Sifat fizikal asas udara dipertimbangkan: ketumpatan udara, kelikatan dinamik dan kinematiknya, kapasiti haba tentu, kekonduksian terma, difusi terma, nombor Prandtl dan entropi. Sifat-sifat udara diberikan dalam jadual bergantung kepada suhu pada tekanan atmosfera biasa.
Ketumpatan udara bergantung pada suhu
Jadual terperinci nilai ketumpatan udara kering pada pelbagai suhu dan tekanan atmosfera normal dibentangkan. Apakah ketumpatan udara? Ketumpatan udara boleh ditentukan secara analitikal dengan membahagikan jisimnya dengan isipadu yang didudukinya. dalam keadaan tertentu (tekanan, suhu dan kelembapan). Anda juga boleh mengira ketumpatannya menggunakan formula persamaan gas ideal keadaan. Untuk melakukan ini, anda perlu mengetahui tekanan dan suhu mutlak udara, serta pemalar gas dan isipadu molarnya. Persamaan ini membolehkan anda mengira ketumpatan kering udara.
Pada latihan, untuk mengetahui apakah ketumpatan udara pada suhu yang berbeza, ia adalah mudah untuk menggunakan meja siap sedia. Sebagai contoh, jadual di bawah menunjukkan ketumpatan udara atmosfera bergantung pada suhunya. Ketumpatan udara dalam jadual dinyatakan dalam kilogram per meter padu dan diberikan dalam julat suhu dari tolak 50 hingga 1200 darjah Celsius pada tekanan atmosfera normal (101325 Pa).
| 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 |
Pada 25°C, udara mempunyai ketumpatan 1.185 kg/m3. Apabila dipanaskan, ketumpatan udara berkurangan - udara mengembang (isipadu spesifiknya meningkat). Apabila suhu meningkat, contohnya kepada 1200°C, ketumpatan udara yang sangat rendah dicapai, bersamaan dengan 0.239 kg/m 3, iaitu 5 kali kurang daripada nilainya pada suhu bilik. Secara umum, pengurangan semasa pemanasan membolehkan proses seperti perolakan semula jadi berlaku dan digunakan, contohnya, dalam aeronautik.
Jika kita membandingkan ketumpatan udara berbanding , maka udara adalah tiga urutan magnitud lebih ringan - pada suhu 4°C, ketumpatan air ialah 1000 kg/m3, dan ketumpatan udara ialah 1.27 kg/m3. Ia juga perlu diperhatikan nilai ketumpatan udara di bawah keadaan biasa. Keadaan biasa bagi gas ialah keadaan di mana suhunya ialah 0°C dan tekanannya sama dengan tekanan atmosfera biasa. Oleh itu, mengikut jadual, ketumpatan udara dalam keadaan normal (di NL) ialah 1.293 kg/m 3.
Kelikatan dinamik dan kinematik udara pada suhu yang berbeza
Apabila melakukan pengiraan terma, adalah perlu untuk mengetahui nilai kelikatan udara (pekali kelikatan) pada suhu yang berbeza. Nilai ini diperlukan untuk mengira nombor Reynolds, Grashof, dan Rayleigh, yang nilainya menentukan rejim aliran gas ini. Jadual menunjukkan nilai pekali dinamik μ dan kinematik ν kelikatan udara dalam julat suhu dari -50 hingga 1200°C pada tekanan atmosfera.
Pekali kelikatan udara meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu. Sebagai contoh, kelikatan kinematik udara adalah sama dengan 15.06 10 -6 m 2 / s pada suhu 20°C, dan dengan peningkatan suhu kepada 1200°C, kelikatan udara menjadi sama dengan 233.7 10 -6 m 2 / s, iaitu, ia meningkat 15.5 kali ganda! Kelikatan dinamik udara pada suhu 20°C ialah 18.1·10 -6 Pa·s.
Apabila udara dipanaskan, nilai kedua-dua kinematik dan kelikatan dinamik meningkat. Kedua-dua kuantiti ini berkaitan antara satu sama lain melalui ketumpatan udara, yang nilainya berkurangan apabila gas ini dipanaskan. Peningkatan dalam kelikatan kinematik dan dinamik udara (serta gas lain) apabila dipanaskan dikaitkan dengan getaran molekul udara yang lebih sengit di sekitar keadaan keseimbangannya (mengikut MKT).
| 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 |
Nota: Berhati-hati! Kelikatan udara diberikan kepada kuasa 10 6 .
Muatan haba tentu udara pada suhu dari -50 hingga 1200°C
Jadual muatan haba tentu udara pada pelbagai suhu dibentangkan. Muatan haba dalam jadual diberikan pada tekanan malar (kapasiti haba isobarik udara) dalam julat suhu dari tolak 50 hingga 1200°C untuk udara dalam keadaan kering. Apakah muatan haba tentu udara? Muatan haba tentu menentukan jumlah haba yang mesti dibekalkan kepada satu kilogram udara pada tekanan malar untuk meningkatkan suhunya sebanyak 1 darjah. Contohnya, pada 20°C, untuk memanaskan 1 kg gas ini sebanyak 1°C dalam proses isobarik, 1005 J haba diperlukan.
Muatan haba tentu udara meningkat dengan peningkatan suhu. Walau bagaimanapun, pergantungan kapasiti haba jisim udara pada suhu adalah tidak linear. Dalam julat dari -50 hingga 120°C, nilainya boleh dikatakan tidak berubah - di bawah keadaan ini, kapasiti haba purata udara ialah 1010 J/(kg deg). Mengikut jadual, dapat dilihat bahawa suhu mula memberi kesan yang ketara daripada nilai 130°C. Walau bagaimanapun, suhu udara menjejaskan kapasiti haba tentunya jauh lebih rendah daripada kelikatannya. Oleh itu, apabila dipanaskan dari 0 hingga 1200°C, kapasiti haba udara meningkat hanya 1.2 kali ganda - dari 1005 hingga 1210 J/(kg deg).
Perlu diingatkan bahawa kapasiti haba udara lembap lebih tinggi daripada udara kering. Jika kita membandingkan udara, jelas menunjukkan bahawa air mempunyai nilai yang lebih tinggi dan kandungan air dalam udara membawa kepada peningkatan kapasiti haba tentu.
| 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 |
Kekonduksian terma, resapan terma, bilangan Prandtl udara
Jadual membentangkan sifat fizikal udara atmosfera seperti kekonduksian terma, difusi terma dan nombor Prandtlnya bergantung pada suhu. Sifat termofizik udara diberikan dalam julat dari -50 hingga 1200°C untuk udara kering. Menurut jadual, dapat dilihat bahawa sifat-sifat udara yang ditunjukkan bergantung dengan ketara pada suhu dan pergantungan suhu bagi sifat-sifat yang dipertimbangkan gas ini adalah berbeza.
