Теплоемкость воздуха при 20 градусах: Температура, плотность, удельная теплоемкость, объемный коэффициент теплового расширения, кинематическая вязкость,и число (критерий) Прандтля для сухого воздуха при атмосферном давлении в в диапазоне -150 /+400 oC.

alexxlab
07.01.1973
Комментарии: 0

Содержание

Температура, плотность, удельная теплоемкость, объемный коэффициент теплового расширения, кинематическая вязкость,и число (критерий) Прандтля для сухого воздуха при атмосферном давлении в в диапазоне -150 /+400 oC.

ГОСТы, СНиПы

Карта сайта TehTab.ru

Поиск по сайту TehTab.ru

Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация/ / Свойства рабочих сред/ / Воздух (Атмосфера) / / Температура, плотность, удельная теплоемкость, объемный коэффициент теплового расширения, кинематическая вязкость,и число (критерий) Прандтля для сухого воздуха при атмосферном давлении в в диапазоне -150 /+400^oC.

Температура, плотность, удельная теплоемкость, объемный коэффициент теплового расширения, кинематическая вязкость,и число (критерий) Прандтля для сухого воздуха при атмосферном давлении в в диапазоне -150 /+400^oC.

Температура (^oC)	Плотность (кг/м³)	Удельная теплоемкость c_p, *кДж/(кг K)**	Теплопроводность *Вт/(м K)**	Кинематическая вязкость (м²/с) x 10^-6	Объемный коэффициент теплового расширения (1/K) x 10 -3	Число (критерий) Прандтля
-150	2. 793	1.026	0.0116	3.08	8.21	0.76
-100	1.980	1.009	0.0160	5.95	5.82	0.74
-50	1.534	1.005	0.0204	9.55	4.51	0.725
0	1. 293	1.005	0.0243	13.30	3.67	0.715
20	1.205	1.005	0.0257	15.11	3.43	0.713
40	1.127	1.005	0.0271	16.97	3.20	0. 711
60	1.067	1.009	0.0285	18.90	3.00	0.709
80	1.000	1.009	0.0299	20.94	2.83	0.708
100	0.946	1.009	0.0314	23.06	2.68	0. 703
120	0.898	1.013	0.0328	25.23	2.55	0.70
140	0.854	1.013	0.0343	27.55	2.43	0.695
160	0.815	1.017	0.0358	29. 85	2.32	0.69
180	0.779	1.022	0.0372	32.29	2.21	0.69
200	0.746	1.026	0.0386	34.63	2.11	0.685
250	0.675	1.034	0. 0421	41.17	1.91	0.68
300	0.616	1.047	0.0454	47.85	1.75	0.68
350	0.566	1.055	0.0485	55.05	1.61	0.68
400	0.524	1. 068	0.0515	62.53	1.49	0.68

Дополнительная информация от TehTab.ru:

Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Сколько весит воздух в комнате? Есть ли у воздуха вес? Изменение плотности воздуха с высотой.

Рассмотрены основные физические свойства воздуха: плотность воздуха, его динамическая и кинематическая вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, число Прандтля и энтропия. Свойства воздуха даны в таблицах в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении.

Плотность воздуха в зависимости от температуры

Представлена подробная таблица значений плотности воздуха в сухом состоянии при различных температурах и нормальном атмосферном давлении. Чему равна плотность воздуха? Аналитически определить плотность воздуха можно, если разделить его массу на объем, который он занимает при заданных условиях (давление, температура и влажность). Также можно вычислить его плотность по формуле уравнения состояния идеального газа . Для этого необходимо знать абсолютное давление и температуру воздуха, а также его газовую постоянную и молярный объем.

Это уравнение позволяет вычислить плотность воздуха в сухом состоянии.

На практике, чтобы узнать какова плотность воздуха при различных температурах , удобно воспользоваться готовыми таблицами. Например, приведенной таблицей значений плотности атмосферного воздуха в зависимости от его температуры. Плотность воздуха в таблице выражена в килограммах на кубический метр и дана в интервале температуры от минус 50 до 1200 градусов Цельсия при нормальном атмосферном давлении (101325 Па).

Плотность воздуха в зависимости от температуры — таблица

t, °С	ρ, кг/м 3	t, °С	ρ, кг/м 3	t, °С	ρ, кг/м 3	t, °С	ρ, кг/м 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

При 25°С воздух имеет плотность 1,185 кг/м 3 . При нагревании плотность воздуха снижается — воздух расширяется (его удельный объем увеличивается). С ростом температуры, например до 1200°С, достигается очень низкая плотность воздуха, равная 0,239 кг/м 3 , что в 5 раз меньше ее значения при комнатной температуре. В общем случае, снижение при нагреве позволяет проходить такому процессу, как естественная конвекция и применяется, например, в воздухоплавании.

Если сравнить плотность воздуха относительно , то воздух легче на три порядка — при температуре 4°С плотность воды равна 1000 кг/м 3 , а плотность воздуха составляет 1,27 кг/м 3 . Необходимо также отметить значение плотности воздуха при нормальных условиях. Нормальными условиями для газов являются такие, при которых их температура равна 0°С, а давление равно нормальному атмосферному. Таким образом, согласно таблице, плотность воздуха при нормальных условиях (при НУ) равна 1,293 кг/м 3 .

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при различных температурах

При выполнении тепловых расчетов необходимо знать значение вязкости воздуха (коэффициента вязкости) при различной температуре. Эта величина требуется для вычисления числа Рейнольдса, Грасгофа, Релея, значения которых определяют режим течения этого газа. В таблице даны значения коэффициентов динамической μ и кинематической ν вязкости воздуха в диапазоне температуры от -50 до 1200°С при атмосферном давлении.

Коэффициент вязкости воздуха с ростом его температуры значительно увеличивается. Например, кинематическая вязкость воздуха равна 15,06·10 -6 м 2 /с при температуре 20°С, а с ростом температуры до 1200°С вязкость воздуха становиться равной 233,7·10 -6 м 2 /с, то есть увеличивается в 15,5 раз! Динамическая вязкость воздуха при температуре 20°С равна 18,1·10 -6 Па·с.

При нагревании воздуха увеличиваются значения как кинематической, так и динамической вязкости. Эти две величины связаны между собой через величину плотности воздуха, значение которой уменьшается при нагревании этого газа. Увеличение кинематической и динамической вязкости воздуха (как и других газов) при нагреве связано с более интенсивным колебанием молекул воздуха вокруг их равновесного состояния (согласно МКТ).

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при различных температурах — таблица

t, °С	μ·10 6 , Па·с	ν·10 6 , м 2 /с	t, °С	μ·10 6 , Па·с	ν·10 6 , м 2 /с	t, °С	μ·10 6 , Па·с	ν·10 6 , м 2 /с
-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

Примечание: Будьте внимательны! Вязкость воздуха дана в степени 10 6 .

Удельная теплоемкость воздуха при температуре от -50 до 1200°С

Представлена таблица удельной теплоемкости воздуха при различных температурах. Теплоемкость в таблице дана при постоянном давлении (изобарная теплоемкость воздуха) в интервале температуры от минус 50 до 1200°С для воздуха в сухом состоянии. Чему равна удельная теплоемкость воздуха? Величина удельной теплоемкости определяет количество тепла, которое необходимо подвести к одному килограмму воздуха при постоянном давлении для увеличения его температуры на 1 градус. Например, при 20°С для нагревания 1 кг этого газа на 1°С в изобарном процессе, требуется подвести 1005 Дж тепла.

Удельная теплоемкость воздуха увеличивается с ростом его температуры. Однако, зависимость массовой теплоемкости воздуха от температуры не линейная. В интервале от -50 до 120°С ее величина практически не меняется — в этих условиях средняя теплоемкость воздуха равна 1010 Дж/(кг·град). По данным таблицы видно, что значительное влияние температура начинает оказывать со значения 130°С. Однако, температура воздуха влияет на его удельную теплоемкость намного слабее, чем на вязкость. Так, при нагреве с 0 до 1200°С теплоемкость воздуха увеличивается лишь в 1,2 раза – с 1005 до 1210 Дж/(кг·град).

Следует отметить, что теплоемкость влажного воздуха выше, чем сухого. Если сравнить и воздуха, то очевидно, что вода обладает более высоким ее значением и содержание воды в воздухе приводит к увеличению удельной теплоемкости.

Удельная теплоемкость воздуха при различных температурах — таблица

t, °С	C p , Дж/(кг·град)	t, °С	C p , Дж/(кг·град)	t, °С	C p , Дж/(кг·град)	t, °С	C p , Дж/(кг·град)
-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

Теплопроводность, температуропроводность, число Прандтля воздуха

В таблице представлены такие физические свойства атмосферного воздуха, как теплопроводность, температуропроводность и его число Прандтля в зависимости от температуры. Теплофизические свойства воздуха даны в интервале от -50 до 1200°С для сухого воздуха. По данным таблицы видно, что указанные свойства воздуха существенно зависят от температуры и температурная зависимость рассмотренных свойств этого газа различна.

Плотность и удельный объем влажного воздуха являются величинами переменными, зависящими от температуры и воздушной среды. Эти величины нужно знать при подборе вентиляторов для , при решении задач, связанных с перемещением сушильного агента по воздуховодам, при определении мощности электродвигателей вентиляторов.

Это масса (вес) 1 куб.м смеси воздуха и водяного пара при определенной температуре и относительной влажности. Удельный объем представляет собой объем воздуха и водяного пара, приходящийся на 1 кг сухого воздуха.

Влаго- и теплосодержание

Масса в граммах, приходящаяся на единицу массы (1 кг) сухого воздуха, в общем их объеме называется влагосодержанием воздуха . Оно получается путем деления величины плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженной в граммах, на величину плотности сухого воздуха в килограммах.

Чтобы определить расход тепла на влаги, нужно знать величину теплосодержания влажного воздуха . Под этой величиной понимается , содержащегося в смеси воздуха и водяного пара. Оно численно равно сумме:

теплосодержания сухой части воздуха, нагретого до температуры процесса сушки

теплосодержания водяного пара в воздухе при 0°С

теплосодержания этого пара, нагретого до температуры процесса сушки

Теплосодержание влажного воздуха выражается в килокалориях на 1 кг сухого воздуха или в джоулях. Килокалория – это техническая единица теплоты, затрачиваемой на нагрев 1 кг воды на 1°С (при температуре от 14,5 до 15,5°С). В системе СИ

03.05.2017 14:04 1393

Сколько весит воздух.

Несмотря на то, что мы не можем увидеть некоторые вещи существующие в природе, это вовсе не значит, что их нет. Точно также и с воздухом – он невидим, но мы им дышим, ощущаем его, значит он есть.

У всего существующего есть свой вес. А есть ли он у воздуха? И если да, то сколько весит воздух? Давайте это выясним.

Когда мы что-то взвешиваем (например яблоко, держа его за веточку), мы делаем это в воздухе. Поэтому мы не учитываем самого воздуха, поскольку вес воздуха в воздухе равен нулю.

К примеру, если мы возьмем пустую стеклянную бутылку и взвесим ее, полученный результат мы будем считать весом колбы, не задумываясь о том, что она наполнена воздухом. Однако, если мы плотно закроем бутылку и откачаем из нее весь воздух, то получим уже совсем иной результат. Вот так-то.

Воздух состоит из соединения нескольких газов: кислорода, азота и других. Газы очень легкие вещества, но все же они имеют вес, хотя и не большой.

Для того, чтобы убедиться, что воздух имеет вес, попросите взрослых помочь вам провести следующий несложный опыт: Возьмем палку примерно 60 см. длиной и на ее середине привяжем веревочку.

Далее, к обоим концам нашей палки прикрепим 2 надутых одинаковых по размеру воздушных шарика. А теперь подвесим нашу конструкцию за веревочку,привязаннуюк ее середине. В результате, мы увидим, что она висит горизонтально.

Если мы сейчас возьмем иголку и проткнем ею один из надутых шариков, из него выйдет воздух, и тот конец палки, к которому он был привязан, поднимется вверх. А если мы проколем и второй шарик, то концы палки сравняются и она снова будет висеть горизонтально.

Что это значит? А то, что воздух в надутом шарике плотнее (то есть тяжелее), чем тот, который находится вокруг него. По этому когда шарик сдулся, он стал легче.

Вес воздуха, зависит от разных факторов. Так например, воздух над горизонтальной плоскостью – это атмосферное давление.

Воздух, как впрочем и все предметы, которые нас окружают, подвержен земному притяжению. Именно оно придает воздуху вес, который равен 1 килограмму на квадратный сантиметр. При этом плотность воздуха равна около 1,2 кг/м3, то есть куб со стороной 1 м, наполненный воздухом, весит 1,2 кг.

Воздушный столб, вертикально поднимающийся над Землей, тянется на несколько сотен километров. Это значит, что на прямо стоящего человека, на его голову и плечи (площадь которых составляет примерно 250 квадратных сантиметров, давит столб воздуха весом около 250 кг!

Если бы такой огромной тяжести не противостояло такое же давление внутри нашего тела, мы бы просто не смогли ее выдерживать и она раздавила бы нас. Существует еще один интересный опыт, который поможет понять все что мы сказали выше:

Берем лист бымаги и растягиваем его двумя руками. Затем попросим кого нибудь (например младшую сестренку) с одной стороны надавить на него пальцем. Что получилось? Конечно же на бумаге образовалась дырка.

А теперь проделаем то же самое еще раз, только теперь нужно будет надавить на одно и то же место двумя указательными пальцами, но с разных сторон. Вуаля! Бумага осталась целой! Хотите знать почему?

Просто давление нам лист бумаги с обеих сторон было одинаковым. То же самое происходит и с давлением воздушного столба и встречным давлением внутри нашего тела: они равны.

Таким образом,мы выяснили, что: воздух имеет вес и со всех сторон давит им на наше тело. Однако, он не может раздавить нас, поскольку встречное давление нашего тела равно внешнему,то есть атмосферному.

Проделанный нами последний опыт показал это наглядно: если надавить на лист бумаги с одной стороны, он порвется. Но если сделать это с обеих сторон, этого не произойдет.

Физика на каждом шагу Перельман Яков Исидорович

Сколько весит воздух в комнате?

Можете ли вы хоть приблизительно сказать, какой груз представляет воздух, вмещаемый вашей комнатой? Несколько граммов или несколько килограммов? В силах ли вы поднять такой груз одним пальцем или же едва удержали бы его на плечах?

Теперь, пожалуй, не найдется уже людей, которые думают, как полагали древние, что воздух вовсе ничего не весит. Но сказать, сколько весит определенный объем воздуха, многие и сейчас не смогут.

