāvoklim pirmo termodinamikas likumu (5.29) šim procesam, ņemot vērā izplešanās darbu (5.35) un izmantojot siltumietilpības metodi, raksta šādi:

Q P = C V DT + RDT = C P DT = DH (5,63)

Q Р = DH Р = H 2 – H 1 = C Р dT. (5,64)

Ja sistēma ir ideāla gāze un siltuma jauda С Р nav atkarīga no temperatūras, sakarība (5.64) kļūst par (5.63). Lai atrisinātu vienādojumu (5.64), kas apraksta reālu gāzi, ir jāzina konkrētā atkarības forma C p = f(T).

Izotermisks process. Ideālas gāzes iekšējās enerģijas izmaiņas procesā, kas notiek nemainīgā temperatūrā

dU T = C V dT = 0. (5,65)

Adiabātiskais process. Tā kā dU = C V dT, tad vienam molam ideālas gāzes iekšējās enerģijas izmaiņas un paveiktais darbs ir attiecīgi vienādas:

DU = C V dT = C V (T 2 - T 1); (5,66)

A kažokādas = -DU = C V (T 1 - T 2). (5,67)

Dažādus termodinamiskos procesus raksturojošu vienādojumu analīze apstākļos: 1) p = const; 2) V = const; 3) T = const un 4) dQ = 0 parāda, ka tos visus var attēlot ar vispārīgo vienādojumu:

pV n = konst. (5,68)

Šajā vienādojumā indikatoram “n” var būt vērtības no 0 līdz ¥ dažādiem procesiem:

1. izobarisks (n = 0);

2. izotermisks (n = 1);

3. izohorisks (n = ¥);

4. adiabātiskais (n = g; kur g = C P /C V – adiabātiskais koeficients).

Iegūtās attiecības ir derīgas ideālai gāzei un ir tās stāvokļa vienādojuma sekas, un aplūkotie procesi ir reālo procesu īpašas un ierobežojošas izpausmes. Reālie procesi, kā likums, ir starpposma, notiek ar patvaļīgām “n” vērtībām un tiek saukti par politropiskiem procesiem.

Ja salīdzinām aplūkotajos termodinamiskajos procesos radušās ideālās gāzes izplešanās darbu ar tilpuma izmaiņām no V 1 uz V 2, tad, kā redzams no att. 5.2, lielākais izplešanās darbs tiek veikts izobāriskā procesā, mazāk izotermiskā un vēl mazāk adiabātiskā procesā. Izohoriskam procesam darbs ir nulle.

Rīsi. 5.2. P = f (V) – atkarība no dažādiem termodinamiskiem procesiem (ēnotās zonas raksturo izplešanās darbu attiecīgajā procesā)

TEMPERATŪRA. To mēra gan Kelvinos (K), gan Celsija grādos (°C). Temperatūras atšķirībām Celsija un Kelvina lielums ir vienāds. Attiecības starp temperatūrām:

t = T - 273,15 K,

Kur t— temperatūra, °C, T- temperatūra, K.

SPIEDIENS. Mitrā gaisa spiediens lpp un tā sastāvdaļas mēra Pa (Pascal) un vairākās vienībās (kPa, GPa, MPa).
Mitrā gaisa barometriskais spiediens p b vienāds ar sausā gaisa daļējo spiedienu summu p in un ūdens tvaiki lpp. lpp :

p b = p c + p p

BLĪVUMS. Mitrā gaisa blīvums ρ , kg/m3, ir gaisa un tvaika maisījuma masas attiecība pret šī maisījuma tilpumu:

ρ = M/V = M in /V + M p /V

Mitrā gaisa blīvumu var noteikt pēc formulas

ρ = 3,488 p b /T - 1,32 p p / T

ĪPAŠA GRAVITĀTE. Mitrā gaisa īpatnējais svars γ - šī ir mitrā gaisa svara un tā aizņemtā tilpuma attiecība, N/m 3. Blīvums un īpatnējais svars ir saistīti ar attiecību

ρ = γ/g,

Kur g— brīvā kritiena paātrinājums, kas vienāds ar 9,81 m/s 2 .