Yang perlu untuk menukar suhu bendalir kerja, dalam kes ini, udara, dengan satu darjah. Kapasiti haba udara secara langsung bergantung kepada suhu dan tekanan. Pada masa yang sama, kaedah yang berbeza boleh digunakan untuk mengkaji pelbagai jenis kapasiti haba.
Secara matematik, kapasiti haba udara dinyatakan sebagai nisbah jumlah haba kepada kenaikan suhunya. Muatan haba badan yang mempunyai jisim 1 kg biasanya dipanggil haba tentu. Muatan haba molar udara ialah kapasiti haba satu mol bahan. Muatan haba ditetapkan J/K. Muatan haba molar, masing-masing, J/(mol*K).
Kapasiti haba boleh dianggap sebagai ciri fizikal bahan, dalam kes ini udara, jika pengukuran dijalankan dalam keadaan malar. Selalunya, pengukuran sedemikian dilakukan pada tekanan malar. Ini adalah bagaimana kapasiti haba isobarik udara ditentukan. Ia meningkat dengan peningkatan suhu dan tekanan, dan juga merupakan fungsi linear bagi kuantiti ini. Dalam kes ini, perubahan suhu berlaku pada tekanan malar. Untuk mengira kapasiti haba isobarik, adalah perlu untuk menentukan suhu dan tekanan pseudokrit. Ia ditentukan menggunakan data rujukan.
Kapasiti haba udara. Keanehan
Udara ialah campuran gas. Apabila mempertimbangkannya dalam termodinamik, andaian berikut dibuat. Setiap gas dalam campuran mesti diagihkan sama rata ke seluruh isipadu. Oleh itu, isipadu gas adalah sama dengan isipadu keseluruhan campuran. Setiap gas dalam campuran mempunyai tekanan separa sendiri, yang dikenakan pada dinding kapal. Setiap komponen campuran gas mestilah mempunyai suhu yang sama dengan suhu keseluruhan campuran. Dalam kes ini, jumlah tekanan separa semua komponen adalah sama dengan tekanan campuran. Pengiraan kapasiti haba udara dilakukan berdasarkan data komposisi campuran gas dan kapasiti haba komponen individu.
Muatan haba secara samar-samar mencirikan sesuatu bahan. Daripada undang-undang pertama termodinamik kita boleh membuat kesimpulan bahawa tenaga dalaman badan berubah bukan sahaja bergantung pada jumlah haba yang diterima, tetapi juga pada kerja yang dilakukan oleh badan. Di bawah keadaan proses pemindahan haba yang berbeza, kerja badan mungkin berbeza-beza. Oleh itu, jumlah haba yang sama yang disalurkan kepada badan boleh menyebabkan perubahan suhu dan tenaga dalaman badan yang berbeza. Ciri ini khas hanya untuk bahan gas. Tidak seperti pepejal dan cecair, bahan gas boleh mengubah isipadu dan melakukan kerja. Itulah sebabnya kapasiti haba udara menentukan sifat proses termodinamik itu sendiri.
Walau bagaimanapun, pada isipadu tetap udara tidak berfungsi. Oleh itu, perubahan tenaga dalam adalah berkadar dengan perubahan suhunya. Nisbah kapasiti haba dalam proses dengan tekanan malar kepada kapasiti haba dalam proses dengan isipadu malar adalah sebahagian daripada formula untuk proses adiabatik. Ia dilambangkan dengan huruf Yunani gamma.
Dari sejarah
Istilah "kapasiti haba" dan "kuantiti haba" tidak menggambarkan intipatinya dengan baik. Ini disebabkan oleh fakta bahawa mereka datang ke sains moden dari teori kalori, yang popular pada abad kelapan belas. Pengikut teori ini menganggap haba sebagai sejenis bahan tanpa berat yang terkandung dalam badan. Bahan ini tidak boleh dimusnahkan atau dicipta. Penyejukan dan pemanasan badan dijelaskan oleh penurunan atau peningkatan kandungan kalori, masing-masing. Lama kelamaan, teori ini didapati tidak dapat dipertahankan. Dia tidak dapat menjelaskan mengapa perubahan yang sama dalam tenaga dalaman badan diperolehi apabila jumlah haba yang berbeza dipindahkan kepadanya, dan juga bergantung kepada kerja yang dilakukan oleh badan.
Di bawah muatan haba tentu bahan memahami jumlah haba yang mesti ditambah atau ditolak daripada unit bahan (1 kg, 1 m 3, 1 mol) untuk menukar suhunya sebanyak satu darjah.
Bergantung kepada unit bahan tertentu, kapasiti haba tentu berikut dibezakan:
Kapasiti haba jisim DENGAN, dirujuk kepada 1 kg gas, J/(kg∙K);
Kapasiti haba molar µС, dirujuk kepada 1 kmol gas, J/(kmol∙K);
Kapasiti haba isipadu DENGAN', dirujuk kepada 1 m 3 gas, J/(m 3 ∙K).
Kapasiti haba tertentu berkaitan antara satu sama lain dengan hubungan:
di mana υ n- isipadu gas tertentu dalam keadaan normal (n.s.), m 3 /kg; µ - jisim molar gas, kg/kmol.
Kapasiti haba bagi gas ideal bergantung pada sifat proses membekalkan (atau mengeluarkan) haba, pada keatoman gas dan suhu (kapasiti haba gas sebenar juga bergantung pada tekanan).
Hubungan antara isobarik jisim Dengan P dan isochorik CV kapasiti haba ditentukan oleh persamaan Mayer:
C P - C V = R, (1.2)
di mana R – pemalar gas, J/(kg∙K).
Apabila gas ideal dipanaskan dalam bekas tertutup dengan isipadu malar, haba hanya dibelanjakan untuk menukar tenaga pergerakan molekulnya, dan apabila dipanaskan pada tekanan malar, disebabkan oleh pengembangan gas, kerja dilakukan secara serentak terhadap daya luar. .
Untuk kapasiti haba molar, persamaan Mayer mempunyai bentuk:
µС р - µС v = µR, (1.3)
di mana µR=8314J/(kmol∙K) – pemalar gas sejagat.