Запомните же, что литровая кружка воздуха той плотности, какую он имеет близ земной поверхности при обычной комнатной температуре, весит около 1. 2 г. Так как в кубическом метре содержится 1 тыс. л, то кубометр воздуха весит в тысячу раз больше, чем 1.2 г, а именно 1,2 кг. Теперь нетрудно уже ответить на поставленный раньше вопрос. Для этого нужно лишь узнать, сколько кубических метров в вашей комнате, и тогда определится вес содержащегося в ней воздуха.

Пусть комната имеет площадь в 10 м 2 , а высоту – 4 м. В такой комнате 40 кубометров воздуха, который весит, значит, сорок раз по 1,2 кг. Это составит 48 кг.

Итак, даже в столь небольшой комнате воздух весит немногим меньше, чем вы сами. Унести на плечах подобный груз вам удалось бы не без труда. А воздух вдвое более просторной комнаты, нагруженный на вашу спину, мог бы вас раздавить.

Данный текст является ознакомительным фрагментом. Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович

Из книги История свечи автора Фарадей Майкл

Из книги Пять нерешенных проблем науки автора Уиггинс Артур

Из книги Физика на каждом шагу автора Перельман Яков Исидорович

Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович

Из книги НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ. автора Тесла Никола

Из книги Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей автора Дмитриев Александр Станиславович

Из книги Мария Кюри. Радиоактивность и элементы [Самый сокровенный секрет материи] автора Паес Адела Муньос

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ II СВЕЧА. ЯРКОСТЬ ПЛАМЕНИ. ДЛЯ ГОРЕНИЯ НЕОБХОДИМ ВОЗДУХ. ОБРАЗОВАНИЕ ВОДЫ На прошлой лекции мы рассмотрели общие свойства и расположение жидкой части свечи, а также и то, каким образом эта жидкость попадает туда, где происходит горение. Вы убедились, что когда свеча

Из книги автора

Воздух местного производства Поскольку внутренние планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – расположены близко к Солнцу (рис. 5.2), вполне разумно предположить, что и состоят они из одного сырья. Так и есть. Рис. 5.2. Орбиты планет Солнечной системыИзображения в масштабе

Из книги автора

Сколько воздуха вы вдыхаете? Интересно подсчитать также, сколько весит тот воздух, который мы вдыхаем и выдыхаем в течение одних суток. При каждом вдохе человек вводит в свои легкие около полулитра воздуха. Делаем же мы в минуту, средним числом, 18 вдыханий. Значит, за одну

Из книги автора

Сколько весит весь воздух на Земле? Опыты, сейчас описанные, показывают, что столб воды в 10 м высоты весит столько же, сколько столб воздуха от Земли до верхней границы атмосферы, – оттого они и уравновешивают друг друга. Нетрудно вычислить поэтому, сколько весит

Из книги автора

Железный пар и твердый воздух Не правда ли – странное сочетание слов? Однако это вовсе не чепуха: и железный пар, и твердый воздух существуют в природе, но только не при обычных условиях. О каких же условиях идет речь? Состояние вещества определяется двумя

Из книги автора

ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ ПОЛУЧИТЬ САМО-ДЕИСТВУЮЩИИ ДВИГАТЕЛЬ – МЕХАНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР – РАБОТА ДЮАРА И ЛИНДЕ – ЖИДКИЙ ВОЗДУХ Осознав эту истину, я начал изыскивать пути выполнения моей идеи, и после длительных размышлений, я наконец придумал аппарат, который смог бы получать

Из книги автора

51 Прирученная молния прямо в комнате – и безопасно! Для опыта нам потребуются: два воздушных шарика. Все видели молнию.Страшный электрический разряд бьет прямо из тучи, сжигая все, во что попадает. Зрелище это и страшно, и притягивает. Молния опасна, она убивает все живое.

Из книги автора

СКОЛЬКО? Еще до начала изучения урановых лучей Мария уже решила, что оттиски на фотографических пленках были неточным методом анализа, а она хотела измерить интенсивность лучей и сравнить количество излучения, испускаемого различными веществами. Она знала: Беккерель

СКОЛЬКО ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА ПРИ 150 ГРАДУСОВ C (температура по Цельсию), чему она равна в разных единицах кг/м3, г/см3, г/мл, фунт/м3. справочная ТАБЛИЦА 1.

Какая плотность воздуха при 150 градусов Цельсия в кг/м3, г/см3, г/мл, фунт/м3 . Не забывайте о том, что такая физическая величина, характеристика воздуха, как его плотность в кг/м3 (масса единичного объема атмосферного газа, где за единицу объема принимается 1 м3, 1 кубический метр, 1 кубометр, 1 кубический сантиметр, 1 см3, 1 миллилитр, 1 мл или 1 фунт), зависит от нескольких параметров. Среди параметров описывающих условия определения плотности воздуха (удельного веса воздушного газа), я считаю наиболее важными и обязательно учитываемыми такие:

Температура воздушного газа.
Давление при котором измерялась плотность воздушного газа.
Влажность воздушного газа или процентное содержание воды в нем.

При изменении любого из этих условий, величина плотности воздуха в кг/м3, (а значит и то, какой у него объемный вес, какой удельный вес, какая объемная масса) значение будет меняться в определенных пределах. Даже если остальные два параметра останутся стабильными (не изменятся). Поясню подробнее, для нашего случая, когда мы хотим узнать какая плотность воздуха при 150 градусов Цельсия (в граммах или килограммах). Итак, температура воздушного газа задана и выбрана вами в запросе. Так вот, для того чтобы корректно описать сколько плотность в кг/м3, г/см3, г/мл, фунт/м3 нам нужно, либо указать второе условие – давление при котором она измеряется. Либо составить график (таблицу), где будет отражено изменение плотности (удельного веса кг/м3, объемной массы кг/м3, объемного веса кг/м3) воздуха в зависимости от давления, созданного при эксперименте.

Если вас интересует второй случай плотности воздуха при T = 150 градусов C , то извините, но у меня нет никакого желания копировать табличные данные, огромный специальный справочник плотности воздуха при различном давлении. Я не могу пока решиться на такой колоссальный объем работы, да и не вижу в том необходимости. Смотрите справочник. Узкую профильную информацию или редкие специальные данные, значения плотности, надо искать в первоисточниках. Так разумнее.

Более реально, а вероятно и более практично с нашей точки зрения указать, сколько плотность воздуха при 150 градусов Цельсия , для такой ситуации, когда давление задано константой и это атмосферное давление (при нормальных условиях – самый популярный вопрос). Кстати, вы помните сколько это – нормальное атмосферное давление? Чему оно равно? Напомню, нормальное атмосферное давление принято считать равным 760 мм ртутного столба, или 101325 Па (101 кПа), в принципе это и есть нормальные условия с поправкой на температуру. Значение, чему равна плотность воздуха в кг/м3 при данной температуре воздушного газа вы увидите, найдете, узнаете в таблице 1 .

Однако, нужно сказать, что указанные в таблице значения величины плотности воздуха при 150 градусов в кг/м3, г/см3, г/мл , окажутся верными не для любого атмосферного, а только для сухого газа. Как только мы меняем исходные условия и изменяем влажность воздушного газа, он сразу будет обладать другими физическими свойствами. И его плотность (вес 1 куба воздуха в килограммах) при данной температуре в градусах C (Цельсия) (кг/м3) так же станет отличаться от величины плотности сухого газа.

Справочная таблица 1. Какая ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА ПРИ 150 ГРАДУСОВ Цельсия (C). СКОЛЬКО ВЕСИТ 1 КУБ АТМОСФЕРНОГО ГАЗА (вес 1 м3 в килограммах, вес 1 кубометра кг, вес 1 кубического метра газа в г).

Удельная теплоемкость вещества — формулы, определение, обозначение

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Виу-виу-виу! Внимание!

Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача.
Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Q = cm(t_{конечная} – t_{начальная})

Охлаждение

Q = cm(t_{начальная} – t_{конечная})

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Виды теплопередачи

Теплопередача — процесс передачи теплоты (обмена энергией).

Здесь все совсем несложно, видов всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Если мы греемся у камина, то получаем тепло конвекцией или излучением?🤔

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание

Q = cm(t_{конечная} – t_{начальная})

Охлаждение

Q = cm(t_{начальная} – t_{конечная})

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества

c= Q/m(t_{конечная} – t_{начальная})

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества

c= C/m

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]

m — масса [кг]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела

Q = C(t_{конечная} – t_{начальная})

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

t_{конечная} — конечная температура [˚C]

t_{начальная} — начальная температура [˚C]

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Учёба без слёз (бесплатный гайд для родителей)

Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Газы	C, Дж/(кг·К)
Азот N2	1051
Аммиак Nh4	2244
Аргон Ar	523
Ацетилен C2h3	1683
Водород h3	14270
Воздух	1005
Гелий He	5296
Кислород O2	913
Криптон Kr	251
Ксенон Xe	159
Метан Ch5	2483
Неон Ne	1038
Оксид азота N2O	913
Оксид азота NO	976
Оксид серы SO2	625
Оксид углерода CO	1043
Пропан C3H8	1863
Сероводород h3S	1026
Углекислый газ CO2	837
Хлор Cl	520
Этан C2H6	1729
Этилен C2h5	1528

Металлы и сплавы	C, Дж/(кг·К)
Алюминий Al	897
Бронза алюминиевая	420
Бронза оловянистая	380
Вольфрам W	134
Дюралюминий	880
Железо Fe	452
Золото Au	129
Константан	410
Латунь	378
Манганин	420
Медь Cu	383
Никель Ni	443
Нихром	460
Олово Sn	228
Платина Pt	133
Ртуть Hg	139
Свинец Pb	128
Серебро Ag	235
Сталь стержневая арматурная	482
Сталь углеродистая	468
Сталь хромистая	460
Титан Ti	520
Уран U	116
Цинк Zn	385
Чугун белый	540
Чугун серый	470

Жидкости	Cp, Дж/(кг·К)
Азотная кислота (100%-ная) Nh4	1720
Бензин	2090
Вода	4182
Вода морская	3936
Водный раствор хлорида натрия (25%-ный)	3300
Глицерин	2430
Керосин	2085…2220
Масло подсолнечное рафинированное	1775
Молоко	3906
Нефть	2100
Парафин жидкий (при 50С)	3000
Серная кислота (100%-ная) h3SO4	1380
Скипидар	1800
Спирт метиловый (метанол)	2470
Спирт этиловый (этанол)	2470
Топливо дизельное (солярка)	2010

Задача

Какое твердое вещество массой 2 кг можно нагреть на 10 ˚C, сообщив ему количество теплоты, равное 7560 Дж?

Решение:

Используем формулу для нахождения удельной теплоемкости вещества:

c= Q/m(t_{конечная} – t_{начальная})

Подставим значения из условия задачи:

c= 7560/2*10 = 7560/20 = 378 Дж/кг*˚C

Смотрим в таблицу удельных теплоемкостей для металлов и находим нужное значение.

Металлы и сплавы	C, Дж/(кг·К)
Алюминий Al	897
Бронза алюминиевая	420
Бронза оловянистая	380
Вольфрам W	134
Дюралюминий	880
Железо Fe	452
Золото Au	129
Константан	410
Латунь	378
Манганин	420
Медь Cu	383
Никель Ni	443
Нихром	460
Олово Sn	228
Платина Pt	133
Ртуть Hg	139
Свинец Pb	128
Серебро Ag	235
Сталь стержневая арматурная	482
Сталь углеродистая	468
Сталь хромистая	460
Титан Ti	520
Уран U	116
Цинк Zn	385
Чугун белый	540
Чугун серый	470

Ответ: латунь

Удельная теплоемкость формула — обозначение и единицы измерения » Kupuk.

net

Каждому школьнику приходилось сталкиваться во время уроков физики с понятием удельной теплоемкости. Определение, заученное со времён школы, помнят не все. Кто-то в дальнейшем поступает на технический факультет при вузе и снова сталкивается с этим термином. Формула удельной теплоемкости — важный параметр, рассматриваемый в момент нагрева вещества. Не зная его, нельзя определить объём энергии, необходимой для осуществления такого процесса.

Определение термина

Физическая величина, характеризующая, сколько тепловой энергии требуется на единицу вещества, и есть удельная теплоемкость, или энтальпия. Также она позволяет определить, сколько тепла необходимо отвести от единицы того или иного соединения, чтобы изменить на 1 градус его температуру. Неважно, по какой системе измеряется этот параметр:

Кельвина;
Цельсия;
Фаренгейта.

Единицей измерения удельной теплоемкости является джоуль, поделенный на килограмм и градус Кельвина. Есть и особая, внесистемная единица, представляющая собой показатель калорий, который имеет вид произведения килограммов и градусов Цельсия. Обозначается теплоемкость удельного типа посредством специальных индексов. Допустим, в ситуации, когда наблюдаются постоянные отметки давления, используется индекс p. Когда постоянство сохраняет объем, его место занимает буква v. Единица, в которой измеряется удельная теплоёмкость — килоджоуль.

Молярная теплоёмкость – отдельный показатель. Это количество тепловой энергии, которое показывает требующееся для нагрева 1 моль вещества на каждый градус. Во время плавления выделяется также определенный объем тепловой энергии. Теплопроводность — разновидность теплопередачи, когда энергия перемещается от нагретой области вещества к более холодной, посредством передвижения частиц. На уроках физики проводится объяснение физического смысла теплоёмкости. Ее размерность обозначена так:

Физическая величина может быть охарактеризована различными способами. В частности, допускается формулировка, согласно которой ее можно представить в виде комбинации теплоемкости вещества к его массе.

Теплоемкость, в свою очередь, это физическая величина. Она отображает объем тепла, который надо подвести либо отвести от вещества для изменения показателя его температуры. Если это объект, масса которого превышает 1 кг, определять этот показатель надо, как для единичного значения.

Примеры для тех или иных веществ

Путем экспериментов удалось выяснить, что показатель является различным для тех или иных веществ. Например, в отношении воды имеется показатель 4,187 кДж. Наибольшим он является у водорода. Для него установлено нормальное значение 14,300 кДж. Наименьшее оно у золота — 0,129 кДж.

Благодаря современным достижениям науки можно увеличить скорость обнаружения интересующих значений и свойств. Если раньше приходилось искать по справочнику соответствующую таблицу, то теперь на любом телефоне появилась опция для поиска через интернет. Наиболее примечательные вещества, теплоёмкость которых представляет интерес чаще всего это:

воздушные массы (идеальные и реальные газы) — 1,005 кДж;
металл алюминий — 0,930 кДж;
медь — 0,385 кДж.

Лабораторная работа

На школьных уроках определяется теплоемкость в отношении твердых веществ. Ее удаётся подсчитать при сравнении с тем показателем, который уже известен. Таблица удельной теплоемкости создана специально для удобства подсчетов.

Берут воду и твердый объект в нагретом состоянии, после чего производят замер температуры обоих. Отпускают твердое тело в жидкость и дожидаются момента теплового равновесия. Чтобы организовать такой эксперимент, необходим колориметр. Соответственно, имея такой прибор, можно пренебрегать небольшими потерями энергии.