GAISA MITRUMS. Ūdens tvaiku saturs gaisā. ko raksturo divi lielumi: absolūtais un relatīvais mitrums.
Absolūti gaisa mitrums. ūdens tvaiku daudzums, kg vai g, kas atrodas 1 m 3 gaisa.
Radinieks gaisa mitrums φ , izteikts %. gaisā esošā ūdens tvaiku parciālā spiediena attiecība pret ūdens tvaiku parciālo spiedienu gaisā, kad tas ir pilnībā piesātināts ar ūdens tvaikiem p.p. :

φ = (p p /p bp) 100%

Pēc izteiksmes var noteikt ūdens tvaiku parciālo spiedienu piesātinātā mitrā gaisā

lg p p.n. = 2,125 + (156 + 8,12 t h.n.)/(236 + t h.n.),

Kur t v.n.— piesātināta mitra gaisa temperatūra, °C.

KUŠANAS TEMPERATŪRA. Temperatūra, kurā ūdens tvaiku daļējais spiediens lpp. lpp kas atrodas mitrā gaisā, ir vienāds ar piesātināta ūdens tvaiku parciālo spiedienu p p.n. tajā pašā temperatūrā. Rasas temperatūrā mitrums sāk kondensēties no gaisa.

d = M p / M collas

d = 622p p / (p b - p p) = 6,22 φp bp (p b - φp bp /100)

ĪPAŠS KARSTUMS. Mitrā gaisa īpatnējā siltumietilpība c, kJ/(kg * °C) ir siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai uzsildītu 1 kg sausa gaisa un ūdens tvaiku maisījuma par 10 un attiecināms uz 1 kg sausa gaisa:

c = c c + c p d /1000,

Kur c iekšā- sausā gaisa vidējā īpatnējā siltumietilpība, kas ņemta temperatūras diapazonā 0-1000C, kas vienāda ar 1,005 kJ/(kg * °C); c p ir ūdens tvaiku vidējā īpatnējā siltumietilpība, kas vienāda ar 1,8 kJ/(kg * °C). Praktiskiem aprēķiniem, projektējot apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmas, atļauts izmantot mitra gaisa īpatnējo siltumietilpību c = 1,0056 kJ/(kg * °C) (pie temperatūras 0°C un barometriskā spiediena 1013,3). GPa)

KONKRĒTA ENTALPIJA. Mitrā gaisa īpatnējā entalpija ir entalpija es, kJ, attiecas uz 1 kg sausa gaisa masas:

I = 1,005 t + (2500 + 1,8068 t) d/1000,
vai I = ct + 2,5d

TIJUMA IZPLAUŠANĀS KOEFICIENTS. Temperatūras tilpuma izplešanās koeficients

α = 0,00367 °C -1
vai α = 1/273 °C -1.

MAISĪJUMA PARAMETRI .
Gaisa maisījuma temperatūra

t cm = (M 1 t 1 + M 2 t 2) / (M 1 + M 2)

d cm = (M 1 d 1 + M 2 d 2) / (M 1 + M 2)

Gaisa maisījuma īpatnējā entalpija

I cm = (M 1 I 1 + M 2 I 2) / (M 1 + M 2)

Kur M1, M2- jauktā gaisa masa

FILTRU KLASES

Pieteikums	Tīrīšanas klase					Attīrīšanas pakāpe
	Standarti	DIN 24185 DIN 24184	EN 779	EUROVENT 4/5	EN 1882
Filtrs rupjai tīrīšanai ar zemām prasībām attiecībā uz gaisa tīrību	Rupja tīrīšana	EU1	G1	EU1	—	A%
Filtrs, ko izmanto augstas koncentrācijas putekļiem ar rupju tīrīšanu, gaisa kondicionēšanu un izplūdes ventilāciju ar zemām prasībām attiecībā uz iekštelpu gaisa tīrību.						65
		ES2	G2	ES2	—	80
		ES3	G3	ES3	—	90
		ES4	G4	ES4	—
Smalko putekļu atdalīšana ventilācijas iekārtās, ko izmanto telpās ar augstām gaisa kvalitātes prasībām. Filtrs ļoti smalkai filtrēšanai. Otrais attīrīšanas posms (papildu attīrīšana) telpās ar vidējām prasībām pēc gaisa tīrības.	Smalka tīrīšana	ES5	ES5	ES5	—	E%
						60
		ES6	ES6	ES6	—	80
		ES7	ES7	ES7	—	90
		EU8	EU8	EU8	—	95
		EU9	EU9	EU9	—
Tīrīšana no īpaši smalkiem putekļiem. To lieto telpās ar paaugstinātām prasībām pēc gaisa tīrības ("tīra telpa"). Galīgā gaisa attīrīšana telpās ar precīzo aprīkojumu, ķirurģijas nodaļās, intensīvās terapijas nodaļās un farmācijas nozarē.	Īpaši smalka tīrīšana	—	—	—	ES5	AR%
						97
		—	—	—	ES6	99
		—	—	—	ES7	99,99
		—	—	—	EU8	99,999