Isipadu gas yang ideal V n, dikurangkan kepada keadaan normal, ditentukan daripada hubungan berikut:
(1.4)
di mana R n- tekanan dalam keadaan normal, R n= 101325 Pa = 760 mmHg; Tn- suhu dalam keadaan normal, Tn= 273.15 K; P t, Vt, T t– tekanan operasi, isipadu dan suhu gas.
Nisbah kapasiti haba isobarik kepada isochoric dilambangkan dengan k dan panggil indeks adiabatik:
(1.5)
Daripada (1.2) dan mengambil kira (1.5) kami memperoleh:
Untuk pengiraan yang tepat, kapasiti haba purata ditentukan oleh formula:
(1.7)
Dalam pengiraan haba pelbagai peralatan, jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan atau menyejukkan gas selalunya ditentukan:
Q = C∙m∙(t 2 - t 1), (1.8)
Q = C′∙V n∙(t 2 - t 1), (1.9)
di mana V n– isipadu gas pada keadaan piawai, m3.
Q = µC∙ν∙(t 2 - t 1), (1.10)
di mana ν – jumlah gas, kmol.
Kapasiti haba. Menggunakan kapasiti haba untuk menerangkan proses dalam sistem tertutup
Selaras dengan persamaan (4.56), haba boleh ditentukan jika perubahan dalam entropi S sistem diketahui. Walau bagaimanapun, hakikat bahawa entropi tidak boleh diukur secara langsung mewujudkan beberapa komplikasi, terutamanya apabila menerangkan proses isochoric dan isobaric. Terdapat keperluan untuk menentukan jumlah haba menggunakan kuantiti yang diukur secara eksperimen.
Nilai ini boleh menjadi kapasiti haba sistem. Takrifan muatan haba yang paling umum berikutan daripada ungkapan undang-undang pertama termodinamik (5.2), (5.3). Berdasarkannya, sebarang kapasiti sistem C berkenaan dengan kerja jenis m ditentukan oleh persamaan
C m = dA m / dP m = P m d e g m / dP m , (5.42)
di mana C m ialah kapasiti sistem;
P m dan g m masing-masing ialah potensi umum dan koordinat keadaan bagi jenis m.
Nilai C m menunjukkan berapa banyak kerja jenis m mesti dilakukan di bawah keadaan tertentu untuk menukar potensi umum sistem dengan unit ukurannya.
Konsep kapasiti sistem berhubung dengan kerja tertentu dalam termodinamik digunakan secara meluas hanya apabila menerangkan interaksi terma antara sistem dan persekitaran.
Kapasiti sistem berhubung dengan haba dipanggil kapasiti haba dan diberikan oleh kesamaan
C = d e Q / dT = Td e S haba / dT. (5.43)
Oleh itu, Muatan haba boleh ditakrifkan sebagai jumlah haba yang mesti diberikan kepada sistem untuk menukar suhunya dengan satu Kelvin.
Kapasiti haba, seperti tenaga dalaman dan entalpi, adalah kuantiti yang banyak berkadar dengan jumlah jirim. Dalam amalan, kapasiti haba per unit jisim bahan digunakan - muatan haba tentu, dan kapasiti haba setiap satu mol bahan, - kapasiti haba molar. Muatan haba tentu dalam SI dinyatakan dalam J/(kg K), dan kapasiti molar dalam J/(mol K).
Kapasiti haba spesifik dan molar dikaitkan dengan hubungan:
C mol = C pukul M, (5.44)
di mana M ialah berat molekul bahan itu.
Membezakan kapasiti haba benar (berbeza)., ditentukan daripada persamaan (5.43) dan mewakili kenaikan asas haba dengan perubahan suhu yang tidak terhingga, dan kapasiti haba purata, yang merupakan nisbah jumlah haba kepada jumlah perubahan suhu dalam proses tertentu:
Q/DT. (5.45)
Hubungan antara muatan haba tentu yang benar dan purata ditentukan oleh hubungan
Pada tekanan atau isipadu malar, haba dan, dengan itu, kapasiti haba memperoleh sifat-sifat fungsi keadaan, i.e. menjadi ciri-ciri sistem. Kapasiti haba ini - isobaric C P (pada tekanan malar) dan isochoric C V (pada isipadu malar) yang paling banyak digunakan dalam termodinamik.
Jika sistem dipanaskan pada isipadu malar, maka, mengikut ungkapan (5.27), kapasiti haba isochorik C V ditulis dalam bentuk
C V = 
. (5.48)
Jika sistem dipanaskan pada tekanan malar, maka, mengikut persamaan (5.32), kapasiti haba isobarik С Р muncul dalam bentuk
C P = 
. (5.49)
Untuk mencari sambungan antara С Р dan С V, adalah perlu untuk membezakan ungkapan (5.31) berkenaan dengan suhu. Untuk satu mol gas ideal, ungkapan ini, dengan mengambil kira persamaan (5.18), boleh diwakili sebagai
H = U + pV = U + RT. (5.50)
dH/dT = dU/dT + R, (5.51)
dan perbezaan antara kapasiti haba isobarik dan isochorik untuk satu mol gas ideal secara berangka sama dengan pemalar gas universal R:
C R - C V = R . (5.52)
Muatan haba pada tekanan malar sentiasa lebih besar daripada kapasiti haba pada isipadu malar, kerana memanaskan bahan pada tekanan malar disertai dengan kerja pengembangan gas.
Menggunakan ungkapan untuk tenaga dalaman gas monatomik ideal (5.21), kita memperoleh nilai kapasiti habanya untuk satu mol gas monatomik ideal:
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)
Oleh itu, untuk gas ideal monatomik, C V dan C p tidak bergantung pada suhu, kerana semua tenaga haba yang dibekalkan hanya dibelanjakan untuk mempercepatkan gerakan translasi. Bagi molekul poliatomik, bersama-sama dengan perubahan dalam gerakan translasi, perubahan dalam gerakan intramolekul putaran dan getaran juga boleh berlaku. Untuk molekul diatomik, gerakan putaran tambahan biasanya diambil kira, akibatnya nilai berangka kapasiti haba mereka adalah:
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)
Sepanjang perjalanan, kita akan menyentuh tentang kapasiti haba bahan dalam keadaan pengagregatan lain (kecuali gas). Untuk menganggarkan kapasiti haba sebatian kimia pepejal, anggaran peraturan tambahan Neumann dan Kopp sering digunakan, mengikut mana kapasiti haba molar sebatian kimia dalam keadaan pepejal adalah sama dengan jumlah kapasiti haba atom unsur-unsur yang termasuk dalam sebatian yang diberikan. Oleh itu, kapasiti haba sebatian kimia kompleks, dengan mengambil kira peraturan Dulong dan Petit, boleh dianggarkan seperti berikut:
C V = 25n J/(mol K), (5.57)
di mana n ialah bilangan atom dalam molekul sebatian.