В дальнейшем записывается формула объёма тепла, которая переходит в воду при взаимодействии с твёрдым объектом. Второе равенство отображает энергию, передаваемую твёрдым веществом при снижении температуры. Указанные показатели равны. После вычислений можно выявить теплоемкость компонентов, из которых состоит твердый объект. При этом обычно смотрят на данные таблицы, пытаясь таким образом определить, из какого вещества оно было сделано.

Первая задача

Допустим, металл меняет свои показатели температуры в пределах 20-24°. Внутренняя энергия этого вещества увеличивается одновременно на 152 кДж. Необходимо рассчитать, сколько составляет теплоёмкость металлического объекта при условии, что его масса составляет 100 г.

Для решения этой задачи надо воспользоваться специальной формулой. Достаточно подставить имеющиеся значения, но перед этим следует перевести массу в килограммы. Если этого не сделать, ответ будет неверным. В каждом килограмме насчитывается 1000 г. По этой причине 100 г необходимо поделить на 1000. Получается значение, равное 0,1 кг.

После произведенных подсчетов с использованием формулы получается такой результат:

Другие условия

Согласно 2 задаче, даётся энергия внесистемной единицы. Следует выявить температуру, при которой вода в количестве 5 л остынет, если её первоначально возьмут при температуре кипения. При этом она выделяет 1684 кДж тепла. Это количество переводится в джоули = 1680000 Дж.

Чтобы найти ответ, надо воспользоваться формулой, в которой используется масса. С другой стороны, в задаче она не приводится. Но несмотря на это, указан объем жидкости, соответственно, для нахождения критерия допустимо подставить уравнение с коэффициентами:

Плотность ее составляет 1000 кг на м3. Но надо подставлять объём в кубических метрах. Для перевода исходного значения надо поделить его на 1000. Получается число, равное 0,005 м3.

Производятся дальнейшие расчеты, и на выходе получается выражение:

В дальнейшем применяется формула:

Получается отметка, равная 20 ºС.

Другая задача: имеется стакан, в который налито 50 г воды. Сам он имеет массу 100 г. Температура жидкости первоначально имеет показатели 0°. Необходимо найти объем тепла, необходимого для доведения воды до кипения.

Для решения этой задачи надо ввести подходящие параметры. Можно дать условное обозначение характеристикам, которые касаются стакана, в виде единицы. Всё, что касается воды, обозначается индексом 2. Далее следует найти цифры, соответствующие теплоемкости, через таблицу. Если это тара, выполненная из лабораторного стекла, то у нее будут показатели с1 = 840 Дж/ (кг * ºС). Точный показатель для воды будет иметь вид:

Масса в этой задаче приводится в граммах. После перевода получаются показатели:

Начальная температура равна 0°. Необходимо найти параметры, соответствующие температуре кипения — 100°. Стакан нагревается одновременно с жидкостью, которая наполнена им. Поэтому начальное количество теплоты необходимо получить при складывании несколько показателей. Это параметр, получаемый при нагревании стекла, а второй показатель обнаруживается после нагрева воды. Составляется формула такого вида:

Сюда подставляются имеющееся значения, после чего она принимает следующий облик:

Те или иные материалы с одинаковой массой предполагают разные объемы тепла, необходимые для нагрева. Этот показатель обычно больше у металлов, нежели у древесины, например, алюминия или поверхности из штукатурки. То есть вид материала влияет на этот показатель в той же степени, что и масса. Чтобы нагреть бетон в объеме 1 кг требуется примерно 1000 Дж.

Показатели воздуха

Теплоемкость воздуха отличается, в зависимости от сопутствующих условий. Её величина влияет на объём тепла, который требуется для подведения при постоянном давлении к 1 кг воздуха. При этом задается цель — увеличить температуру на градус. Если газ имеет температуру 20°С, то необходимо подведение 1005 джоулей тепла, чтобы нагреть 1 кг этого вещества.

По мере роста температуры повышается удельная теплоемкость. Но здесь имеет место нелинейная зависимости. Средняя теплоемкость почти не меняется, если не отмечается воздействия экстремального холода и других критичных явлений. Но от температуры окружающего пространства зависит удельная теплоемкость вещества не так явно, если сравнивать с вязкостью. Иногда такие связи изображают в виде графиков для лучшего понимания.

При нагреве газов теплоемкость способна возрастать в 1,2 раз.

У влажного воздуха такой параметр является более высоким, нежели у сухого. Вода по сравнению с ним имеет большие значения теплоемкости. Соответственно, когда капли воды висят в воздухе, его теплоемкость становится больше.

Помогите решить / разобраться (Ф)

Сообщения без ответов | Активные темы | Избранное

Girmice

Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 15:37

31/10/15
3

Ребят извините за столь примитивный вопрос, я к физики отношения никакого не имею, чисто на бытовом уровне стало интересно насколько изменится эффективность воздушного охлаждения обычного компа при изменении влажности воздуха, с 20% до 60%?

Хотелось бы найти хотя бы график теплопроводности воздуха в зависимости от влажности но гугл выдает только графики точки росы.
Ведь я правильно понимаю, что теплопроводность будет разной а следовательно и эффекивность воздушного охлаждения тоже изменится?

Munin

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 16:38

Заслуженный участник

30/01/06
72407

Girmice в сообщении #1068683 писал(а):

Практически никак, потому что охлаждение компа не опирается на испарение воды.

Вот человеку это может быть заметно, потому что человек охлаждается за счёт потения.

И ещё, не стоит помещать комп в слишком влажные условия (90 % влажности, например), потому что будет ржаветь. Вообще, если в компе есть части с температурой ниже комнатной, то стоит свериться с точкой росы.

Girmice

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 17:24

31/10/15
3

Munin в сообщении #1068712 писал(а):

Практически никак, потому что охлаждение компа не опирается на испарение воды.

Это не так.

Охлаждение основано на передачи тепла от одного материала – другому.
В данном случае молекулы поверхности радиатора передаю тепло молекулам воздуха.

Воздух соответственно состоят из молекул газов… и молекул воды.
Молекулы воды имеют в 20 раз большую теплопроводность и значительно большую теплоемкость.

Соответственно с увеличением влажности увеличивается теплопроводность воздуха.

Но таблицу найти не могу.

arseniiv

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 17:34

Заслуженный участник

27/04/09
28128

Girmice в сообщении #1068729 писал(а):

Молекулы воды имеют в 20 раз большую теплопроводность

Молекулы сами по себе теплопроводности никакой не имеют. Это свойство вещества в конкретном состоянии (см. для воды, пара и льда хотя бы обычного типа). Более того, теплопроводность зависит даже, скажем, от температуры вещества.

DimaM

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 17:51

Заслуженный участник

28/12/12
7179

Girmice в сообщении #1068729 писал(а):

Соответственно с увеличением влажности увеличивается теплопроводность воздуха.

Она, возможно, и увеличивается, но относительная влажность даже 100% при комнатной температуре – это очень мало воды в воздухе.

rockclimber

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 18:10

Заслуженный участник

06/07/11
5625
кран. набрать.грамота

Girmice

Чисто на бытовом уровне ваш вопрос практически лишен смысла, потому что влажностью воздуха управлять вы не сможете. Просто для начала посчитайте объем воздуха в вашем помещении, учтите, что если в помещении находятся люди и дышат, то воздух должен обновляться, посчитайте, сколько воды вам надо испарять, чтобы довести влажность от обычных для зимы 30% до хотя бы 50%, и вы поймете, что без промышленного оборудования ловить вам нечего.
Дальше вам придется учесть, что между процессором и воздухом у вас находится слой термопасты, кусок меди или алюминия сложной формы, и, в особо запущенных случаях, это будет радиатор на тепловых трубках (хотя я не знаю, их используют еще? Вроде, процессоры сильно снизили прожорливость за последние 10 лет).

— 31.10.2015, 19:14 —

DimaM в сообщении #1068745 писал(а):

даже 100% при комнатной температуре – это очень мало воды в воздухе.

Кстати да. Давление насыщенного пара воды при 25 градусах – порядка 3% от атмосферного.

Munin

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

31.10.2015, 18:48

Заслуженный участник

30/01/06
72407

Girmice в сообщении #1068729 писал(а):

Это не так.

Вы пришли спрашивать или спорить?

На остальное вам уже ответили по сути, хотя я собирался написать то же самое.

Pphantom

Posted automatically

31.10.2015, 20:35

09/05/12
25190
Кронштадт

i	Тема перемещена из форума «Свободный полёт» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)» Причина переноса: тематика.

GraNiNi

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

01.11.2015, 23:50

01/04/08
2176

Girmice в сообщении #1068729 писал(а):

Соответственно с увеличением влажности увеличивается теплопроводность воздуха.
Но таблицу найти не могу.

Теплопроводность водяных паров меньше, чем теплопроводность сухого воздуха (примерно в 1,4 раза), поэтому, чем выше влажность, тем меньше (хуже) теплопроводность.

http://thermalinfo.ru/publ/gazy/neorgan … /27-1-0-34

tola

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

02.11.2015, 12:44

21/05/09
992

Радиаторы компов охлаждаются проточным воздухом, при этом более важна теплоемкость воздуха, а не его теплопроводность. Теплоемкость влажного воздуха больше чем сухого, хотя и не намного.
https://docs.google.com/document/d/1QNSXnPYP7XAg4rfq-eV7-1VSjVf7De-YaTh6xgDdUHA/edit?pli=1
Здесь есть таблицы для теплоемкостей сухого и влажного воздуха при различных температурах.

GraNiNi

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

02.11.2015, 21:23

01/04/08
2176

tola в сообщении #1069503 писал(а):

при этом более важна теплоемкость воздуха, а не его теплопроводность.

Теплопроводность – не менее важна.

Коэффициент конвективной теплоотдачи прямо пропорционален произведению критерия Нуссельта на теплопроводность контактирующей с поверхностью среды (воздуха).

tola

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

02.11.2015, 22:24

21/05/09
992

GraNiNi в сообщении #1069658 писал(а):

Теплопроводность – не менее важна.

Будем голосовать?

Zai

Re: Теплоповодность/влажность воздуха

15.02.2016, 13:25

Заслуженный участник

11/04/07
1352
Москва

В протяженных теплообменниках температура газовой смеси на выходе равна температуре нагревателя и не зависит от теплопроводности.
Теплоотдача зависит от произведения расхода охлаждаемой смеси(плотности) и теплоемкости смеси. Если в смеси присутствует пар то теплоотдача становится больше за счет более высокой теплоемкости пара, хотя при этом плотность смеси падает. Возможно также влияние лучистого теплообмена при заметных концентрациях пара.

Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию

Страница 1 из 1

[ Сообщений: 13 ]

Модераторы: profrotter, Парджеттер, Eule_A, Pphantom, photon, Aer, whiterussian, Jnrty, Супермодераторы

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: YandexBot [bot]

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:

Физические свойства углекислоты

Внимание!!!

Цены на сайте не актуальны – уточняйте

Главная / Справочники / Статьи / Физические свойства углекислоты

			Углекислота жидкая – это, сжиженный углекислый газ под очень высоким давлением, которое обычно равно 70 атмосферам. Жидкость, как и газ, абсолютно бесцветна, имеет слегка кислый привкус. Поставляется и хранится углекислота в: 40-литровых герметичных баллонах, которые защищены от коррозийных разрушений – срок хранения 2 года. В транспортной бочке ЦЖУ-18 – срок хранения 6 месяцев. Изготавливается в соответствии с ГОСТ 8050-50 “Двуокись углерода” Чтобы узнать цены и сроки поставки нажмите подробнее.

Физические свойства углекислоты

Углекислота (СО2, двуокись углерода, диоксид углерода) – вещество с химическое формулой СО2 и молекулярной массой 44,011 г/моль, которое может существовать в четырёх фазовых состояниях – газообразном, жидком, твёрдом и сверхкритическом.

Газообразное состояние СО2 носит общеупотребительное название «углекислый газ». При атмосферном давлении это бесцветный газ без цвета и запаха, при температуре +20 ?С плотностью 1,839 кг/м? (в 1,52 раза тяжелее воздуха), хорошо растворяется в воде (0,88 объёма в 1 объёме воды), частично взаимодействуя в ней с образованием угольной кислоты. Входит в состав атмосферы в среднем 0,035% по объёму. При резком охлаждении за счёт расширения (детандирование) СО2 способен десублимироваться – переходить сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу.

Газообразный диоксид углерода ранее нередко хранили в стационарных газгольдерах. В настоящее время такой способ хранения не применяется; углекислый газ в необходимом количестве получают непосредственно на месте – путём испарения жидкой углекислоты в газификаторе. Далее газ можно легко перекачать по любому газопроводу под давлением 2-6 атмосфер.

Жидкое состояние СО2 носит техническое название «жидкая углекислота» или просто «углекислота». Это бесцветная жидкость без запаха, средней плотностью 771 кг/м3, которая существует только под давлением 3 482…519 кПа при температуре 0…-56,5 град.С («низкотемпературная углекислота»), либо под давлением 3 482…7 383 кПа при температуре 0…+31,0 град.С («углекислота высокого давления»). Углекислоту высокого давления получают чаще всего путём сжатия углекислого газа до давления конденсации, при одновременном охлаждении водой. Низкотемпературную углекислоту, являющейся основной формой диоксида углерода для промышленного потребления, чаще всего получают по циклу высокого давления путём трехступенчатого охлаждения и дросселирования в специальных установках.

При небольшом и среднем потреблении углекислоты (высокого давления),т для её хранения и транспортировки используют разнообразные стальные баллоны (от баллончиков для бытовых сифонов до ёмкостей вместимостью 55 л). Самым распространенным является 40 л баллон с рабочим давление 15 000 кПа, вмещающим 24 кг углекислоты. За стальными баллонами не требуется дополнительный уход, углекислота сохраняется без потерь в течение длительного времени. Баллоны с углекислотой высокого давления окрашивают в чёрный цвет.

При значительном потреблении, для хранения и транспортировки низкотемпературной жидкой углекислоты используют изотермические цистерны самой разнообразной вместимости, оснащённые служебными холодильными установками. Существуют накопительные (стационарные) вертикальные и горизонтальные цистерны вместимостью от 3 до 250 т, транспортируемые цистерны вместимостью от 3 до 18 т. Цистерны вертикального исполнения требуют строительства фундамента и используются преимущественно в условиях ограниченного пространства для размещения. Применение горизонтальных цистерн позволяет снизить затраты на фундаменты, особенно при наличии общей рамы с углекислотной станцией. Цистерны состоят из внутреннего сварного сосуда, изготовленного из низкотемпературной стали и имеющего пенополиуретановую или вакуумную теплоизоляцию; наружного кожуха из пластика, оцинкованной или нержавеющей стали; трубопроводов, арматуры и приборов контроля. Внутренняя и наружная поверхности сварного сосуда подвергаются специальной обработке, благодаря чему снижена до вероятность поверхностной коррозии металла. В дорогих импортных моделях наружный герметичный кожух выполнен из алюминия. Использование цистерн обеспечивает заправку и слив жидкой углекислоты; хранение и транспортировку без потерь продукта; визуальный контроль массы и рабочего давления при заправке, в процессе хранения и выдачи. Все типы цистерн оснащены многоуровневой системой безопасности. Предохранительные клапаны позволяют производить проверку и ремонт без остановки и опорожнения цистерны.