SILTUMA JAUDAS APRĒĶINS

Apkure, °C
m 3 / h	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
100	0.2	0.3	0.5	0.7	0.8	1.0	1.2	1.4	1.5	1.7
200	0.3	0.7	1.0	1.4	1.7	2.0	2.4	2.7	3.0	3.4
300	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.6	4.1	4.6	5.1
400	0.7	1.4	2.0	2.7	3.4	4.1	4.7	5.4	6.1	6.8
500	0.8	1.7	2.5	3.4	4.2	5.1	5.9	6.8	7.6	8.5
600	1.0	2.0	3.0	4.1	5.1	6.1	7.1	8.1	9.1	10.1
700	1.2	2.4	3.6	4.7	5.9	7.1	8.3	9.5	10.7	11.8
800	1.4	2.7	4.1	5.4	6.8	8.1	9.5	10.8	12.2	13.5
900	1.5	3.0	4.6	6.1	7.6	9.1	10.7	12.2	13.7	15.2
1000	1.7	3.4	5.1	6.8	8.5	10.1	11.8	13.5	15.2	16.9
1100	1.9	3.7	5.6	7.4	9.3	11.2	13.0	14.9	16.7	18.6
1200	2.0	4.1	6.1	8.1	10.1	12.2	14.2	16.2	18.3	20.3
1300	2.2	4.4	6.6	8.8	11.0	13.2	15.4	17.6	19.8	22.0
1400	2.4	4.7	7.1	9.5	11.8	14.2	16.6	18.9	21.3	23.7
1500	2.5	5.1	7.6	10.1	12.7	15.2	17.8	20.3	22.8	25.4
1600	2.7	5.4	8.1	10.8	13.5	16.2	18.9	21.6	24.3	27.1
1700	2.9	5.7	8.6	11.5	14.4	17.2	20.1	23.0	25.9	28.7
1800	3.0	6.1	9.1	12.2	15.2	18.3	21.3	24.3	27.4	30.4
1900	3.2	6.4	9.6	12.8	16.1	19.3	22.5	25.7	28.9	32.1
2000	3.4	6.8	10.1	13.5	16.9	20.3	23.7	27.1	30.4	33.8

STANDARTI UN NOTEIKUMI

SNiP 2.01.01-82 – Būvklimatoloģija un ģeofizika

Informācija par konkrētu apgabalu klimatiskajiem apstākļiem.

SNiP 2.04.05-91* - Apkure, ventilācija un gaisa kondicionēšana

Šie būvnormatīvi jāievēro, projektējot apkuri, ventilāciju un gaisa kondicionēšanu ēku un būvju (turpmāk – ēkas) telpās. Projektējot, jums jāievēro arī attiecīgo ēku un telpu SNiP apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas prasības, kā arī departamentu standarti un citi normatīvie dokumenti, ko apstiprinājusi un saskaņojusi Krievijas Valsts būvniecības komiteja.

SNiP 2.01.02-85* - Ugunsdrošības standarti

Šie standarti ir jāievēro, izstrādājot ēku un būvju projektus.

Šie standarti nosaka ēku un būvju, to elementu, būvkonstrukciju, materiālu ugunsdrošības tehnisko klasifikāciju, kā arī vispārīgās ugunsdrošības prasības dažādu mērķu telpu, ēku un būvju projektēšanas un plānošanas risinājumiem.