Kapasiti haba cecair dan pepejal berhampiran takat lebur (penghabluran) adalah hampir sama. Berhampiran takat didih biasa, kebanyakan cecair organik mempunyai kapasiti haba tentu 1700 - 2100 J/kg K. Dalam selang antara suhu peralihan fasa ini, kapasiti haba cecair boleh berbeza dengan ketara (bergantung kepada suhu). Secara umum, pergantungan kapasiti haba pepejal pada suhu dalam julat 0 – 290 K dalam kebanyakan kes disampaikan dengan baik oleh persamaan Debye separa empirikal (untuk kekisi kristal) di kawasan suhu rendah.
C P » C V = eT 3, (5.58)
di mana pekali kekadaran (e) bergantung kepada sifat bahan (pemalar empirikal).
Kebergantungan kapasiti haba gas, cecair dan pepejal pada suhu pada suhu biasa dan tinggi biasanya dinyatakan menggunakan persamaan empirik dalam bentuk siri kuasa:
C P = a + bT + cT 2 (5.59)
C P = a + bT + c"T -2, (5.60)
di mana a, b, c dan c" ialah pekali suhu empirikal.
Kembali kepada perihalan proses dalam sistem tertutup menggunakan kaedah kapasiti haba, mari kita tulis beberapa persamaan yang diberikan dalam perenggan 5.1 dalam bentuk yang sedikit berbeza.
Proses Isokhorik. Menyatakan tenaga dalaman (5.27) dari segi kapasiti haba, kita perolehi
dU V = dQ V = U 2 – U 1 = C V dT = C V dT . (5.61)
Dengan mengambil kira hakikat bahawa kapasiti haba gas ideal tidak bergantung pada suhu, persamaan (5.61) boleh ditulis seperti berikut:
DU V = Q V = U 2 - U 1 = C V DT . (5.62)
Untuk mengira nilai kamiran (5.61) bagi gas mono- dan poliatomik sebenar, anda perlu mengetahui bentuk khusus pergantungan fungsi C V = f(T) jenis (5.59) atau (5.60).
Proses isobarik. Untuk keadaan gas sesuatu bahan, undang-undang pertama termodinamik (5.29) untuk proses ini, dengan mengambil kira kerja pengembangan (5.35) dan menggunakan kaedah kapasiti haba, ditulis seperti berikut:
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)
Jika sistem adalah gas ideal dan kapasiti haba С Р tidak bergantung pada suhu, hubungan (5.64) menjadi (5.63). Untuk menyelesaikan persamaan (5.64), yang menerangkan gas sebenar, adalah perlu untuk mengetahui bentuk khusus pergantungan C p = f(T).
Proses isoterma. Perubahan dalam tenaga dalaman gas ideal dalam proses yang berlaku pada suhu malar
dU T = C V dT = 0. (5.65)
Proses adiabatik. Oleh kerana dU = C V dT, maka untuk satu mol gas ideal perubahan tenaga dalam dan kerja yang dilakukan adalah sama, masing-masing:
DU = C V dT = C V (T 2 - T 1); (5.66)
Bulu = -DU = C V (T 1 - T 2). (5.67)
Analisis persamaan yang mencirikan pelbagai proses termodinamik di bawah keadaan: 1) p = const; 2) V = const; 3) T = const dan 4) dQ = 0 menunjukkan bahawa kesemuanya boleh diwakili oleh persamaan am:
pV n = const. (5.68)
Dalam persamaan ini, penunjuk "n" boleh mengambil nilai dari 0 hingga ¥ untuk proses yang berbeza:
1. isobarik (n = 0);
2. isoterma (n = 1);
3. isokhorik (n = ¥);
4. adiabatik (n = g; di mana g = C P /C V – pekali adiabatik).
Hubungan yang terhasil adalah sah untuk gas ideal dan mewakili akibat daripada persamaan keadaannya, dan proses yang dipertimbangkan adalah manifestasi khusus dan mengehadkan proses sebenar. Proses sebenar, sebagai peraturan, adalah perantaraan, berlaku pada nilai arbitrari "n" dan dipanggil proses politropik.
Jika kita membandingkan kerja pengembangan gas ideal yang dihasilkan dalam proses termodinamik yang dipertimbangkan dengan perubahan isipadu dari V 1 hingga V 2, maka, seperti yang dapat dilihat dari Rajah. 5.2, kerja pengembangan terbesar dilakukan dalam proses isobarik, kurang dalam proses isoterma, dan lebih sedikit lagi dalam proses adiabatik. Untuk proses isochorik, kerja adalah sifar.
nasi. 5.2. P = f (V) – pergantungan untuk pelbagai proses termodinamik (kawasan berlorek mencirikan kerja pengembangan dalam proses yang sepadan)
SUHU. Ia diukur dalam kedua-dua Kelvin (K) dan darjah Celsius (°C). Saiz Celsius dan saiz Kelvin adalah sama untuk perbezaan suhu. Hubungan antara suhu:
t = T - 273.15 K,
di mana t— suhu, °C, T- suhu, K.
TEKANAN. Tekanan udara lembap hlm dan komponennya diukur dalam Pa (Pascal) dan berbilang unit (kPa, GPa, MPa).
Tekanan barometrik udara lembap p b sama dengan jumlah tekanan separa udara kering p masuk dan wap air p p :
p b = p c + p p
KETUMPATAN. Ketumpatan udara lembap ρ , kg/m3, ialah nisbah jisim campuran wap udara kepada isipadu campuran ini:
ρ = M/V = M dalam /V + M p /V
Ketumpatan udara lembap boleh ditentukan oleh formula
ρ = 3.488 p b /T - 1.32 p p /T
GRAVITI TERTENTU. Graviti spesifik udara lembap γ - ini ialah nisbah berat udara lembap kepada isipadu yang didudukinya, N/m 3. Ketumpatan dan graviti tentu dikaitkan dengan hubungan
ρ = γ /g,
di mana g— pecutan jatuh bebas sama dengan 9.81 m/s 2 .