При мгновенном снижении давления до атмосферного, происходящем при впрыске в специальную расширительную камеру (дросселировании), жидкий диоксид углерода мгновенно превращается в газ и тончайшую снегообразную массу, которую прессуют и получают диоксид углерода в твёрдом состоянии, который носит общеупотребительное название «сухой лёд». При атмосферном давлении это белая стекловидная масса плотностью 1 562 кг/м?, с температурой -78,5 ?С, которая на открытом воздухе сублимируется – постепенно испаряется, минуя жидкое состояние. Сухой лёд может быть также получен непосредственно на установках высокого давления, применяемых для получения низкотемпературной углекислоты, из газовых смесей, содержащих СО2 в количестве не менее 75-80%. Объёмная холодопроизводительность сухого льда почти в 3 раза больше, чем у водяного льда, и составляет 573,6 кДж/кг.

Твёрдый диоксид углерода обычно выпускают в брикетах размером 200?100?20-70 мм, в гранулах диаметром 3, 6, 10, 12 и 16 мм, редко в виде тончайшего порошка («сухой снег»). Брикеты, гранулы и снег хранят не более 1-2 суток в стационарных заглублённых хранилищах шахтного типа, разбитых на небольшие отсеки; перевозят в специальных изотермических контейнерах с предохранительным клапаном. Используются контейнеры разных производителей вместимостью от 40 до 300 кг и более. Потери на сублимацию составляют, в зависимости от температуры окружающего воздуха 4-6% и более в сутки.

При давлении свыше 7,39 кПа и температуре более 31,6 град.С диоксид углерода находится в так называемом сверхкритическом состоянии, при котором его плотность как у жидкости, а вязкость и поверхностное натяжение как у газа. Эта необычная физическая субстанция (флюид) является отличным неполярным растворителем. Сверхкритический CO2 способен полностью или выборочно экстрагировать любые неполярные составляющие с молекулярной массой менее 2 000 дальтон: терпеновые соединения, воски, пигменты, высокомолекулярные насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, алкалоиды, жирорастворимые витамины и фитостерины. Нерастворимыми веществами для сверхкритического CO2 являются целлюлоза, крахмал, органические и неорганические полимеры с высоким молекулярным весом, сахара, гликозидные вещества, протеины, металлы и соли многих металлов. Обладая подобными свойствами, сверхкритический диоксид углерода всё шире применяется в процессах экстракции, фракционирования и импрегнации органических и неорганических веществ. Он является также перспективным рабочим телом для современных тепловых машин.

Удельный вес. Удельный вес углекислоты зависит от давления, температуры и агрегатного состояния, в котором она находится.
Критическая температура углекислоты +31 град. Удельный вес углекислого газа при 0 град и давлении 760 мм рт.ст. равен 1, 9769 кг/м3.
Молекулярный вес углекислого газа 44,0. Относительный вес углекислого газа по сравнению с воздухом составляет 1,529.
Жидкая углекислота при температурах выше 0 град. значительно легче воды, и ее можно хранить только под давлением.
Удельный вес твердой углекислоты зависит от метода ее получения. Жидкая углекислота при замораживании превращается в сухой лед, представляющий прозрачное , стеклообразное твердое тело. В этом случае твердая углекислота имеет наибольшую плотность (при нормальном давлении в сосуде, охлаждаемом до минус 79 град., плотность равна 1,56). Промышленная твердая углекислота имеет белый цвет, по твердости близка к мелу,
ее удельный вес колеблется в зависимости от способа получения в пределах 1,3 – 1,6.

Уравнение состояния. Связь между объемом, температурой и давлением углекислого газа выражается уравнением
V= R T/p – A, где
V – объем, м3/кг;
R – газовая постоянная 848/44 = 19,273;
Т – температура, К град.;
р давление, кг/м2;
А – дополнительный член, характеризующий отклонение от уравнения состояния для идеального газа. Он выражается зависимостью А =( 0, 0825 + (1,225)10-7 р)/(Т/100)10/3.

Тройная точка углекислоты. Тройная точка характеризуется давлением 5,28 ата (кг/см2) и температурой минус 56,6 град.
Углекислота может находиться во всех трех состояниях (твердом, жидком и газообразном) только в тройной точке. При давлениях ниже 5,28 ата (кг/см2) (или при температуре ниже минус 56,6 град.) углекислота может находиться только в твердом и газообразном состояниях.
В парожидкостной области, т.е. выше тройной точки, справедливы следующие соотношения
i’ x + i” у = i,
x + у = 1, где,
x и у – доля вещества в жидком и парообразном виде;
i’ – энтальпия жидкости;
i” – энтальпия пара;
i – энтальпия смеси.
По этим величинам легко определить величины x и у. Соответственно для области ниже тройной точки будут действительны следующие уравнения:
i” у + i” z = i,
у + z = 1, где,
i” – энтальпия твердой углекислоты;
z – доля вещества в твердом состоянии.
В тройной точке для трех фаз имеются также только два уравнения
i’ x + i” у + i”’ z = i,
x + у + z = 1.
Зная значения i,’ i’,’ i”’ для тройной точки и используя приведенные уравнения можно определить энтальпию смеси для любой точки.

Теплоемкость. Теплоемкость углекислого газа при температуре 20 град. и 1 ата составляет
Ср = 0,202 и Сv = 0,156 ккал/кг*град. Показатель адиабаты k =1,30.
Теплоемкость жидкой углекислоты в диапазоне температур от -50 до +20 град. характеризуется следующими значениями, ккал/кг*град. :
Град.С -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
Ср, 0,47 0,49 0,515 0,514 0,517 0,6 0,64 0,68

Точка плавления. Плавление твердой углекислоты происходит при температурах и давлениях, соответствующих тройной точке (t = -56,6 град. и р = 5,28 ата) или находящихся выше ее.
Ниже тройной точки твердая углекислота сублимирует. Температура сублимации является функцией давления: при нормальном давлении она равна -78,5 град., в вакууме она может быть -100 град. и ниже.

Энтальпия. Энтальпию пара углекислоты в широком диапазоне температур и давлений определяют по уравнению Планка и Куприянова.
i = 169,34 + (0,1955 + 0,000115t)t – 8,3724 p(1 + 0,007424p)/0,01T(10/3), где
I – ккал/кг, р – кг/см2, Т – град.К, t – град.С.
Энтальпию жидкой углекислоты в любой точке можно легко определить путем вычитания из энтальпии насыщенного пара величины скрытой теплоты парообразования. Точно так же , вычитая скрытую теплоту сублимации, можно определить энтальпию твердой углекислоты.

Теплопроводность. Теплопроводность углекислого газа при 0 град. составляет 0,012 ккал/м*час*град.С, а при температуре -78 град. она понижается до 0,008 ккал/м*час*град.С.
Данные о теплопроводности углекислоты в 10 4 ст. ккал/м*час*град.С при плюсовых температурах приведены в таблице.
Давление, кг/см2 10 град. 20 град. 30 град. 40 град.
Газообразная углекислота
1 130 136 142 148
20 – 147 152 157
40 – 173 174 175
60 – – 228 213
80 – – – 325
Жидкая углекислота
50 848 – – –
60 870 753 – –
70 888 776 – –
       80                                    906                   795                            670
                    Теплопроводность твердой углекислоты может быть вычислена по формуле :
                                                     236,5/Т1,216 ст. , ккал/м*час*град.С.

Коэффициент теплового расширения. Объемный коэффициент расширения а твердой углекислоты рассчитывают в зависимости от изменения удельного веса и температуры. Линейный коэффициент расширения определяют по выражению b = a/3. В диапазоне температур от -56 до -80 град. коэффициенты имеют следующие значения: а *10*5ст. = 185,5-117,0, b* 10* 5 cт. = 61,8-39,0.

Вязкость. Вязкость углекислоты 10 *6ст. в зависимости от давления и температуры (кг*сек/м2)
Давление, ата -15 град. 0 град. 20 град. 40 град .
5 1,38 1,42 1,49 1,60
30 12,04 1,63 1,61 1,72
75 13,13 12,01 8,32 2,30

Диэлектрическая постоянная. Диэлектрическая постоянная жидкой углекислоты при 50 – 125 ати, находится в пределах 1,6016 – 1,6425.
Диэлектрическая постоянная углекислого газа при 15 град. и давлении 9,4 – 39 ати 1,009 – 1,060.

Влагосодержание углекислого газа. Содержание водяных паров во влажном углекислом газе определяют с помощью уравнения,
Х = 18/44 * p’/p – p’ = 0,41 p’/p – p’ кг/кг, где
p’ – парциальное давление водяных паров при 100%-м насыщении;
р – общее давление паро-газовой смеси.

Растворимость углекислоты в воде. Растворимость газов измеряется объемами газа, приведенными к нормальным условиям (0 град, С и 760 мм рт. ст.) на объем растворителя.
Растворимость углекислоты в воде при умеренных температурах и давлениях до 4 – 5 ати подчиняется закону Генри, который выражается уравнением
Р = Н Х, где
Р – парциальное давление газа над жидкостью;
Х – количество газа в молях;
Н – коэффициент Генри.

Жидкая углекислота как растворитель. Растворимость смазочного масла в жидкой углекислоте при температуре -20град. до +25 град. составляет 0,388 г в100 СО2,
и увеличивается до 0,718 г в 100 г СО2 при температуре +25 град. С.
Растворимость воды в жидкой углекислоте в диапазоне температур от -5,8 до +22,9 град. составляет не более 0,05% по весу.

Техника безопасности

По степени воздействия на организм человека газообразный диоксид углерода относится к 4-му классу опасности по ГОСТу 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны не установлена, при оценке этой концентрации следует ориентироваться на нормативы для угольных и озокеритовых шахт, установленные в пределах 0,5%.

При применении сухого льда, при использовании сосудов с жидкой низкотемпературной углекислотой должно обеспечиваться соблюдение мер безопасности, предупреждающих обморожение рук и других участков тела работника.

Зависимость удельной теплоемкости от температуры при постоянном давлении

Удельная теплоемкость (C) — это количество теплоты, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус.

Изобарическая удельная теплоемкость (C _p ) используется для воздуха в системе постоянного давления (ΔP = 0).
I сохорическая удельная теплоемкость (C _v ) используется для воздуха в постоянный объем , (= изоволюметрический или изометрический ) закрытая система.

Внимание! При нормальном атмосферном давлении 1,013 бар удельная теплоемкость сухого воздуха – C _P и C _V – зависит от температуры. Это может повлиять на точность расчетов процессов кондиционирования и обработки промышленного воздуха. При расчете массового и объемного расхода воздуха в обогреваемых или охлаждаемых системах с высокой точностью – удельная теплоемкость (= теплоемкость) должна быть скорректирована в соответствии со значениями, приведенными на рисунках и в таблице ниже, или найдена с помощью калькулятора.

Для обычных расчетов – значение удельной теплоемкости c _p = 1,0 кДж/кг K (равно кДж/кг ^o C) или 0,24 Btu(IT)/lb °F – обычно достаточно точный
Для более высокой точности – значение Кл _p = 1,006 кДж/кг К (равно кДж/кг ^o Кл) или 0,2403 БТЕ(ИТ)/фунт °F – better

Онлайн-калькулятор удельной теплоемкости воздуха

Приведенный ниже калькулятор можно использовать для оценки удельной теплоемкости воздуха при постоянном объеме или постоянном давлении и при заданных температуре и давлении.
Выходная теплоемкость выражается в виде кДж/(кмоль*К), кДж/(кг*К), кВтч/(кг*К), ккал/(кг*К), БТЕ(ИТ)/(моль*°Р ) и БТЕ(ИТ)/(фунт _м *°R)

Температура
Выберите фактическую единицу измерения температуры: °C °F K °R

Выберите фактическое давление: 1 бар абс. 14,5 фунтов на квадратный дюйм; 10 бар абс. / 145 фунтов на кв. дюйм абс.; 50 бар абс. / 725 фунтов на кв. дюйм абс.; 100 бар абс. / 1450 фунтов на кв. дюйм абс.;

См. также другие свойства Воздух при различной температуре и давлении: Плотность и удельный вес при различной температуре, Плотность при различном давлении, Коэффициенты диффузии газов в воздухе, Число Прандтля, Удельная теплоемкость при различном давлении, Теплопроводность, Температуропроводность, Свойства в условиях газожидкостного равновесия и Теплофизические свойства воздуха при стандартных условиях и Состав и молекулярная масса,
, а также Удельная теплоемкость аммиака, бутана, диоксида углерода, монооксида углерода, этана, этанола, этилена, водорода, метана, метанола, азота, кислорода, пропана и воды.

Назад к вершине

Верхнее

Верхний
Специфическая тепло воздуха в 1 бар (= 0,1 МПа = 14,5 фунтов на пюсе теплоемкость – поворота экрана!