Šos standartus papildina un precizē ugunsdrošības prasības, kas noteiktas SNiP 2. daļā un citos normatīvajos dokumentos, ko apstiprinājusi vai saskaņojusi Valsts būvniecības komiteja.

SNiP II-3-79* - Celtniecības siltumtehnika

Šie ēku siltumtehniskie standarti jāievēro, projektējot dažādu mērķu jaunu un rekonstruējamu ēku un būvju norobežojošās konstrukcijas (ārsienas un iekšējās sienas, starpsienas, pārsegumi, bēniņu un starpstāvu pārsegumi, grīdas, aizpildīšanas ailes: logi, laternas, durvis, vārti). (dzīvojamie, sabiedriskie, ražošanas un palīgrūpniecības uzņēmumi, lauksaimniecības un noliktavas, ar standartizētu temperatūru vai iekšējā gaisa temperatūru un relatīvo mitrumu).

SNiP II-12-77 - aizsardzība pret troksni

Šie standarti un noteikumi ir jāievēro, projektējot aizsardzību pret troksni, lai nodrošinātu pieņemamus skaņas spiediena līmeņus un skaņas līmeņus darba vietās rūpniecības un palīgēkās un rūpniecības uzņēmumu teritorijās, dzīvojamās un sabiedriskās ēkās, kā arī pilsētu un pilsētu dzīvojamos rajonos. pilsētas, citas apdzīvotas vietas.

SNiP 2.08.01-89* - Dzīvojamās ēkas

Šīs normas un noteikumi attiecas uz dzīvojamo ēku (daudzdzīvokļu mājas, tajā skaitā daudzdzīvokļu mājas veciem cilvēkiem un ģimenēm ar invalīdiem, kas izmanto ratiņkrēslus, turpmāk – ģimenes ar invalīdiem, kā arī kopmītnes) projektēšanu, kuru augstums ir līdz 25 stāvi ieskaitot.

Šie noteikumi un noteikumi neattiecas uz inventāra un pārvietojamo ēku projektēšanu.

SNiP 2.08.02-89* - Sabiedriskās ēkas un būves

Šie noteikumi attiecas uz sabiedrisko ēku (līdz 16 stāviem ieskaitot) un būvju, kā arī dzīvojamās ēkās iebūvētu sabiedrisko telpu projektēšanu. Projektējot sabiedriskās telpas, kas iebūvētas dzīvojamās ēkās, papildus jāvadās pēc SNiP 2.08.01-89* (Dzīvojamās ēkas).

SNiP 2.09.04-87* - Administratīvās un sadzīves ēkas

Šie standarti attiecas uz administratīvo un dzīvojamo ēku projektēšanu līdz 16 stāviem ieskaitot un uzņēmumu telpām. Šie standarti neattiecas uz administratīvo ēku un sabiedrisko telpu projektēšanu.

Projektējot ēkas, kas tiek pārbūvētas saistībā ar uzņēmumu paplašināšanu, rekonstrukciju vai tehnisko pārkārtošanu, ir pieļaujamas novirzes no šiem standartiem ģeometrisko parametru ziņā.

SNiP 2.09.02-85* - Rūpnieciskās ēkas

Šie standarti attiecas uz rūpniecisko ēku un telpu projektēšanu. Šie standarti neattiecas uz ēku un telpu projektēšanu sprāgstvielu un spridzināšanas līdzekļu ražošanai un uzglabāšanai, pazemes un pārvietojamām (inventāra) ēkām.

SNiP 111-28-75 - Noteikumi par darbu izgatavošanu un pieņemšanu

Uzstādīto ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmu palaišanas testi tiek veikti saskaņā ar SNiP 111-28-75 "Darbu ražošanas un pieņemšanas noteikumi" prasībām pēc ventilācijas un saistīto energoiekārtu mehāniskās pārbaudes. Ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmu nodošanas ekspluatācijā pārbaužu un regulēšanas mērķis ir noteikt to darbības parametru atbilstību projektētajiem un standarta rādītājiem.

Pirms testēšanas sākuma ventilācijas un gaisa kondicionēšanas ierīcēm ir jādarbojas nepārtraukti un pareizi 7 stundas.