KELEMBAPAN UDARA. Kandungan wap air di udara. dicirikan oleh dua kuantiti: kelembapan mutlak dan relatif.
mutlak kelembapan udara. jumlah wap air, kg atau g, yang terkandung dalam 1 m 3 udara.
relatif kelembapan udara φ
, dinyatakan dalam %. nisbah tekanan separa wap air yang terkandung dalam udara kepada tekanan separa wap air di udara apabila ia tepu sepenuhnya dengan wap air p.p. :
φ = (p p /p bp) 100%
Tekanan separa wap air dalam udara lembap tepu boleh ditentukan daripada ungkapan
lg p p.n. = 2.125 + (156 + 8.12t h.n.)/(236 + t h.n.),
di mana t v.n.— suhu udara lembap tepu, °C.
TITIK EMBAM. Suhu di mana tekanan separa wap air p p yang terkandung dalam udara lembap adalah sama dengan tekanan separa wap air tepu p p.n. pada suhu yang sama. Pada suhu embun, lembapan mula terpeluwap dari udara.
d = M p / M dalam
d = 622p p / (p b - p p) = 6.22φp bp (p b - φp bp /100)
HABA TERTENTU. Muatan haba tentu udara lembap c, kJ/(kg * °C) ialah jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg campuran udara kering dan wap air sebanyak 10 dan merujuk kepada 1 kg udara kering:
c = c c + c p d /1000,
di mana c masuk- purata kapasiti haba tentu udara kering, diambil dalam julat suhu 0-1000C bersamaan dengan 1.005 kJ/(kg * °C); c p ialah kapasiti haba tentu purata wap air, bersamaan dengan 1.8 kJ/(kg * °C). Untuk pengiraan praktikal apabila mereka bentuk sistem pemanasan, pengudaraan dan penghawa dingin, ia dibenarkan menggunakan kapasiti haba tentu udara lembap c = 1.0056 kJ/(kg * °C) (pada suhu 0°C dan tekanan barometrik 1013.3 GPa)
ENTHALPI KHUSUS. Entalpi khusus udara lembap ialah entalpi saya, kJ, dirujuk kepada 1 kg jisim udara kering:
I = 1.005t + (2500 + 1.8068t) d / 1000,
atau I = ct + 2.5d
PEKAL PENGEMBANGAN VLUMETRIK. Pekali suhu pengembangan isipadu
α = 0.00367 °C -1
atau α = 1/273 °C -1.
PARAMETER CAMPURAN
.
Suhu campuran udara
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)
Entalpi khusus campuran udara
I cm = (M 1 I 1 + M 2 I 2) / (M 1 + M 2)
di mana M1, M2- jisim udara bercampur
KELAS PENAPIS
| Permohonan | Kelas pembersihan | Tahap penyucian | ||||
| Piawaian | DIN 24185 DIN 24184 |
EN 779 | EUROVENT 4/5 | EN 1882 | ||
| Penapis untuk pembersihan kasar dengan keperluan rendah untuk ketulenan udara | Pembersihan kasar | EU1 | G1 | EU1 | — | A% |
| Penapis yang digunakan untuk kepekatan tinggi habuk dengan pembersihan kasar, penghawa dingin dan pengudaraan ekzos dengan keperluan rendah untuk ketulenan udara dalaman. | 65 | |||||
| EU2 | G2 | EU2 | — | 80 | ||
| EU3 | G3 | EU3 | — | 90 | ||
| EU4 | G4 | EU4 | — | |||
| Pengasingan habuk halus dalam peralatan pengudaraan yang digunakan dalam bilik dengan keperluan kualiti udara yang tinggi. Penapis untuk penapisan yang sangat halus. Tahap kedua penulenan (pemurnian tambahan) di dalam bilik dengan keperluan purata untuk ketulenan udara. | Pembersihan halus | EU5 | EU5 | EU5 | — | E% |
| 60 | ||||||
| EU6 | EU6 | EU6 | — | 80 | ||
| EU7 | EU7 | EU7 | — | 90 | ||
| EU8 | EU8 | EU8 | — | 95 | ||
| EU9 | EU9 | EU9 | — | |||
| Membersihkan daripada habuk ultrahalus. Ia digunakan dalam bilik dengan peningkatan keperluan untuk ketulenan udara ("bilik bersih"). Pembersihan udara akhir dalam bilik dengan peralatan ketepatan, unit pembedahan, wad rawatan rapi dan dalam industri farmaseutikal. | Pembersihan lebih halus | — | — | — | EU5 | DENGAN% |
| 97 | ||||||
| — | — | — | EU6 | 99 | ||
| — | — | — | EU7 | 99,99 | ||
| — | — | — | EU8 | 99,999 | ||
PENGIRAAN KUASA PEMANASAN
| Pemanasan, °C | ||||||||||
| m 3 / j | 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 |
PIAWAIAN DAN PERATURAN
SNiP 2.01.01-82 – Klimatologi dan geofizik pembinaan
Maklumat tentang keadaan iklim kawasan tertentu.
SNiP 2.04.05-91* - Pemanasan, pengudaraan dan penyaman udara
Kod bangunan ini mesti dipatuhi semasa mereka bentuk pemanasan, pengudaraan dan penghawa dingin di premis bangunan dan struktur (selepas ini dirujuk sebagai bangunan). Semasa mereka bentuk, anda juga harus mematuhi keperluan pemanasan, pengudaraan dan penyaman udara SNiP bangunan dan premis yang berkaitan, serta piawaian jabatan dan dokumen pengawalseliaan lain yang diluluskan dan dipersetujui oleh Jawatankuasa Pembinaan Negeri Rusia.
SNiP 2.01.02-85* - Piawaian keselamatan kebakaran
Piawaian ini mesti dipatuhi semasa membangunkan projek untuk bangunan dan struktur.
Piawaian ini menetapkan klasifikasi kebakaran-teknikal bangunan dan struktur, elemen mereka, struktur bangunan, bahan, serta keperluan keselamatan kebakaran am untuk reka bentuk dan penyelesaian perancangan premis, bangunan dan struktur untuk pelbagai tujuan.
Piawaian ini ditambah dan dijelaskan oleh keperluan keselamatan kebakaran yang ditetapkan dalam SNiP Bahagian 2 dan dalam dokumen kawal selia lain yang diluluskan atau dipersetujui oleh Jawatankuasa Pembinaan Negeri.
SNiP II-3-79* - Kejuruteraan pemanasan pembinaan
Piawaian kejuruteraan pemanasan bangunan ini mesti dipatuhi apabila mereka bentuk struktur tertutup (dinding luar dan dalaman, sekatan, penutup, siling loteng dan antara lantai, lantai, bukaan mengisi: tingkap, tanglung, pintu, pintu pagar) bangunan dan struktur baharu dan dibina semula untuk pelbagai tujuan. (perusahaan perindustrian kediaman, awam, pengeluaran dan tambahan, pertanian dan gudang, dengan suhu atau suhu piawai dan kelembapan relatif udara dalaman).