Температура

Изохорная теплоемкость (Cv)

Изобарическая теплоемкость (Cp) 9 9 032074
4000401271 9,01641 0,02213 0,26660136 0. 9230
[K] [° C] [° F] [KJ/MOL K] 9000 [KJ/MOL K] 9000 [KJ/MOL K] 9000 9000 [KJ/MOL K] 9000 9000 . кВтч/(кг К)]
[ккал(ИТ)/(кг К)]
[БТЕ(ИТ)/фунт °F]
[ккал(ИТ)/(фунт °F) F)] [кДж/моль·К] [кДж/кг·К] [(кВт·ч)/(кг·К)] [ккал(ИТ)/(кг К)]
[БТЕ(ИТ)/фунт °F] [ккал(ИТ)/(фунт °F)] [-]
60 -213 -352 0.03398 1.173 0.0003258 0.2802 0.2287 0.05506 1.901 0.000528 0.45405 0.37071 1.621
78.79 -194 -318 0.03044 1.051 0.0002919 0.2510 0.2050 0.05599 1.933 0. 000537 0.46169 0.37695 1.839
81.61 -192 -313 0.02172 0.7500 0.0002083 0.1791 0.1463 0.03154 1.089 0.000303 0.26010 0.21237 1.452
100 -173 -280 0.02109 0.7280 0.0002022 0.1739 0.1420 0.03012 1.040 0.000289 0.24833 0.20276 1.428
120 -153 -244 0.02093 0.7225 0.0002007 0.1726 0.1406 0.02953 1.022 0.000283 0.24350 0.19930 1.415
140 -133 -208 0. 02081 0.7184 0.0001996 0.1716 0.1401 0.02937 1.014 0.000282 0.24219 0.19774 1.411
160 -113 -172 0.02077 0.7172 0.0001992 0.1713 0.1399 0.02928 1.011 0.000281 0.24147 0.19716 1.410
180 -93.2 -136 0.02076 0.7166 0.0001991 0.1712 0.1397 0.02920 1.008 0.000280 0.24076 0.19657 1.407
200 -73.2 -99.7 0.02075 0.7163 0.0001990 0.1711 0.1397 0.02917 1. 007 0.000280 0.24052 0.19638 1.406
220 -53.2 -63.7 0.02075 0.7163 0.0001990 0.1711 0.1397 0.02914 1.006 0.000279 0.24028 0.19618 1.404
240 -33.2 -27.7 0.02075 0.7164 0.0001990 0.1711 0.1397 0.02914 1.006 0.000279 0.24028 0.19618 1.404
260 -13.2 8.3 0.02076 0.7168 0.0001991 0.1712 0.1398 0.02914 1.006 0.000279 0.24028 0.19618 1.403
273,2 0,0 32,0 0,02077 0,7171 6 70927 13 70927127 0. 1398 0.02914 1.006 0.000279 0.24028 0.19618 1.403
280 6.9 44.3 0.02078 0.7173 0.0001993 0.1713 0.1399 0.02914 1,006 0,000279 0,24028 0,19618 1,402
1,5079 9136 282,8.0127 60.0 0.02078 0.7175 0.0001993 0.1714 0.1399 0.02914 1.006 0.000279 0.24030 0.19620 1.402
300 26.9 80.3 0.02080 0,7180 0,0001994 0,1715 0,1400 0,02915 1,006 6 70127 0.24036 0.19625 1.402
320 46. 9 116 0.02083 0.7192 0.0001998 0.1718 0.1403 0.02917 1.007 0.000280 0.24052 0.19638 1,400
340 66,9 152 0,02087 0,70206 2,
0 0 00127 0.1721 0.1405 0.02923 1.009 0.000280 0.24100 0.19677 1.400
360 86.9 188 0.02092 0.7223 0.0002006 0.1725 0.1409 0,02926 1,010 0,000281 0,24123 0,19696 1,399 801407 107 224 0.02098 0.7243 0.0002012 0.1730 0.1412 0.02931 1.012 0. 000281 0.24171 0.19735 1.397
400 127 260 0,02105 0,7266 0,0002018 0,1735 0,1417 0,02739 101367 7 0.000282 0.24219 0.19774 1.396
500 227 440 0.02150 0.7424 0.0002062 0.1773 0.1448 0.02983 1.030 0.000286 0.24597 0,20083 1,387
600 327 620 0,02213 0,70136 0.0002123 0.1825 0.1490 0.03044 1.051 0.000292 0.25103 0.20496 1.375
700 427 800 0. 02282 0.7877 0.0002188 0.1881 0,1536 0,03114 1,075 0,000299 0,25675 0,20963 1,3659 1,365
800 527 980 0.02351 0.8117 0.0002255 0.1939 0.1583 0.03183 1.099 0.000305 0.26249 0.21432 1.354
900 627 1160 0,02415 0,8338 0,0002316 0,1991 0,1627 0,1627 4 70136 1.121 0.000311 0.26772 0.21858 1.344
1100 827 1520 0.02525 0.8716 0.0002421 0.2082 0.1700 0.03356 1.159 0.000322 0,27675 0,22596 1,329
1500 1227 2240 0.0002564 0.2204 0.1800 0.03505 1.210 0.000336 0.28901 0.23597 1.311
1900 1627 2960 0.02762 0.9535 0.0002649 0,2277 0,1859 0,03593 1,241 0,000345 0,29631 0,20136 1.301
Вернуться к началу
Преобразование единиц измерения:
Преобразователь единиц удельной теплоемкости = [°F], кельвин = [K], градусный разряд = [°R], джоуль = [Дж], килокалория (Международная таблица) = [ккал (IT)], килограмм = [кг], килоджоуль = [кДж] , киловатт-час = [кВтч], моль = [моль], фунт = [фунт]
K в единицах можно заменить на °C, и наоборот. °R в единицах можно заменить на °F и наоборот.
1 БТЕ/(фунт·°F) = 1 БТЕ/(фунт·°R) = 1 ккал(ИТ)/(кг·°C) = 1 ккал(ИТ)/(кг·К) = 4186,8 Дж/(кг·К) ) = 0,81647 ккал(ИТ)/(фунт °F) = 1,163×10 ^-3 кВтч/(кг K)
1 Дж/(кг K) = 1 Дж/(кг °C) = 2,3885×10 ^-4 ккал(ИТ)/(кг ^o C) = 2,3885×10 ^-4 БТЕ/(фунт °F) = 1,9501×10 ^-4 ккал(ИТ)/(фунт °F)
1 ккал(ИТ )/(кг °C) = 1 БТЕ/(фунт °F) = 4186,8 Дж/(кг K) = 0,81647 ккал(ИТ)/(фунт °F) = 1,163×10 ^-3 кВтч/(кг K)
1 ккал(ИТ)/(фунт °F) = 1,2248 БТЕ/(фунт °F) = 1,2248 ккал(ИТ)/(кг °C) = 5127,9Дж/(кг К)
1 кДж/(кг К) = 1 кДж/(кг °С) = 1000 Дж/(кг К) = 1000 Дж/(кг °С) = 0,23885 ккал(ИТ)/(кг °C) = 0,23885 БТЕ/(фунт °F) = 0,19501 ккал(ИТ)/(фунт °F) = 2,7778×10 ^-4 кВтч/(кг K)
1 кВтч/(кг K) = 0,85985 ккал( IT)/(кг °C) = 0,85985 Btu/(фунт·°F) = 3,6 кДж/(кг·K)
1 моль воздуха = 28,96546 г
Вернуться к началу
Теплоемкость и накопление энергии
Печать
Теплоемкость и накопление энергии
Когда наша планета поглощает и излучает энергию, температура меняется, и взаимосвязь между изменением энергии и изменением температуры материала выражается в понятии теплоемкости, иногда называемой удельной теплоемкостью. Проще говоря, теплоемкость выражает, сколько энергии нужно для изменения температуры данной массы. Допустим, у нас есть кусок камня весом один килограмм, и у камня есть теплоемкость 2000 Дж на килограмм на °C — это означает, что нам нужно добавить 2000 Дж энергии, чтобы увеличить температуру камня на 1 °С. Если бы наш камень имел массу 10 кг, нам потребовалось бы 20 000 Дж, чтобы получить такое же повышение температуры. Напротив, теплоемкость воды составляет 4184 Дж на кг на °К, поэтому вам потребуется в два раза больше энергии, чтобы изменить ее температуру на ту же величину, что и горная порода.
История охлаждения воздуха и воды
Нажмите, чтобы увидеть текстовое описание
История охлаждения двух одинаковых кубов, один из которых состоит из воздуха, а другой из воды, при одинаковой начальной температуре (293 °K, что равно 20 °C). В этой модели кубы теряют тепло с поверхности площадью 1 м2 и не получают энергии от своего окружения, что равносильно утверждению, что они находятся в вакууме. Если бы вы сделали это на своем заднем дворе, окружающий воздух передал бы тепловую энергию кубам, если бы их температура упала ниже температуры окружающей среды. Обратите внимание, что температура воздуха сначала падает очень быстро, но с каждым падением температуры он выделяет меньше энергии в течение следующего интервала времени, поэтому скорость охлаждения уменьшается. Напротив, вода остывает очень и очень медленно; энергия, которую он излучает, является каплей в море (так сказать) по сравнению с общим количеством энергии во всем кубическом метре, поэтому изменение температуры невелико.
Авторы и права: Дэвид Байс © Государственный университет Пенсильвании имеет лицензию CC BY-NC-SA 4.0
Теплоемкость материала, а также его общая масса и температура говорят нам, сколько тепловой энергии хранится в материале. Например, если у нас есть квадратная ванна, наполненная водой один метр в глубину и один метр по сторонам, то у нас есть один кубический метр воды. Так как плотность воды 1000 кг/м ³ , эта ванна имеет массу 1000 кг. Если температура воды 20 °C (293 °K), затем мы умножаем массу (1000) на теплоемкость (4184) на температуру (293) в °K, чтобы найти, что наш кубический метр воды содержит 1,22e9 (1,2 миллиарда) джоулей энергии. Представьте себе на мгновение два кубических метра материала, один из которых состоит из воды, а другой — из воздуха. Воздух имеет теплоемкость около 700 Дж на кг на К и плотность всего 1,2 кг/м ³ , поэтому его начальная энергия будет равна 700 х 1 х 1,2 х 293 = 246 120 Дж — ничтожная доля тепловой энергии. энергия, запасенная в воде. Если два куба имеют одинаковую температуру, они будут излучать одинаковое количество энергии своими поверхностями в соответствии с описанным выше законом Стефана-Больцмана. Если энергия, потерянная за интервал времени, одинакова, то температура куба воздуха уменьшится намного больше, чем температура воды, и поэтому в следующем интервале времени вода будет излучать больше энергии, чем воздух, но воздух остынет еще больше, поэтому будет излучать меньше энергии. В результате температура водяного куба гораздо стабильнее воздуха — вода меняется гораздо медленнее; он дольше держит температуру. На рисунке выше показаны результаты компьютерной модели, которая отслеживает температуру этих двух кубов.
Подводя итог, можно сказать, что чем выше теплоемкость, тем больше тепловая инерция, а это означает, что сложнее добиться изменения температуры. Эта концепция важна, поскольку Земля состоит из материалов с очень разной теплоемкостью — воды, воздуха и горных пород; они совершенно по-разному реагируют на нагрев и охлаждение.
Теплоемкость некоторых распространенных материалов указана в таблице ниже.
Теплоемкость земных материалов
Вещество Теплоемкость (Джкг ^-1 К ^-1 )
Вода 4184
Лед 2008
Средний камень 2000
Влажный песок (20% воды) 1500
Снег 878
Сухой песок 840
Земли с растительностью 830
Воздух 700
Проверьте свое понимание
‹ Инсоляция вверх Парниковый эффект и глобальный энергетический бюджет ›
Свойства обычных газов/пара и влажного воздуха в зависимости от температуры
Символ универсальной газовой постоянной: Ru = 8,314 Дж/моль. K (0,0831 бар дм3 моль-1 K-1). Удельная теплоемкость, C — количество тепла, необходимое для повышения температуры на 1 К на моль или на кг. Удельная теплоемкость измеряется и сообщается при постоянном давлении ( Cp ) или постоянном объеме (Cv ). Для одноатомных газов Cp=2,5Ru Дж/моль.K и Cv=1,5Ru Дж/моль.K соответственно. Отношение двух удельных теплоемкостей называется коэффициентом адиабаты газа. Символ для коэффициента адиабаты г (гамма) равен 1,667 для всех 90 003 одноатомных 90 004 идеальных газов, таких как He, Ar и Ne. Давление многих обычно используемых технологических газов, если оно не превышает 10 бар, можно считать идеальным, что означает, что отдельные молекулы и атомы не ощущают значительной энергии связи от других молекул или атомов в том же газе.
Удельная теплоемкость изменяется, как показано ниже, в зависимости от количества атомов в молекуле газа. Для двухатомных газов Cp, Cv и g равны 3,5 Ru , 2,5 Ru и 1.4, соответственно. Обратите внимание, как распределение энергии по различным модам вращения для двухатомных газов по сравнению с одноатомными газами добавило 0,5 Ru на моду к удельной теплоемкости газа. Это следствие теоремы о равнораспределении. До сих пор мы только предполагали, что газы имеют низкую температуру, когда колебательная мода еще не доступна. Колебательная мода вносит вдвое больший вклад в теплоемкость, чем поступательная мода, но только если она доступна. Когда включены колебательные моды, например, в твердом теле, расчет удельной теплоемкости непрост. Частоты колебаний (вибрионные моды) охватывают диапазон в твердом теле.
При более низких температурах для поглощения тепла доступны только низкочастотные моды. Отмечено, что для конденсированного вещества экспериментальная теплоемкость приближается к пределу 3Ru = 24,9 Дж/моль. K для простых веществ, таких как простые металлические материалы. Для молекулярных или упорядоченных твердых тел она будет больше, например ~ 6Ru = 49,884 Дж/моль.К для димолекулярных твердых тел. Когда это происходит, можно сделать вывод, что все возможности колебательного режима активны (для поглощения энергии). Для твердые и жидкие вещества, две удельные теплоемкости (Cp и Cv) почти равны (алюминий составляет 24,2 Дж/моль.K , титан составляет 26 Дж/моль.K, а железо составляет 25,1 Дж/моль. К ). Для идеальных газов удельная теплоемкость газа не зависит от температуры. Многие значения удельной теплоемкости, измеренные или рассчитанные для многоатомных атомных конфигураций, зависят от температуры. Свидетельством поведения колебательной энергии в периодических (упорядоченных) твердых телах является то, что коллективные колебательные моды могут принимать энергию только в дискретных количествах, и эти кванты энергии называются фононами (состояниями колебаний решетки). 3 (для конденсированного вещества) при очень низких температурах. Зависимость удельной теплоемкости является линейной при более высоких температурах до достижения предела, когда все колебательные состояния полностью активны (и дальнейшая зависимость от температуры отсутствует). Если должен произойти фазовый переход, удельная теплоемкость при температуре фазового перехода не определяется.
Перейти на страницу моделей Airtorch®                     Перейти на страницу моделей парогенераторов.
Cp=Cv+Ru. Ru равно 8,314 Дж/моль.К (универсальная константа) для всех веществ при выражении в единицах Дж/моль.К . Газовая постоянная R, , зависящая от материала, однако, выраженная в единицах кДж/кг·К, зависит от материала. р равно руб/м, где M – молекулярная масса в молях/кг.
R , газовая постоянная, выраженная в кДж/кг·К для обычных газов, приведена ниже.
Воздух 0,2870 кДж/кг. К
Гидрод 4,1240 кДж/кг.K
Аргрон 0,2081 кДж/кг.k
азот 0,2986 кДж/кг.k
Оксиген 0,2598 KJ/KG.K
STAM69
0,2598 KJ/KG
STAR 0,46115 KSTJ 0,46115. /кг.K
Большинство технологических газов идеальны при высоких температурах и одном атмосферном давлении. Ниже приведена удельная теплоемкость газа при 300К в единицах кДж/кг.К. Удельная теплоемкость не зависит от температуры, если газ действительно идеальный. Обратите внимание, что при низких температурах водород ведет себя больше как одноатомный газ.
Воздух CP = 1,005 кДж/кг.к CV = 0,718 кДж/кг. STP 0,09 кг/м ³
Аргон CP = 0,5203 кДж/кг.k CV = 0,3122 кДж/кг. K Cv=0,6553 кДж/кг. K Плотность при нормальных условиях 1,96 кг/м ³
Азот           Cp=1,0396 кДж/кг.K Cv=0,743 кДж/кг.K    Плотность при STP 1,25 кг/м ³
Кислород             Cp=0,918 кДж/кг.K    Cv=0,658 кДж/кг·м. 4 STP 1 Плотность    ³
Пар               Cp=1,8723 кДж/кг.K Cv=1,4108 кДж/кг.K   – см. таблицы пара.
При стандартной температуре и давлении ИЮПАК (0 °C и 101,325 кПа) плотность сухого воздуха составляет 1,2754 кг/м ³ . При 20 °C и 101,325 кПа плотность сухого воздуха составляет 1,2041 кг/м ^3, т. е. при 70 °F и 14,696 фунт/кв. дюйм абс.; сухой воздух имеет плотность 0,074887 фунтов _м /фут ³ .