Palaišanas testu laikā ir jāveic šādas darbības:

• Projektā pieņemto uzstādīto iekārtu un ventilācijas ierīču elementu parametru atbilstības pārbaude, kā arī to izgatavošanas un uzstādīšanas kvalitātes atbilstība TU un SNiP prasībām.
• Noplūžu noteikšana gaisa vados un citos sistēmas elementos
• Pārbaudīt atbilstību projektētajiem datiem par gaisa tilpuma plūsmas ātrumu, kas iet caur vispārējās ventilācijas un gaisa kondicionēšanas iekārtu gaisa ieplūdes un gaisa sadales ierīcēm
• Ventilācijas iekārtu veiktspējas un spiediena atbilstības pases datiem pārbaude
• Sildītāju vienmērīgas apkures pārbaude. (Ja gada siltajā periodā nav dzesēšanas šķidruma, netiek pārbaudīta vienmērīga sildītāju sildīšana)

FIZISKO DAUDZUMU TABULA

Fundamentālās konstantes
Avogadro konstante (skaitlis)	N A	6,0221367(36)*10 23 mol -1
Universāla gāzes konstante	R	8,314510(70) J/(mol*K)
Bolcmaņa konstante	k=R/NA	1,380658(12)*10 -23 J/K
Absolūtā nulles temperatūra	0K	-273.150C
Skaņas ātrums gaisā normālos apstākļos		331,4 m/s
Gravitācijas paātrinājums	g	9,80665 m/s 2
Garums (m)
mikrons	μ (μm)	1 µm = 10 -6 m = 10 -3 cm
angstrēms	-	1 - = 0,1 nm = 10 -10 m
pagalms	yd	0,9144 m = 91,44 cm
pēda	pēdas	0,3048 m = 30,48 cm
collu	iekšā	0,0254 m = 2,54 cm
Platība, m2)
kvadrātveida pagalms	yd 2	0,8361 m2
kvadrātpēda	2 pēdas	0,0929 m2
kvadrātcollu	2	6,4516 cm2
Tilpums, m3)
kubiskais pagalms	yd 3	0,7645 m 3
kubikpēda	3 pēdas	28,3168 dm 3
kubikcollu	3	16,3871 cm3
galonu (angļu valodā)	gal (Lielbritānija)	4,5461 dm 3
galonu (ASV)	gal (ASV)	3,7854 dm 3
pinte (angļu valodā)	pt (Apvienotā Karaliste)	0,5683 dm 3
sausā pinte (ASV)	sausā pt (ASV)	0,5506 dm 3
šķidrā pinte (ASV)	liq pt (ASV)	0,4732 dm 3
šķidruma unce (angļu valodā)	fl.oz (Apvienotā Karaliste)	29,5737 cm3
šķidruma unce (ASV)	fl.oz (ASV)	29,5737 cm3
bušelis (ASV)	bu (ASV)	35,2393 dm 3
sausa muca (ASV)	bbl (ASV)	115,628 dm 3
Svars (kg)
Mārciņas.	Mārciņas	0,4536 kg
gliemeža	gliemeža	14,5939 kg
gran	gr	64,7989 mg
tirdzniecības unce	oz	28,3495 g
Blīvums (kg/m3)
mārciņa par kubikpēdu	3 mārciņas/pēdas	16,0185 kg/m 3
mārciņa par kubikcollu	lb/in 3	27680 kg/m 3
gliemeža uz kubikpēdu	lode/pēdas 3	515,4 kg/m 3
Termodinamiskā temperatūra (K)
Rankine grāds	°R	5/9 K
Temperatūra (K)
grādi pēc Fārenheita	°F	5/9 K; t°C = 5/9*(t°F - 32)
Spēks, svars (N vai kg*m/s 2)
ņūtons	N	1 kg*m/s 2
mārciņa	pdl	0,1383 H
lbf	lbf	4,4482 H
kilograms-spēks	kgf	9.807 H
Īpatnējais svars (N/m3)
lbf uz kubikcollu	lbf/ft 3	157,087 N/m3
Spiediens (Pa vai kg/(m*s 2) vai N/m 2)
paskāls	Pa	1 N/m 2
hektopaskāls	GPa	10 2 Pa
kilopaskāls	kPa	10 3 Pa