SNiP II-12-77 - Perlindungan hingar
Piawaian dan peraturan ini mesti dipatuhi semasa mereka bentuk perlindungan hingar untuk memastikan tahap tekanan bunyi dan tahap bunyi yang boleh diterima di tempat kerja di bangunan perindustrian dan tambahan dan di tapak perusahaan perindustrian, di bangunan kediaman dan awam, serta di kawasan kediaman bandar dan bandar-bandar lain.
SNiP 2.08.01-89* - Bangunan kediaman
Norma dan peraturan ini terpakai kepada reka bentuk bangunan kediaman (bangunan pangsapuri, termasuk bangunan pangsapuri untuk warga tua dan keluarga dengan orang kurang upaya menggunakan kerusi roda, selepas ini dirujuk sebagai keluarga dengan orang kurang upaya, serta asrama) dengan ketinggian sehingga 25 termasuk lantai.
Peraturan dan peraturan ini tidak digunakan untuk reka bentuk inventori dan bangunan mudah alih.
SNiP 2.08.02-89* - Bangunan dan struktur awam
Peraturan dan peraturan ini digunakan untuk reka bentuk bangunan awam (termasuk 16 tingkat) dan struktur, serta premis awam yang dibina ke dalam bangunan kediaman. Apabila mereka bentuk premis awam yang dibina ke dalam bangunan kediaman, anda juga perlu dipandu oleh SNiP 2.08.01-89* (Bangunan kediaman).
SNiP 2.09.04-87* - Bangunan pentadbiran dan domestik
Piawaian ini digunakan untuk reka bentuk bangunan pentadbiran dan kediaman sehingga 16 tingkat termasuk premis dan premis perusahaan. Piawaian ini tidak terpakai kepada reka bentuk bangunan pentadbiran dan premis awam.
Apabila mereka bentuk bangunan yang sedang dibina semula berkaitan dengan pembesaran, pembinaan semula atau kelengkapan semula teknikal perusahaan, sisihan daripada piawaian ini dari segi parameter geometri dibenarkan.
SNiP 2.09.02-85* - Bangunan perindustrian
Piawaian ini digunakan untuk reka bentuk bangunan dan premis perindustrian. Piawaian ini tidak terpakai kepada reka bentuk bangunan dan premis untuk pengeluaran dan penyimpanan bahan letupan dan bahan letupan, bangunan bawah tanah dan mudah alih (inventori).
SNiP 111-28-75 - Peraturan untuk pengeluaran dan penerimaan kerja
Ujian permulaan sistem pengudaraan dan penghawa dingin yang dipasang dijalankan mengikut keperluan SNiP 111-28-75 "Peraturan untuk pengeluaran dan penerimaan kerja" selepas ujian mekanikal pengudaraan dan peralatan kuasa yang berkaitan. Tujuan pentauliahan ujian dan pelarasan sistem pengudaraan dan penyaman udara adalah untuk mewujudkan pematuhan parameter operasi mereka dengan reka bentuk dan penunjuk standard.
Sebelum ujian bermula, unit pengudaraan dan penyaman udara mesti beroperasi secara berterusan dan betul selama 7 jam.
Semasa ujian permulaan perkara berikut mesti dijalankan:
- Memeriksa pematuhan parameter peralatan yang dipasang dan elemen peranti pengudaraan yang diterima pakai dalam projek, serta pematuhan kualiti pembuatan dan pemasangannya dengan keperluan TU dan SNiP.
- Mengesan kebocoran dalam saluran udara dan elemen sistem lain
- Menyemak pematuhan dengan data reka bentuk kadar aliran udara isipadu yang melalui pengambilan udara dan peranti pengedaran udara bagi pemasangan pengudaraan dan penyaman udara am
- Memeriksa pematuhan dengan data pasport peralatan pengudaraan untuk prestasi dan tekanan
- Memeriksa pemanasan seragam pemanas. (Jika tiada penyejuk semasa tempoh panas tahun ini, pemanasan seragam pemanas tidak diperiksa)
JADUAL KUANTITI FIZIKAL
| Pemalar Asas | ||
| Pemalar Avogadro (nombor) | N A | 6.0221367(36)*10 23 mol -1 |
| Pemalar gas sejagat | R | 8.314510(70) J/(mol*K) |
| pemalar Boltzmann | k=R/NA | 1.380658(12)*10 -23 J/K |
| Suhu sifar mutlak | 0K | -273.150C |
| Kelajuan bunyi di udara dalam keadaan biasa | 331.4 m/s | |
| Pecutan graviti | g | 9.80665 m/s 2 |
| Panjang (m) | ||
| mikron | μ(μm) | 1 µm = 10 -6 m = 10 -3 cm |
| angstrom | - | 1 - = 0.1 nm = 10 -10 m |
| halaman rumah | yd | 0.9144 m = 91.44 cm |
| kaki | kaki | 0.3048 m = 30.48 cm |
| inci | dalam | 0.0254 m = 2.54 cm |
| Luas, m2) | ||
| halaman persegi | yd 2 | 0.8361 m2 |
| kaki persegi | kaki 2 | 0.0929 m2 |
| inci persegi | dalam 2 | 6.4516 sm 2 |
| Isipadu, m3) | ||
| halaman padu | yd 3 | 0.7645 m 3 |
| kaki padu | kaki 3 | 28.3168 dm 3 |
| inci padu | dalam 3 | 16.3871 sm 3 |
| gelen (Inggeris) | gal (UK) | 4.5461 dm 3 |
| gelen (AS) | gal (AS) | 3.7854 dm 3 |
| pint (Inggeris) | pt (UK) | 0.5683 dm 3 |
| pain kering (AS) | pt kering (AS) | 0.5506 dm 3 |
| pint cecair (AS) | liq pt (AS) | 0.4732 dm 3 |
| auns cecair (Bahasa Inggeris) | fl.oz (UK) | 29.5737 sm 3 |
| auns cecair (AS) | fl.oz (AS) | 29.5737 sm 3 |
| gantang (AS) | bu (AS) | 35.2393 dm 3 |