Энергия и энтальпия измеряются от базовой температуры. Следовательно, только изменение свойств такого рода поддается измерению. Разница в энтальпии ( H ) составляет DH = масса. (Изменение температуры в Кельвинах). Внутренняя энергия на кг (или удельная внутренняя энергия) обозначается символом u. Энтальпия на кг (или удельная энтальпия) показана символом 9.0003 ч . Изменение внутренней энергии ( U ) составляет DU = Mass. Cv. (Изменение температуры в Кельвинах).

В таблице ниже приведены значения энтальпии на кг (ч), энергии на кг (u) и плотности воздуха при различных температурах, достигаемых с помощью Airtorch™. База ~ 0К.

T Температура воздуха в градусах Цельсия (°C). Для плотности, энтальпии и энергии используйте базу 0K	Изменение энтальпии – ч – (кДж/кг) Может быть рассчитано путем вычитания между ROW CHANGE CHANGE	Изменение внутренней энергии – u – (кДж/кг) IT можно рассчитать путем вычитания между ПЛОТНОСТЬЮ РЯДА	Плотность кг/м3 при соответствующей температуре в градусах Цельсия (°C), указанной в первом столбце
200	200	143	0,7459
300	300	214	0,6158
400	401	286	0,5243
500	503	359	0,4565
600	607	435	0,4042
700	713	512	0,3627
800	822	592	0,3289
900	933	675	0,3008
1000	1046	759	0,2772
1500	1636	1205	0,1553

Обратите внимание, что приведенные выше приблизительные значения должны быть сверены со стандартными текстами перед использованием. Возможны непреднамеренные опечатки.

Щелкните для калькулятора пара

Что такое влажность?

Другие важные свойства жидкости

Другими важными свойствами газа являются динамическая вязкость (определение приведено ниже), кинематическая вязкость и число Прандтля (определение приведено ниже). Для идеального газа они не зависят от температуры. Число Прандтля часто используется в расчетах теплопередачи, свободной и вынужденной конвекции. Это зависит от свойств жидкости. Pr колеблется от 0,7 до 1,0 для обычных технологических газов, а Pr колеблется от 0,001 до 0,03 для простых жидких металлов. Для полярных жидкостей, таких как вода и масла, Pr находится в диапазоне от 1 до 2200 (нижний предел для воды и верхний предел для вязких масел с высокой молекулярной массой). Число Прандтля — это безразмерное число, представляющее собой отношение коэффициента диффузии импульса (кинематической вязкости) и температуропроводности. Это число может, как вы понимаете, дать смысл сравнения вязких и тепловых сил, необходимых для цели, и указать, что переносит поперечную силу к какому носителю теплового (теплового) переноса в молекулярном смысле!

Pr = v / α или Pr = µ c _p / k где ;
c _p = удельная теплоемкость (Дж/кг·К) при постоянном давлении,
k = теплопроводность (Вт/м·К)
μ = абсолютная или динамическая вязкость (кг/мс). Динамическая (или абсолютная) вязкость — это тангенциальная сила на единицу площади, необходимая для перемещения одной горизонтальной плоскости жидкости относительно другой с единичной скоростью при сохранении единичного расстояния друг от друга.
α = температуропроводность (м ² /с)
v = кинематическая вязкость или импульсная диффузия (m ² /с). Кинематическая вязкость – это отношение абсолютной или динамической вязкости к плотности. Кинематическая вязкость может быть получена путем деления абсолютной вязкости жидкости на плотность .
Pr = число Прандтля. (Примечание безразмерное).
Вязкость пара
Скорость потока 0,3 г/мин (~0,3 мл/мин) Преобразование воды
при различных температурах
Постоянное давление при 1 бар с подачей воды г/мин= 0,3
Температура (°C) Удельный объем v (м3/кг) Объемный расход (мл/мин) (пар)
100
1,6959
509
150
1,9367
581
200
2. 1724
652
250
2.4062
722
300
2,6389
792
400
3.1027
931
500
3,5655
1070
600
4.0279
1208
700
4.4900
1347
800
4,9519
1486
900
5. 4137
1624
1000
5,8755
1763
1100
6.3372
1901
1200
6,7988
2040
1300
7.2605
2178

Уравнения для физических свойств влажного воздуха

Давление водяного пара

Водяной пар оказывает давление на стенки сосуда. В закрытом сосуде, частично заполненном водой, водяной пар будет находиться в пространстве над водой. Концентрация водяного пара зависит только от температуры. Он не зависит от количества воды и лишь в незначительной степени зависит от давления воздуха в контейнере. Приведенные ниже эмпирические уравнения дают хорошее приближение к давлению водяного пара насыщения при температурах в пределах земного климата.

Давление насыщенного пара, ps, в паскалях:
p s = 610,78 *exp( t / ( t + 238,3 ) *17,2694 )
где t

градусов Цельсия можно скорректировать после использования приведенного выше уравнения, таким образом:

ps лед = -4,86 + 0,855*ps + 0,000244*ps2
Следующая формула дает прямой результат для давления насыщенного пара над льдом:
ps лед = exp( -6140,4 / ( 273 + t ) + 28,916 )
паскаля единица давления в СИ = ньютон/м2. Атмосферное давление составляет около 100 000 Па (стандартное атмосферное давление определяется как 101 300 Па).
Концентрация водяного пара
Связь между давлением пара и концентрацией определяется для любого газа уравнением:
p = nRT/V
p — давление в Па, V — объем в кубических метрах, T — температура в градусах Кельвина (градусы Цельсия + 273,16), n — количество газа, выраженное в молярной массе (0,018 кг в случае воды), R — газовая постоянная: 8,31 Дж/моль . K
Чтобы преобразовать давление водяного пара в концентрацию в кг/м3: ( кг / 0,018 ) / V = p / RT
кг/м3 = 0,002166 *p / ( t + 273,16 )    , где
4
p — фактическое давление пара
Относительная влажность
Относительная влажность (RH) — это отношение фактического давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара при преобладающей температуре.
RH = p/p s
RH обычно выражается в процентах, а не в дробях.
RH — это коэффициент. Он не определяет содержание воды в воздухе, если не указана температура. Причина, по которой относительная влажность так часто используется при консервации, заключается в том, что большинство органических материалов имеют равновесное содержание воды, которое в основном определяется относительной влажностью и лишь незначительно зависит от температуры.
Обратите внимание, что воздух не участвует в определении относительной влажности. Воздух является переносчиком водяного пара в атмосфере и системах кондиционирования воздуха, поэтому фраза «ОВ воздуха» широко используется и иногда вводит в заблуждение. Безвоздушное пространство может иметь ОВ. Независимость ОВ от атмосферного давления на земле не важна. Тем не менее, он имеет некоторое отношение к расчетам, касающимся перевозки произведений искусства по воздуху и консервации путем сушки вымораживанием.
Точка росы
Содержание водяного пара в воздухе часто указывается как точка росы. Это температура, до которой необходимо охладить воздух, прежде чем на нем конденсируется роса. При этой температуре фактическое содержание водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного водяного пара. Точка росы обычно рассчитывается по относительной влажности. Первый вычисляет p с, давление насыщенного пара при температуре окружающей среды. Фактическое давление водяного пара, p a, равно:
p a = p s * RH% / 100
Следующим шагом является расчет температуры, при которой p a будет насыщением. давление газа. Это означает выполнение приведенного выше уравнения для получения давления насыщенного пара из температуры в обратном порядке:
Пусть w = ln (p a / 610,78)
4 – w )
Этот расчет часто используется для оценки вероятности образования конденсата на окнах, а также внутри стен и крыш увлажненных зданий.
Точку росы также можно измерить напрямую, охлаждая зеркало до тех пор, пока оно не запотеет. Затем RH определяется соотношением.
RH = 100 * ps точка росы /ps окружающая среда
Концентрация водяного пара в воздухе
Иногда удобно указывать концентрацию водяного пара в кг/кг сухого воздуха. Это используется в расчетах кондиционирования воздуха и упоминается на психрометрических диаграммах. Следующие расчеты концентрации водяного пара в воздухе применяются на уровне земли.
Сухой воздух имеет молярную массу 0,029 кг. Он плотнее водяного пара с молярной массой 0,018 кг. Следовательно, влажный воздух легче сухого воздуха . Если общее атмосферное давление равно P, а давление водяного пара равно p, то парциальное давление компонента сухого воздуха равно P – p. Весовое соотношение двух компонентов, водяного пара и сухого воздуха, составляет:
кг водяного пара/кг сухого воздуха = 0,018 *p/(0,029*(P-p))
= 0,62*p/(P-p). )
При комнатной температуре, P – p почти равно P, который на уровне земли близок к 100 000 Па, поэтому приблизительно:
кг водяного пара/кг сухого воздуха = 0,62 *10-5 *p
Тепловые свойства влажного воздуха
Управление теплопередачей может использоваться для контроля высыхания и увлажнения материалов во время консервационной обработки. В основе психрометрии и многих других микроклиматических явлений лежит передача тепла от воздушного потока к влажной поверхности, которая выделяет водяной пар в воздушный поток, одновременно охлаждая его. Теплосодержание, обычно называемое энтальпия воздуха, повышается с увеличением содержания воды. Это скрытое тепло, называемое инженерами по кондиционированию воздуха скрытым теплом, должно подаваться или отводиться для изменения относительной влажности воздуха даже при постоянной температуре. Это относится к консерваторам.
Энтальпия сухого воздуха неизвестна. Воздух при нуле градусов Цельсия равен , определяемому как , имеющему нулевую энтальпию. Энтальпия в кДж/кг при любой температуре t от 0 до 60°С приблизительно равна:
h = 1,007 t – 0,026    ниже нуля: h = 1,005t
Энтальпия жидкой воды также иногда определяется как равная нулю при нуле градусов Цельсия. Превращение жидкой воды в пар при той же температуре требует значительного количества тепловой энергии: 2501 кДж/кг при 0°С.
При температуре t, теплосодержание водяного пара составляет:
hw = 2501 + 1,84 t
Обратите внимание, что водяной пар после образования также требует больше тепла, чем сухой воздух, для дальнейшего повышения его температуры: 1,84 кДж/кг. С против примерно одного k Дж/кг.C для сухого воздуха.
Энтальпия влажного воздуха, кДж/кг, равна:
ч = (1,007*t – 0,026) + г*(2501 + 1,84*t) влажности) в кг/кг сухого воздуха

Психрометр
Окончательная формула в этом сборнике — это психрометрическое уравнение . Психрометр — это самый близкий к абсолютному метод измерения относительной влажности, в котором когда-либо нуждается консерватор. Он более надежен, чем электронные устройства, поскольку зависит от калибровки термометров или датчиков температуры, которые намного надежнее электрических датчиков относительной влажности. Единственным ограничением психрометра является то, что его трудно использовать в ограниченном пространстве (не потому, что его нужно вращать, а потому, что он выделяет водяной пар).
Психрометр, или термометр с влажным и сухим термометром, реагирует на относительную влажность воздуха следующим образом:
Ненасыщенный воздух испаряет воду из влажного фитиля. Теплота, необходимая для испарения воды в воздушный поток, берется из него, который охлаждается при соприкосновении с влажной поверхностью, тем самым охлаждая термометр под ней. Достигается равновесная температура влажной поверхности, примерно посередине между температурой окружающей среды и температурой точки росы.
Способность воздуха поглощать воду пропорциональна разнице между мольной долей ma водяного пара в окружающем воздухе и мольной долей mw водяного пара в насыщенном воздухе на влажной поверхности. Именно эта способность уносить водяной пар снижает температуру до tw, температуры влажного термометра, от температуры окружающей среды ta : 9.0071 (mw – ma) = B(ta-tw)
B – константа, числовое значение которой может быть получено теоретически с помощью довольно сложной физики (см. ссылку ниже).
Концентрация водяного пара выражается здесь как мольная доля в воздухе, а не как давление пара. Воздух участвует в психрометрическом уравнении, потому что он приносит тепло, необходимое для испарения воды с влажной поверхности. Таким образом, константа B зависит от общего давления воздуха P. Однако мольная доля m представляет собой просто отношение давления пара p к общему давлению P: p/P. Давление воздуха одинаково как для окружающего воздуха, так и для воздуха, контактирующего с влажной поверхностью, поэтому постоянная B может быть изменена на новое значение A, которое включает давление, что позволяет заменить молярные доли соответствующими давлениями паров. :
pw – pa= A* ( tatw)
Относительная влажность (как уже определено) представляет собой отношение pa, фактического давления водяного пара в воздухе, верхних частей и давления насыщенного водяного пара при температуре окружающей среды.
RH% = 100 *pa/ ps = 100 *( pw – ( ta- tw) * 63) / ps
Когда влажный термометр замерзает, константа изменяется на
9
06
Психрометрическая константа взята из: R.G.Wylie & T. Lalas, «Точные коэффициенты психрометра для мокрых и покрытых льдом цилиндров в ламинарных поперечных потоках воздуха», в Moisture and Humidity 1985 , опубликовано Американским обществом приборостроения, стр. 37–56. Эти значения немного ниже общепринятых. Существуют таблицы и логарифмические линейки для расчета ОВ по психрометру, но для этой работы удобен программируемый калькулятор. Или нажмите на калькулятор.
Калькулятор удельной теплоемкости + формула (уравнение C = Q /(m ⨉ ΔT))
по
Удельная теплоемкость — это, по сути, мера того, насколько трудно нагревают различных материала. Чтобы рассчитать удельную теплоемкость (C) любого вещества, вам понадобится формула удельной теплоемкости (уравнение, если хотите).
Далее вы также найдете калькулятор удельной теплоемкости : Просто подставьте Q (тепловая энергия) , m (масса) и ΔT (разность температур) , и калькулятор будет динамически рассчитывать удельную теплоемкость для вас. Вот как выглядит калькулятор удельной теплоемкости (скриншот):
Пример для расчета: 20 000 Дж тепла нагреют 12 кг вещества на 20°К. Какая удельная теплоемкость? 83,33 Дж/кг×К. Вы можете найти этот калькулятор далее; он будет динамически и автоматически рассчитывать удельную теплоемкость.
Сначала рассмотрим формулу удельной теплоемкости. Это довольно простая формула, которую может использовать каждый. В конце приведем также удельные теплоемкости воздуха, воды и некоторых других веществ. Мы также решим несколько простых примеров расчета удельной теплоемкости. Давайте посмотрим на пример, чтобы проиллюстрировать, что на самом деле говорит нам удельная теплоемкость:
Пример: Воздух при комнатной температуре имеет удельную теплоемкость 1012 Дж/кг×К. Вода при комнатной температуре имеет удельную теплоемкость 4181 Дж/кг×К. Это означает, что нам нужно примерно в 4 раза больше тепла, чтобы нагреть килограмм воды, чем килограмм воздуха.
Удельная теплоемкость определяется как количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 кг вещества на 1 К. Чаще всего для этого мы используем единицы СИ (Дж = Джоули, кг = килограммы, К = градусы Кельвина).
Мы можем аккуратно подставить все эти числа в следующую формулу:
Формула удельной теплоемкости
Удельная теплоемкость обозначается C (C для емкости). Вот уравнение для расчета удельной теплоемкости C:
C = Q ÷ (m×ΔT)
Довольно просто, правда?
Q — это количество тепла, которое мы подводим к веществу. Может быть 1 Дж, 40 Дж или даже 50 000 Дж, любое количество Джоулей.
м — это масса вещества, которое мы нагреваем. Вы можете нагреть 1 кг вещества, 20 кг или даже 10 г вещества, подходит любой вес.
ΔT — это разница температур между начальной и конечной температурами, и она всегда измеряется не в градусах Фаренгейта (°F), не в градусах Цельсия (°C), а в кельвинах (K). Пример: если мы нагреем воду с 68°F или 20°C (это 293K) до 158°F или 70°C (это 343K), разница температур составит 343K – 293K = 50K.
Вот простой пример: допустим, нам нужно 6000 Дж тепла, чтобы нагреть 3 кг вещества на 10К. Вот как мы рассчитываем удельную теплоемкость, используя приведенное выше уравнение;
C = 6000 Дж ÷ (3 кг × 10 К) = 200 Дж/кг × К
Формула удельной теплоемкости говорит нам, что удельная теплоемкость (C) этого вещества составляет 200 Дж/кг × К.
Чтобы еще больше упростить задачу, вы можете использовать этот калькулятор
Калькулятор удельной теплоемкости
По сути, вы просто вводите Q, m и ΔT, и калькулятор автоматически вычисляет удельную теплоемкость. Конечно, вы также можете немного поиграть с цифрами.