bārs	bārs	10 5 N/m 2
atmosfēra ir fiziska	atm	1,013*10 5 N/m 2
dzīvsudraba staba milimetrs	mm Hg	1,333*10 2 N/m 2
kilograms-spēks uz kubikcentimetru	kgf/cm3	9,807*10 4 N/m 2
mārciņa par kvadrātpēdu	pdl/ft 2	1,4882 N/m 2
lbf uz kvadrātpēdu	lbf/ft 2	47,8803 N/m 2
lbf uz kvadrātcollu	lbf/in 2	6894,76 N/m 2
ūdens pēda	ftH2O	2989,07 N/m 2
collu ūdens	inH2O	249,089 N/m 2
collu dzīvsudraba	Hg	3386,39 N/m 2
Darbs, enerģija, siltums (J vai kg*m 2 /s 2 vai N*m)
džouls	Dž	1 kg*m 2 /s 2 = 1 N*m
kaloriju	cal	4,187 Dž
kilokaloriju	Kcal	4187 Dž
kilovatstundu	kwh	3,6*10 6 J
Lielbritānijas termoagregāts	Btu	1055,06 J
pēdas mārciņa	ft*pdl	0,0421 J
ft-lbf	ft*lbf	1,3558 Dž
litrs-atmosfēra	l*atm	101.328 Dž
Jauda, ​​W)
pēdas mārciņa sekundē	ft*pdl/s	0,0421 W
ft-lbf sekundē	ft*lbf/s	1,3558 W
zirgspēki (angļu valodā)	hp	745,7 W
Lielbritānijas siltuma vienība stundā	Btu/h	0,2931 W
kilograms-spēka mērītājs sekundē	kgf*m/s	9,807 W
Masas plūsma (kg/s)
mārciņa-masa sekundē	lbm/s	0,4536 kg/s
Siltumvadītspējas koeficients (W/(m*K))
Lielbritānijas siltuma vienība sekundē pēdas grāds pēc Fārenheita	Btu/(s*ft*degF)	6230,64 W/(m*K)
Siltuma pārneses koeficients (W/(m 2 *K))
Britu termiskā vienība sekundē — kvadrātpēdas grādi pēc Fārenheita	Btu/(s*ft 2 *degF)	20441,7 W/(m 2 *K)
Termiskās difūzijas koeficients, kinemātiskā viskozitāte (m 2 /s)
Stoksa	Sv	10 -4 m 2 /s
centistokus	cSt (cSt)	10 -6 m 2 /s = 1mm 2 /s
kvadrātpēda sekundē	ft 2 /s	0,0929 m 2 /s
Dinamiskā viskozitāte (Pa*s)
nosvērtība	P (P)	0,1 Pa*s
centipoise cP	(sp)	10 6 Pa*s
mārciņas sekundes par kvadrātpēdu	pdt*s/ft 2	1,488 Pa*s
mārciņa spēka sekunde uz kvadrātpēdu	lbf*s/ft 2	47,88 Pa*s
Īpatnējā siltumietilpība (J/(kg*K))
kalorijas uz gramu pēc Celsija	cal/(g*°C)	4,1868*10 3 J/(kg*K)
Lielbritānijas termiskā vienība uz mārciņu pēc Fārenheita	Btu/(lb*degF)	4187 J/(kg*K)
Īpatnējā entropija (J/(kg*K))
Lielbritānijas termiskā vienība uz Rankina grādu mārciņā	Btu/(lb*degR)	4187 J/(kg*K)
Siltuma plūsmas blīvums (W/m2)
kilokalorija uz kvadrātmetru - stunda	Kcal/(m 2 *h)	1,163 W/m2
Lielbritānijas siltuma vienība uz kvadrātpēdu - stunda	Btu/(pēdas 2 *h)	3,157 W/m2
Būvkonstrukciju mitruma caurlaidība
kilograms stundā uz vienu ūdens staba milimetru metru	kg/(h*m*mm H2O)	28,3255 mg (s*m*Pa)
Būvkonstrukciju tilpuma caurlaidība
kubikmetrs stundā uz vienu metru-milimetru ūdens stabu	m3 /(h*m*mm H2O)	28,3255*10 -6 m 2 /(s*Pa)
Gaismas spēks
kandela	cd	SI pamatvienība
Apgaismojums (lx)
greznība	labi	1 cd*sr/m 2 (sr — steradiāns)
tālr	ph (ph)	10 4 lx
Spilgtums (cd/m2)
stilb	st (st)	10 4 cd/m 2
gnīda	nt (nt)	1 cd/m2