| tong kering (AS) | bbl (AS) | 115.628 dm 3 |
| Berat (kg) | ||
| lb. | lb | 0.4536 kg |
| slug | slug | 14.5939 kg |
| gran | gr | 64.7989 mg |
| auns dagangan | oz | 28.3495 g |
| Ketumpatan (kg/m3) | ||
| paun setiap kaki padu | lb/kaki 3 | 16.0185 kg/m 3 |
| paun per inci padu | lb/dalam 3 | 27680 kg/m 3 |
| slug setiap kaki padu | slug/kaki 3 | 515.4 kg/m 3 |
| Suhu termodinamik (K) | ||
| ijazah Rankine | °R | 5/9 K |
| Suhu (K) | ||
| darjah Fahrenheit | °F | 5/9 K; t°C = 5/9*(t°F - 32) |
| Daya, berat (N atau kg*m/s 2) | ||
| newton | N | 1 kg*m/s 2 |
| ponal | pdl | 0.1383 H |
| lbf | lbf | 4.4482 H |
| kilogram-daya | kgf | 9.807 H |
| Graviti Tentu (N/m3) | ||
| lbf setiap inci padu | lbf/kaki 3 | 157.087 N/m 3 |
| Tekanan (Pa atau kg/(m*s 2) atau N/m 2) | ||
| pascal | Pa | 1 N/m 2 |
| hektopascal | GPa | 10 2 Pa |
| kilopascal | kPa | 10 3 Pa |
| bar | bar | 10 5 N/m 2 |
| suasana adalah fizikal | atm | 1.013*10 5 N/m 2 |
| milimeter merkuri | mm Hg | 1.333*10 2 N/m 2 |
| kilogram-daya per sentimeter padu | kgf/cm 3 | 9.807*10 4 N/m 2 |
| paun setiap kaki persegi | pdl/kaki 2 | 1.4882 N/m 2 |
| lbf setiap kaki persegi | lbf/kaki 2 | 47.8803 N/m 2 |
| lbf setiap inci persegi | lbf/dalam 2 | 6894.76 N/m 2 |
| kaki air | ftH2O | 2989.07 N/m 2 |
| inci air | dalamH2O | 249.089 N/m 2 |
| inci merkuri | dalam Hg | 3386.39 N/m 2 |
| Kerja, tenaga, haba (J atau kg*m 2 /s 2 atau N*m) | ||
| joule | J | 1 kg*m 2 /s 2 = 1 N*m |
| kalori | cal | 4.187 J |
| kilokalori | Kcal | 4187 J |
| kilowatt-jam | kwh | 3.6*10 6 J |
| Unit terma British | Btu | 1055.06 J |
| kaki pon | ft*pdl | 0.0421 J |
| ft-lbf | ft*lbf | 1.3558 J |
| liter-atmosfera | l*atm | 101.328 J |
| Kuasa, W) | ||
| kaki paun sesaat | ft*pdl/s | 0.0421 W |
| ft-lbf sesaat | kaki*lbf/s | 1.3558 W |
| kuasa kuda (Bahasa Inggeris) | hp | 745.7 W |
| Unit terma British sejam | Btu/j | 0.2931 W |
| meter daya kilogram sesaat | kgf*m/s | 9.807 W |
| Aliran jisim (kg/s) | ||
| jisim paun sesaat | lbm/s | 0.4536 kg/s |
| Pekali kekonduksian terma (W/(m*K)) | ||
| Unit terma British sesaat kaki-darjah Fahrenheit | Btu/(s*ft*degF) | 6230.64 W/(m*K) |
| Pekali pemindahan haba (W/(m 2 *K)) | ||
| Unit terma British sesaat - kaki persegi darjah Fahrenheit | Btu/(s*ft 2 *degF) | 20441.7 W/(m 2 *K) |
| Pekali difusi terma, kelikatan kinematik (m 2 / s) | ||
| Stokes | St | 10 -4 m 2 / s |
| centistokes | cSt (cSt) | 10 -6 m 2 /s = 1mm 2 /s |
| kaki persegi sesaat | kaki 2 / s | 0.0929 m 2 /s |
| Kelikatan dinamik (Pa*s) | ||
| ketenangan | P (P) | 0.1 Pa*s |
| cP centipoise | (sp) | 10 6 Pa*s |
| paun kedua setiap kaki persegi | pdt*s/ft 2 | 1.488 Pa*s |
| paun-daya saat setiap kaki persegi | lbf*s/ft 2 | 47.88 Pa*s |
| Muatan haba tentu (J/(kg*K)) | ||
| kalori per gram darjah Celsius | kal/(g*°C) | 4.1868*10 3 J/(kg*K) |
| Unit terma British per paun darjah Fahrenheit | Btu/(lb*degF) | 4187 J/(kg*K) |
| Entropi khusus (J/(kg*K)) | ||
| Unit terma British per paun darjah Rankine | Btu/(lb*degR) | 4187 J/(kg*K) |
| Ketumpatan fluks haba (W/m2) | ||
| kilokalori setiap meter persegi - jam | Kcal/(m 2 *j) | 1.163 W/m2 |
| Unit terma British setiap kaki persegi - jam | Btu/(kaki 2 *j) | 3.157 W/m2 |
| Kebolehtelapan kelembapan struktur bangunan | ||
| kilogram sejam per meter milimeter lajur air | kg/(h*m*mm H 2 O) | 28.3255 mg(s*m*Pa) |
| Kebolehtelapan isipadu struktur bangunan | ||
| meter padu sejam per meter-milimeter lajur air | m 3 /(h*m*mm H 2 O) | 28.3255*10 -6 m 2 /(s*Pa) |
| Kuasa cahaya | ||
| candela | cd | unit asas SI |
| Pencahayaan (lx) | ||
| kemewahan | okey | 1 cd*sr/m 2 (sr - steradian) |
| ph | ph (ph) | 10 4 lx |
| Kecerahan (cd/m2) | ||
| stilb | st (st) | 10 4 cd/m 2 |
| nit | nt (nt) | 1 cd/m2 |
Kumpulan Syarikat INROST
Kerja makmal No 1
Definisi isobar jisim
kapasiti haba udara
Muatan haba ialah haba yang mesti ditambah kepada jumlah unit bahan untuk memanaskannya sebanyak 1 K. Jumlah unit bahan boleh diukur dalam kilogram, meter padu di bawah keadaan fizikal biasa, dan kilomol. Kilomole gas ialah jisim gas dalam kilogram, secara numerik sama dengan berat molekulnya. Oleh itu, terdapat tiga jenis kapasiti haba: jisim c, J/(kg⋅K); isipadu s′, J/(m3⋅K) dan molar, J/(kmol⋅K). Oleh kerana satu kilomol gas mempunyai jisim μ kali lebih besar daripada satu kilogram, sebutan berasingan untuk kapasiti haba molar tidak diperkenalkan. Hubungan antara kapasiti haba:
di mana = 22.4 m3/kmol ialah isipadu kilomol gas ideal dalam keadaan fizikal biasa; – ketumpatan gas dalam keadaan fizikal biasa, kg/m3.