С помощью этого калькулятора вы можете просто определить, какова удельная теплоемкость вещества без необходимости все вычислять самостоятельно.
Рассмотрим удельные теплоемкости некоторых распространенных газов, жидкостей и твердых тел:
Таблица удельной теплоемкости
Вещество: Фаза (газ, жидкость, твердое вещество): Удельная теплоемкость (Дж/кг×К)
Воздух при комнатной температуре Газ 1012 Дж/кг×К
Аргон (Ar) Газ 520,3 Дж/кг×К
Двуокись углерода (CO2) Газ 839 Дж/кг×К
Гелий (Не) Газ 5193,2 Дж/кг×К
Водород (h3) Газ 14 300 Дж/кг×К
Сероводород (h3S) Газ 1015 Дж/кг×К
Метан при 275K (Ch5) Газ 2191/кг×K
Азот (N2) Газ 1040 Дж/кг×К
Неон (Ne) Газ 1030,1 Дж/кг×К
Кислород (O2) Газ 918 Дж/кг×К
Аммиак (Nh4) Жидкость 4700 Дж/кг×К
Этанол (Ch4Ch3OH) Жидкость 2440 Дж/кг×К
Бензин Жидкость 2220 Дж/кг×К
Меркурий Жидкость 139,5 Дж/кг×К
Метанол (Ch4OH) Жидкость 2140 Дж/кг×К
Вода при 25 °C Жидкость 4181,3 Дж/кг×К
Алюминий (Al) Твердый 897 Дж/кг×К
Сурьма Твердый 207 Дж/кг×К
Мышьяк Твердый 328 Дж/кг×К
Бериллий Твердый 1820 Дж/кг×К
Кадмий Твердый 231 Дж/кг×К
Хром Твердый 449 Дж/кг×К
Медь Твердый 385 Дж/кг×К
Алмаз Твердый 509,1 Дж/кг×К
Стекло Твердый 840 Дж/кг×К
Золото Твердый 129 Дж/кг×К
Гранит Твердый 790 Дж/кг×К
Графит Твердый 710 Дж/кг×К
Железо Твердый 412 Дж/кг×К
Свинец Твердый 129 Дж/кг×К
Литий Твердый 3580 Дж/кг×К
Магний Твердый 1020 Дж/кг×К
Полиэтилен Твердый 2302,7 Дж/кг×К
Силикагель Твердый 703 Дж/кг×К
Серебро Твердый 233 Дж/кг×К
Натрий Твердый 1230 Дж/кг×К
Сталь Твердый 466 Дж/кг×К
Олово Твердый 227 Дж/кг×К
Титан Твердый 528 Дж/кг×К
Уран Твердый 116 Дж/кг×К
Асфальт Твердый 920 Дж/кг×К
Кирпич Твердый 840 Дж/кг×К
Бетон Твердый 880 Дж/кг×К
Гипс Газ 1090 Дж/кг×К
Песок Газ 835 Дж/кг×К
Почва Газ 800 Дж/кг×К
Если у вас есть какие-либо вопросы об удельной теплоемкости, вы можете использовать комментарии ниже, и мы постараемся помочь вам, чем сможем.
Содержание
Калькулятор удельной теплоемкости
Этот калькулятор удельной теплоемкости представляет собой инструмент, который определяет теплоемкость нагретого или охлажденного образца. Удельная теплоемкость – это количество тепловой энергии, которое необходимо передать образцу массой 1 кг, чтобы повысить его температуру на 1 К . Читайте дальше, чтобы узнать, как правильно применить формулу теплоемкости, чтобы получить достоверный результат.
💡 Этот калькулятор работает по-разному, поэтому вы также можете использовать его, например, для расчета количества тепла, необходимого для изменения температуры (если вы знаете удельную теплоемкость). Если вам нужно достичь изменения температуры в определенное время, используйте наш калькулятор мощности для нагрева, чтобы узнать требуемую мощность. Чтобы найти удельную теплоемкость из сложного эксперимента, калориметрический калькулятор может значительно ускорить расчеты.
Предпочитаете смотреть , а не читать? Узнайте все, что вам нужно, за 90 секунд с помощью этого видео , которое мы сделали для вас :
<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/_-v5FhTnc5A?rel=0&showinfo=0″ loading=”lazy”>
Как рассчитать удельную теплоемкость
Определите, хотите ли вы нагреть образец (придать ему тепловую энергию) или охладить его ( отнять часть тепловой энергии).
Введите количество подаваемой энергии в виде положительного значения. Если вы хотите охладить образец, введите вычитаемую энергию как отрицательное значение. Например, предположим, что мы хотим уменьшить тепловую энергию образца на 63 000 Дж. Тогда Ом = -63 000 Дж .
Определите разницу температур между начальным и конечным состоянием образца и введите ее в калькулятор теплоемкости. Если образец охладить, то разница будет отрицательной, а если подогреть – положительной. Допустим, мы хотим охладить образец на 3 градуса. Тогда ΔT = -3 K . Вы также можете перейти в расширенный режим , чтобы ввести начальное и конечное значения температуры вручную.
Определите массу образца. Будем считать м = 5 кг .
Рассчитайте удельную теплоемкость как c = Q / (mΔT) . В нашем примере она будет равна с = -63 000 Дж/(5 кг * -3 К) = 4 200 Дж/(кг·К) . Это типичная теплоемкость воды.
Если у вас возникли проблемы с единицами измерения, не стесняйтесь использовать наши калькуляторы преобразования температуры или веса.
Формула теплоемкости
Формула удельной теплоемкости выглядит так:
c = Q / (mΔT)
Q – количество подведенного или отведенного тепла (в джоулях), m – масса образца, ΔT – разница между начальной и конечной температурами. Теплоемкость измеряется в Дж/(кг·К).
Типовые значения удельной теплоемкости
Вам не нужно использовать калькулятор теплоемкости для большинства распространенных веществ. Значения удельной теплоемкости для некоторых из наиболее популярных из них перечислены ниже.
лед: 2 100 Дж/(кг·K)
вода: 4 200 Дж/(кг·K)
водяной пар: 2000 Дж/(кг·K)
базальт: 840 Дж/(кг·K)
гранит: 790 Дж/(кг·K)
алюминий: 890 Дж/(кг·K)
железо: 450 Дж/(кг·K)
медь: 380 Дж/(кг·K)
свинец: 130 Дж/(кг·К)
Имея эту информацию, вы также можете рассчитать, сколько энергии вам нужно передать образцу, чтобы повысить или понизить его температуру. Например, вы можете проверить, сколько тепла вам нужно, чтобы довести до кипения кастрюлю с водой, чтобы приготовить макароны.
Хотите знать, что на самом деле означает результат? Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы проверить, насколько высоко вы поднимете образец с таким количеством энергии. Или проверьте, как быстро может двигаться образец, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать удельную теплоемкость?
Найдите начальную и конечную температуру, а также массу образца и подведенную энергию.
Вычтите из конечной и начальной температуры, чтобы получить изменение температуры (ΔT).
Умножьте изменения температуры на массу образца.
Разделите подведенное тепло/энергию на продукт.
Формула C = Q / (ΔT ⨉ m) .
Что такое удельная теплоемкость при постоянном объеме?
Удельная теплоемкость – это количество тепла или энергии, необходимое для изменения одной единицы массы вещества постоянного объема на 1 °C . Формула: Cv = Q / (ΔT ⨉ m) .
Какова формула удельной теплоемкости?
Формула удельной теплоемкости Кл вещества с массой m : Кл = Q /(m ⨉ ΔT) . Где Q — добавленная энергия, а ΔT — изменение температуры. Удельная теплоемкость при различных процессах, таких как постоянный объем, Cv и постоянное давление, Cp , связаны друг с другом отношением удельных теплоемкостей, ɣ= Cp/Cv , или газовая постоянная R = Cp-Cv .
В каких единицах измеряется удельная теплоемкость?
Удельная теплоемкость измеряется в Дж/кг К или Дж/кг С , так как это количество тепла или энергии, необходимое в процессе постоянного объема для изменения температуры вещества единицы массы на 1°С или 1° К.
Каково значение удельной теплоемкости воды?
Удельная теплоемкость воды равна 4179 Дж/кг K , количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 кельвин.
Какие британские единицы измерения удельной теплоемкости?
Удельная теплоемкость измеряется в БТЕ/фунт °F в имперских единицах и в Дж/кг·К в единицах СИ.
Каково значение удельной теплоемкости меди?
Удельная теплоемкость меди 385 Дж/кг K . Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагревания 100 г меди на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,1 * 385 * 5 = 192,5 Дж.
Каково значение удельной теплоемкости меди? алюминий?
Удельная теплоемкость алюминия 897 Дж/кг K . Это значение почти в 2,3 раза превышает удельную теплоемкость меди. Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 500 г алюминия на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,5 * 897 * 5 = 2242,5 Дж.
Psychrometrics – Swegon North America
› Технологии ОВКВ | Основы Свойства влажного воздуха Пизхрометрические процессы Писхрометрические расчеты
Основы
Психрометрия – это изучение свойств и процессов сухого воздуха и водяного пара. Психрометрия показывает, какие изменения необходимо внести в воздух, чтобы сделать его комфортным для пассажиров, и сколько работы (энергии) потребуется для внесения изменений. Это основа всех систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).
азот 78,0600%
Кислород 20,9500%
Ксенон 0,0009%
углекислый газ 0,0380%
Krypton 0,0100%
Helium 0,0005%
Hydrogen 0,0001%
NELON 0,0018%
% AIRTER AIRTER AIRTER AIRTER AIRTER AIMAE AIMARE AIMAER. Сухой воздух ведет себя как идеальный газ в соответствии с классическим законом идеального газа:
pV=NRT
Где:
P= давление
V = объем
N = количество газа
R = постоянная идеального газа
T = температура
Добавление водяного пара в воздух оказывает огромное влияние, хотя количество водяного пара (по массе) очень мало. Например, воздух при температуре 75°F и относительной влажности 50% содержит 0,923% водяного пара по массе. Такая большая разница заключается в том, что водяной пар может изменять состояние (конденсироваться из газа в жидкость) при типичных условиях в помещении, и скрытая энергия для изменения состояния значительна.
Подробнее
Влажность
Влажность — один из 5 ключевых параметров, определяющих комфорт пассажиров. Влажность также является свойством, которое можно рассчитать с помощью психрометрии и которое обсуждается здесь. В документе Swegon Humidity Research рассматривается роль влажности в антропогенной среде.
Подробнее
Свойства влажного воздуха
Психрометрическая диаграмма для уровня моря [получить более новую версию диаграммы]
Температура по сухому термометру (db) прогноз погоды. Это ключевой параметр теплового комфорта. Температура измеряется в ° F (° C). Он показывает, насколько быстро движутся молекулы воздуха и водяного пара. Добавление явного тепла к воздуху повысит температуру по сухому термометру, а удаление явного тепла понизит температуру по сухому термометру.
На психрометрической диаграмме температуры по сухому термометру показаны вертикальными линиями. Движение вправо на графике показывает увеличение температуры по сухому термометру, а перемещение влево показывает снижение температуры по сухому термометру.
Относительная влажность (RH)
Относительная влажность (RH) — еще одно распространенное свойство воздуха, указанное в прогнозе погоды, а также ключевой параметр теплового комфорта. Это отношение количества водяного пара в воздухе к тому, сколько водяного пара воздух может удерживать при данной температуре по сухому термометру. Дается в процентах. Чтобы получить свойства воздуха 75 ° F и 50% относительной влажности, это означает, что воздух имеет температуру 75 ° F по сухому термометру и содержит 50% всего воздуха с водяным паром, который он может удерживать при 75 ° F.
Теплый воздух может содержать гораздо больше водяного пара, чем холодный. Например, воздух при температуре 95°F и относительной влажности 50% содержит в два раза больше водяного пара, чем воздух при температуре 75°F и относительной влажности 50% по массе.
На психрометрической диаграмме линии правой руки показаны изогнутыми линиями. Перемещение вправо по диаграмме показывает уменьшение относительной влажности, а перемещение влево показывает увеличение относительной влажности, при этом изогнутая линия на левом краю диаграммы представляет 100% относительной влажности или насыщенный воздух (воздух больше не может удерживать влагу).
Коэффициент влажности (HR)
Коэффициент влажности (HR) – это отношение массы водяного пара к массе сухого воздуха, которое выражается в единицах веса воды/фунтов сухого воздуха или в фунтах воды/фунтах сухого воздуха (кг воды/кг сухого воздуха). Обратите внимание, что граны — это единица массы, и в фунте содержится 7000 гранов. Отношение влажности показывает, сколько молекул воды относится к количеству молекул воздуха. Изменение температуры воздуха не повлияет на соотношение влажности.
Воздух при температуре 75°F и относительной влажности 50% содержит 64,6 г воды на фунт сухого воздуха. Если этот воздух охладить до 55,5°F, коэффициент влажности по-прежнему будет составлять 64,6 г/фунт (в нем такое же количество молекул воды, как и до охлаждения), но относительная влажность поднялась до 98,6% – это почти насыщение.
На психрометрической диаграмме линии отношения влажности расположены горизонтально. Движение вверх по диаграмме показывает увеличение коэффициента влажности, а перемещение вниз показывает уменьшение коэффициента влажности.
Точка росы (DP)
Точка росы — еще одно свойство, тесно связанное с погодой. Она выражается в виде температуры в °F (°C). Это самая низкая температура воздуха для определенного количества водяного пара, прежде чем произойдет конденсация.
Точка росы для воздуха с температурой 75°F и содержанием 64,6 г воды на фунт воздуха составляет 55,2°F. Если этот воздух охладить с 75°F до 55,2°F, он будет на 100% насыщен и будет иметь 100% относительную влажность. Для дальнейшего охлаждения воздуха потребуется некоторое количество водяного пара для конденсации, что, в свою очередь, означает, что воздух должен отдать скрытую теплоту испарения для воды, которая составляет 1065 БТЕ / фунт воды (2256 кДж / кг).
В зависимости от погодных условий воздух, нагретый в течение дня, обогащается водяным паром. Когда воздух ночью охлаждается, он может достичь температуры точки росы. По мере того, как температура продолжает падать, вода конденсируется в виде росы на растениях и траве или в виде тумана (мельчайшие капельки воды, плавающие в воздухе – облако на уровне земли).
В системах HVAC охлаждение воздуха ниже его температуры точки росы — это то, как большинство систем осушает воздух. Охлаждающий змеевик охлаждает воздух до тех пор, пока на змеевике не образуется конденсат, который уносится в поддон для конденсата.
Линии точки росы обычно не отображаются на психрометрической диаграмме. Если бы они были добавлены, они были бы горизонтальными, как линии соотношения влажности, но они не расположены равномерно. Движение вверх по диаграмме показывает увеличение точки росы, а движение вниз показывает уменьшение точки росы.
Температура по влажному термометру (wb)
Трудно объяснить, что такое температура по влажному термометру с точки зрения человеческого опыта. Технически это температура водяного пара при адиабатическом насыщении, которая выражается в °F (°C). Его легче оценить, если учесть, как его традиционно измеряли. Колба термометра вставлена в ватный тампон, смоченный водой. Он вращается в течение нескольких секунд. Когда вода испаряется из хлопка, ее температура понижается до температуры «влажного термометра».
После того, как были измерены температуры по влажному и сухому термометрам, можно было рассчитать остальные свойства воздуха (на самом деле нелегко измерить относительную влажность, относительную влажность, точку росы и т. д. в полевых условиях).
На психрометрической диаграмме линии влажного шарика расположены по диагонали . Движение вверх по диаграмме показывает увеличение температуры по влажному термометру, а движение вниз показывает снижение температуры по влажному термометру.
Энтальпия
Энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии (u) + энергии рабочего процесса (P*v) как для водяного пара, так и для сухого воздуха. Измеряется в БТЕ/фунт (кДж/кг)
H = u+P x v
Где
h = энтальпия
U = внутренняя энергия
P = давление
v = удельный объем
Чтобы изменить свойства воздуха, необходимо совершить над ним работу (нагреть его). , охладить и т.д.). Это изменит его энтальпию. Изменение энтальпии является рабочей нагрузкой на оборудование для отопления и охлаждения HVAC, поэтому, хотя уровень энтальпии не является частью человеческого опыта, он имеет решающее значение для проектирования системы HVAC.
Энтальпия воздуха при температуре 95°F и относительной влажности 50% составляет 42,4 БТЕ/фунт. Если воздух охлаждается до 75°F и относительной влажности 50%, энтальпия падает до 28,1 БТЕ/фунт. Система HVAC должна быть спроектирована так, чтобы удалять 14,3 БТЕ из каждого фунта воздуха, который необходимо охладить.
На психрометрической диаграмме линии энтальпии диагональны, но не точно параллельны линиям влажного термометра. Движение вверх по диаграмме показывает увеличение энтальпии, а движение вниз показывает уменьшение энтальпии.
Удельный объем
Удельный объем – это объем сухого воздуха на единицу массы. Измеряется как фут³/фунт сухого воздуха (м³/кг сухого воздуха). При нагревании воздух расширяется, и его удельный объем увеличивается. Удельный объем является обратной плотностью.
На психрометрической диаграмме линии удельного объема диагональны, но не параллельны линиям влажного термометра или линиям энтальпии. Движение вверх по диаграмме показывает увеличение удельного веса, а движение вниз показывает уменьшение удельного объема.
Высота над уровнем моря
При изменении атмосферного давления изменяются все свойства воздуха. Увеличение высоты понизит давление воздуха и изменит свойства. Психрометрические диаграммы создаются для определенного барометрического давления. Большинство основано на уровне моря, но обычно используются карты для высоты 5000 футов. Когда используются приложения или программное обеспечение, очень важно отрегулировать высоту в соответствии с местоположением.
Психометрические процессы
Понимание психрометрии позволяет разработчику определить, какие свойства воздуха необходимо изменить, чтобы получить свойства, обеспечивающие приемлемый температурный комфорт. Психрометрия также позволяет дизайнеру понять, какие процессы необходимо применить к воздуху, чтобы добиться необходимых изменений, таких как нагрев. Охлаждение и т. д. Понимание необходимых процессов является основой проектирования системы HVAC. Ниже показаны общие психрометрические процессы, используемые при проектировании систем HVAC.
Нагрев воздуха