INROST uzņēmumu grupa

Laboratorijas darbs Nr.1

Masas izobāra definīcija

gaisa siltumietilpība

Siltuma jauda ir siltums, kas jāpievieno vielas daudzumam, lai to uzsildītu par 1 K. Vielas daudzuma vienību var izmērīt kilogramos, kubikmetros normālos fizikālajos apstākļos un kilomolos. Kilomols gāzes ir gāzes masa kilogramos, skaitliski vienāda ar tās molekulmasu. Tādējādi ir trīs veidu siltumietilpības: masa c, J/(kg⋅K); tilpuma s′, J/(m3⋅K) un molārais, J/(kmol⋅K). Tā kā kilomolam gāzes masa ir μ reizes lielāka par vienu kilogramu, atsevišķs molārās siltumietilpības apzīmējums netiek ieviests. Sakarības starp siltuma jaudām:

kur = 22,4 m3/kmol ir ideālas gāzes kilomola tilpums normālos fizikālos apstākļos; – gāzes blīvums normālos fizikālajos apstākļos, kg/m3.

Gāzes patiesā siltumietilpība ir siltuma atvasinājums no temperatūras:

Gāzei piegādātais siltums ir atkarīgs no termodinamiskā procesa. To var noteikt ar pirmo termodinamikas likumu izohoriskajiem un izobāriskajiem procesiem:

Šeit ir siltums, kas tiek piegādāts 1 kg gāzes izobāriskā procesā; – izmaiņas gāzes iekšējā enerģijā; – gāzu darbība pret ārējiem spēkiem.

Būtībā formula (4) formulē 1. termodinamikas likumu, no kura izriet Majera vienādojums:

Ja liekam = 1 K, tad, tas ir, gāzes konstantes fizikālā nozīme ir darbs, ko 1 kg gāzes veic izobāriskā procesā, kad tās temperatūra mainās par 1 K.

Majera vienādojumam 1 kilomolam gāzes ir šāda forma

kur = 8314 J/(kmol⋅K) ir universālā gāzes konstante.

Papildus Mayer vienādojumam gāzu izobariskās un izohoriskās masas siltumietilpības ir saistītas viena ar otru caur adiabātisko eksponentu k (1. tabula):

1.1. tabula

Adiabātisko eksponentu vērtības ideālām gāzēm

Gāzu atomitāte
Monatomiskās gāzes
Divatomiskās gāzes
Trīs un poliatomu gāzes

DARBA MĒRĶIS

Teorētisko zināšanu nostiprināšana par termodinamikas pamatlikumiem. Gaisa siltumietilpības noteikšanas metodes praktiskā izstrāde, pamatojoties uz enerģijas bilanci.

Gaisa īpatnējās masas siltumietilpības eksperimentāla noteikšana un iegūtā rezultāta salīdzināšana ar atsauces vērtību.

1.1. Laboratorijas iekārtojuma apraksts

Instalācija (1.1. att.) sastāv no misiņa caurules 1 ar iekšējo diametru d =
= 0,022 m, kura galā ir elektriskais sildītājs ar siltumizolāciju 10. Caurules iekšpusē pārvietojas gaisa plūsma, kas tiek piegādāta 3. Gaisa plūsmu var regulēt, mainot ventilatora ātrumu. Caurule 1 satur pilna spiediena cauruli 4 un lieko statisko spiedienu 5, kas ir savienoti ar manometriem 6 un 7. Turklāt caurulē 1 ir uzstādīts termopāris 8, kas var pārvietoties pa šķērsgriezumu vienlaikus ar pilnu spiediena cauruli. Termopāra emf lielumu nosaka potenciometrs 9. Caur cauruli virzošā gaisa uzsildīšanu regulē, izmantojot laboratorijas autotransformatoru 12, mainot sildītāja jaudu, ko nosaka pēc ampērmetra 14 un voltmetra 13 rādījumiem. Gaisa temperatūru sildītāja izejā nosaka ar termometru 15.