Muatan haba sebenar gas ialah terbitan haba berkenaan dengan suhu:
Haba yang dibekalkan kepada gas bergantung kepada proses termodinamik. Ia boleh ditentukan oleh undang-undang pertama termodinamik untuk proses isochorik dan isobarik:
Berikut ialah haba yang dibekalkan kepada 1 kg gas dalam proses isobarik; – perubahan dalam tenaga dalaman gas; – kerja gas terhadap daya luar.
Pada asasnya, formula (4) merumuskan undang-undang pertama termodinamik, dari mana persamaan Mayer berikut:
Jika kita meletakkan = 1 K, maka, maksud fizikal pemalar gas ialah kerja yang dilakukan oleh 1 kg gas dalam proses isobarik apabila suhunya berubah sebanyak 1 K.
Persamaan Mayer untuk 1 kilomol gas mempunyai bentuk
di mana = 8314 J/(kmol⋅K) ialah pemalar gas sejagat.
Sebagai tambahan kepada persamaan Mayer, kapasiti haba jisim isobarik dan isochorik gas berkaitan antara satu sama lain melalui eksponen adiabatik k (Jadual 1):
Jadual 1.1
Nilai eksponen adiabatik untuk gas ideal
Atomiti gas | |
Gas monoatomik | |
Gas diatomik | |
Gas tri- dan poliatomik |
MATLAMAT KERJA
Penyatuan pengetahuan teori tentang hukum asas termodinamik. Pembangunan praktikal kaedah untuk menentukan kapasiti haba udara berdasarkan keseimbangan tenaga.
Penentuan eksperimen bagi muatan haba jisim tentu udara dan perbandingan hasil yang diperoleh dengan nilai rujukan.
1.1. Penerangan mengenai persediaan makmal
Pemasangan (Rajah 1.1) terdiri daripada paip loyang 1 dengan diameter dalaman d =
= 0.022 m, di hujungnya terdapat pemanas elektrik dengan penebat haba 10. Aliran udara bergerak di dalam paip, yang dibekalkan 3. Aliran udara boleh dikawal dengan menukar kelajuan kipas. Paip 1 mengandungi tiub tekanan penuh 4 dan tekanan statik berlebihan 5, yang disambungkan kepada tolok tekanan 6 dan 7. Selain itu, termokopel 8 dipasang di paip 1, yang boleh bergerak di sepanjang keratan rentas serentak dengan tiub tekanan penuh. Magnitud emf termokopel ditentukan oleh potensiometer 9. Pemanasan udara yang bergerak melalui paip dikawal menggunakan autotransformer makmal 12 dengan menukar kuasa pemanas, yang ditentukan oleh bacaan ammeter 14 dan voltmeter 13. Suhu udara di alur keluar pemanas ditentukan oleh termometer 15.
1.2. PROSEDUR EKSPERIMEN
Aliran haba pemanas, W:
di mana I – semasa, A; U – voltan, V; = 0.96; =
= 0.94 – pekali kehilangan haba.
Rajah.1.1. Gambar rajah persediaan eksperimen:
1 – paip; 2 – mengelirukan; 3 – kipas; 4 – tiub untuk mengukur tekanan dinamik;
5 – paip; 6, 7 - tolok tekanan pembezaan; 8 - termokopel; 9 - potensiometer; 10 - penebat;
11 - pemanas elektrik; 12 – autotransformer makmal; 13 – voltmeter;
14 – ammeter; 15 – termometer
Fluks haba diserap oleh udara, W:
di mana m – aliran udara jisim, kg/s; – eksperimen, kapasiti haba isobarik jisim udara, J/(kg K); – suhu udara di pintu keluar dari bahagian pemanasan dan di pintu masuk ke dalamnya, °C.
Aliran udara jisim, kg/s:
. (1.10)
Berikut ialah purata kelajuan udara dalam paip, m/s; d - diameter dalaman paip, m; – ketumpatan udara pada suhu, yang didapati dengan formula, kg/m3:
, (1.11)
di mana = 1.293 kg/m3 – ketumpatan udara dalam keadaan fizikal biasa; B - tekanan, mm. Hg st; – tekanan udara statik berlebihan dalam paip, mm. air Seni.
Halaju udara ditentukan oleh tekanan dinamik dalam empat bahagian yang sama, m/s:
di manakah tekanan dinamik, mm. air Seni. (kgf/m2); g = 9.81 m/s2 – pecutan jatuh bebas.
Purata kelajuan udara dalam keratan rentas paip, m/s:
Purata muatan haba jisim isobarik udara ditentukan daripada formula (1.9), di mana aliran haba digantikan daripada persamaan (1.8). Nilai sebenar kapasiti haba udara pada suhu udara purata didapati daripada jadual purata kapasiti haba atau daripada formula empirik, J/(kg⋅K):
. (1.14)
Ralat relatif percubaan, %:
. (1.15)
1.3. Menjalankan eksperimen dan pemprosesan
hasil pengukuran
Eksperimen dijalankan dalam urutan berikut.
1. Pendirian makmal dihidupkan dan selepas mewujudkan mod pegun, bacaan berikut diambil:
Tekanan udara dinamik pada empat titik bahagian paip yang sama;
Tekanan udara statik yang berlebihan dalam paip;
Arus I, A dan voltan U, V;
Suhu udara masuk, °C (termokopel 8);
Suhu alur keluar, °C (termometer 15);
Tekanan barometrik B, mm. Hg Seni.
Percubaan diulang untuk mod seterusnya. Keputusan pengukuran dimasukkan dalam Jadual 1.2. Pengiraan dilakukan dalam jadual. 1.3.
Jadual 1.2
Jadual ukuran
Nama kuantiti | |||
Suhu masuk udara, °C | |||
Suhu udara keluar, °C |
|||
Tekanan udara dinamik, mm. air Seni. | |||
Tekanan udara statik yang berlebihan, mm. air Seni. |
|||
Tekanan barometrik B, mm. Hg Seni. |
|||
Voltan U, V |
Jadual 1.3
Jadual pengiraan
Nama kuantiti |
|
|||
Tekanan dinamik, N/m2 | ||||
Purata suhu aliran masuk, °C |
Memuatkan...