Нагрев воздуха является наиболее распространенным решением для обеспечения теплового комфорта. Змеевики с горячей водой и паром, электрические нагреватели, змеевики с хладагентом теплового насоса, прямое и косвенное газовое отопление — все это распространенные способы добавления тепла к воздуху.
Охлаждающий воздух
<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/XnurevbeK1w?feature=oembed” frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=””>
Охлаждение воздуха обычно осуществляется с помощью змеевиков с охлажденной водой или хладагентом (DX). В большинстве мест охлаждающий воздух образует конденсат, поэтому змеевики размещают над поддоном для сбора конденсата, чтобы собрать воду и направить ее в канализацию.
Осушение (охлаждение с подогревом)

В большинстве процессов осушения используется сочетание охлаждения и последующего нагрева. Воздух проходит через охлаждающее устройство, а затем какое-либо нагревательное устройство. Многие энергетические кодексы требуют, чтобы источник тепла использовал какую-либо форму отходящего тепла, например повторный нагрев горячего газа из системы охлаждения или повторный нагрев воды конденсатора из системы с охлажденной водой. Также можно осушать воздух с помощью химических процессов, таких как энтальпийные роторы.
Изотермическое увлажнение

Для изотермического увлажнения требуется парогенератор, который кипятит воду перед подачей на воздух. Это энергоемкий процесс, в котором используется электричество, природный газ или пар от котельной.
Адиабатическое увлажнение

В адиабатических увлажнителях используются различные технологии для воздействия жидкой воды на воздушный поток, чтобы вода могла испаряться в нем. Это включает в себя бытовые увлажнители подушечного типа, испарительные среды и специальные форсунки для рассеивания жидкой воды в виде как можно более мелких капель (распыление) для увеличения площади поверхности.
Испарительное охлаждение

В системах прямого испарительного охлаждения вода подается через среду, через которую проходит воздух, и испаряется в воздушный поток. Косвенное испарительное охлаждение использует тот же модуль, но в потоке отработанного воздуха для охлаждения отработанного воздуха. Затем холодный отработанный воздух используется для охлаждения первичного воздуха с помощью устройства рекуперации энергии, такого как ротор. Непрямое испарительное охлаждение менее эффективно, но позволяет избежать воздействия на первичный воздушный поток потенциально грязного источника воды.
Смешивание воздушных потоков

Смешивание воздушных потоков обычно осуществляется в смесительной камере вентиляционной установки. Два потока смешают свои психрометрические свойства.
Рекуперация воздуха в воздух с ощутимой энергией

Устройства рекуперации воздуха с ощутимой энергией могут передавать тепло от одного (более горячего) воздушного потока к другому (более холодному) воздушному потоку. Их часто называют «вентиляторами с рекуперацией тепла» или HRV). Чаще всего они используются для предварительной подготовки вентиляционного воздуха. Общие типы включают в себя разумный ротор, пластины, тепловые трубки и петли. В большинстве случаев требуется, чтобы два воздушных потока располагались рядом, но в петле кругового движения воздушные потоки могут быть разделены.
Рекуперация энтальпийной энергии
<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/6MD-0twq8KM?feature=oembed” frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=””>
Энтальпия или полная энергия воздуха в устройства рекуперации воздуха могут передавать как явную, так и скрытую (влажность) энергию из одного воздушного потока в другой воздушный поток. Их часто называют «вентиляторами с рекуперацией энергии» или ERV. Чаще всего они используются для предварительной подготовки вентиляционного воздуха. Общие типы включают энтальпийный ротор и энтальпийные пластины.
Психометрические расчеты
Психрометрические расчеты можно использовать для расчета работы, которую необходимо совершить над воздухом, чтобы изменить его свойства до желаемого состояния. Энергия воздуха представляет собой сумму явного тепла и скрытого тепла.
QT = QS + QL
Где
QT = Полная энергия/время в БТЕ/ч (кВт)
QS = Явная энергия/время в БТЕ/ч (кВт)
QL = Скрытая энергия/время в БТЕ /ч (кВт)
В большинстве расчетов HVAC используется объемный расход воздуха (т. е. куб. фут/мин или л/с), а не массовый расход. Когда изменения температуры невелики, допустимо использование объемного, а не массового расхода, поскольку плотность воздуха (0,075 фунта/фут3) меняется незначительно. Однако в холодном климате диапазон температур наружного и комнатного воздуха может составлять 100°F, что соответствует изменению плотности на 20 %. Вентиляционная установка, которая нагревает воздух до 100 ° F, имеет 100 кубических футов в минуту, входящих в устройство, и 120 кубических футов в минуту, выходящих зимой. Летом (когда перепады температур невелики) на входе и выходе из агрегата 100 м3/мин. Требуется коррекция плотности.
То же самое относится и к высоте, где плотность населения в Денвере (высота 500 футов) на 14 % меньше, чем на уровне моря. Опять же, это уравнение должно быть скорректировано по плотности.
Следующие три общих уравнения можно использовать вместе с психрометрическими свойствами для расчета нагрузок на оборудование HVAC для достижения желаемых изменений. Изучив, как выводятся уравнения, их можно правильно применять.
Явная теплопередача
Явная теплопередача основана на удельной теплоемкости воздуха и водяного пара. Удельная теплоемкость воздуха составляет приблизительно 0,24 БТЕ/фунт°F, а водяного пара — 0,45 БТЕ/фунт°F. Однако в воздухе по массе содержится менее 1 % водяного пара, поэтому в приведенном ниже уравнении удельная теплоемкость игнорируется.
Q _S = mc _p (T ₂ -T ₁ )
Q _S = ρc _p V(T ₂ -T ₁ )
Q _S =   0.075 lb/ft ³ x 60min/h x 0.24 Btu/lb°F x V (T ₂ -T ₁ )
Q _S = 1.08 x cfm x (T ₂ – T ₁ )
Где
Q _S = Скорость передачи явной энергии в БТЕ/ч (кВт)
m = Массовый расход в фунтах/ч (кг/ч)
V = объемный расход воздуха в кубических футах в минуту (л/с)
ρ = плотность воздуха в фунтах/футах ³ (кг/м ³ )
c _{p Btu/lb°F (Дж/кг°C)}
T ₂ -T ₁ = Изменение температуры в °F (°C)
Скрытая передача энергии
Скрытая теплопередача основана на скрытой теплоте конденсации водяного пара. Хотя во влажном воздухе по массе содержится всего около 1% водяного пара, энергия, связанная с изменением состояния из жидкого в газообразное или наоборот, значительна. Скрытая теплота испарения (или конденсации) изменяется в зависимости от температуры, но для диапазонов температур HVAC 1065 Bth/lb является хорошим средним значением.
Q _L = M _A H _V (ɯ ₂ -ɯ ₁)
Q _L = ρ ч _В В (ɯ ₂ -ρ ч _В В.
Q _L = 0,075 фунт/фут ³ x 60min/H x 1065 BTU/LB x 1/7000 Gr/LB x V (ɯ ₂ -ɯ ₁)
Q _L = = )
Q _L = = 0,68 x V x ( Ɯ ₂ – Ɯ ₁ )
Где
Q _L = Скорость передачи скрытой энергии в БТЕ/ч (кВт)
M _a = Массовый расход воздуха в фунтах/ч (кг/ч)
V = Объемный расход воздуха в кубических футах в минуту (л/с)
ρ = плотность воздуха в фунтах/футах ³ (кг/м ³ )
h _v = Скрытая теплота испарения воды в БТЕ/фунт (кДж/кг)
Ɯ _{25 2 Ɯ ₁ = Изменение отношения влажности в г/фунт _a (кг _w /кг _a )}
Суммарная передача энергии
Полная передача энергии представляет собой сумму передачи явной и скрытой энергии.
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Рубрики
Вентиляц
Вентиляция
Воздуховод
Воздуховоды
Кондиционер
Кондиционеры
Нормы
Разное
Решетк
Решетки
Система вентиляции
Советы
Советы по выбору
Схема
Схемы
Фанкойла
Чиллер
Автор: ООО Приоритет-Пермь 2019 © Все права защищены.
Карта сайта

ООО Приоритет-ПермьОфициальный сайт

Советы по выбору
Кондиционеры
Вентиляция
Воздуховоды
Схемы