1.2. EKSPERIMENTĀLA PROCEDŪRA

Sildītāja siltuma plūsma, W:

kur I – strāva, A; U – spriegums, V; = 0,96; =
= 0,94 – siltuma zudumu koeficients.

1.1.att. Eksperimentālās iestatīšanas diagramma:

1 – caurule; 2 – sajauktājs; 3 – ventilators; 4 – caurule dinamiskā spiediena mērīšanai;

5 – caurule; 6, 7 – diferenciālā spiediena mērītāji; 8 – termopāris; 9 – potenciometrs; 10 – siltināšana;

11 – elektriskais sildītājs; 12 – laboratorijas autotransformators; 13 – voltmetrs;

14 – ampērmetrs; 15 – termometrs

Gaisa absorbētā siltuma plūsma, W:

kur m – masas gaisa plūsma, kg/s; – eksperimentālā, masas izobāriskā gaisa siltumietilpība, J/(kg K); – gaisa temperatūra pie izejas no apkures sekcijas un pie ieejas tajā, °C.

Gaisa masas plūsma, kg/s:

. (1.10)

Šeit ir vidējais gaisa ātrums caurulē, m/s; d – caurules iekšējais diametrs, m; – gaisa blīvums temperatūrā, ko nosaka pēc formulas, kg/m3:

, (1.11)

kur = 1,293 kg/m3 – gaisa blīvums normālos fiziskajos apstākļos; B – spiediens, mm. rt. st; – liekais statiskais gaisa spiediens caurulē, mm. ūdens Art.

Gaisa ātrumus nosaka dinamiskais spiediens četrās vienādās daļās, m/s:

kur ir dinamiskais spiediens, mm. ūdens Art. (kgf/m2); g = 9,81 m/s2 – brīvā kritiena paātrinājums.

Vidējais gaisa ātrums caurules šķērsgriezumā, m/s:

Gaisa vidējo izobāriskās masas siltumietilpību nosaka pēc formulas (1.9), kurā siltuma plūsmu aizstāj no vienādojuma (1.8). Precīzu gaisa siltumietilpību pie vidējās gaisa temperatūras var iegūt no vidējo siltumietilpību tabulas vai no empīriskās formulas, J/(kg⋅K):

. (1.14)

Eksperimenta relatīvā kļūda, %:

. (1.15)

1.3. Eksperimenta veikšana un apstrāde

mērījumu rezultātus

Eksperiments tiek veikts šādā secībā.

1. Laboratorijas stends tiek ieslēgts un pēc stacionāra režīma iestatīšanas tiek veikti šādi rādījumi:

Dinamiskais gaisa spiediens četros vienādu cauruļu sekciju punktos;

Pārmērīgs statiskais gaisa spiediens caurulē;

Strāva I, A un spriegums U, V;

Ieplūstošā gaisa temperatūra, °C (termopāris 8);

Izplūdes temperatūra, °C (termometrs 15);

Barometriskais spiediens B, mm. rt. Art.

Eksperimentu atkārto nākamajam režīmam. Mērījumu rezultāti ir ievadīti 1.2. tabulā. Aprēķini tiek veikti tabulā. 1.3.

1.2. tabula

Mērījumu tabula

	Daudzuma nosaukums
	Gaisa ieplūdes temperatūra, °C
	Izplūdes gaisa temperatūra, °C
	Dinamiskais gaisa spiediens, mm. ūdens Art.
	Pārmērīgs statiskais gaisa spiediens, mm. ūdens Art.
	Barometriskais spiediens B, mm. rt. Art.
	Spriegums U, V

1.3. tabula

Aprēķinu tabula

	Daudzumu nosaukums
	Dinamiskais spiediens, N/m2
	Vidējā ieplūdes plūsmas temperatūra, °C