Колко килограма въздух има в 1 m3. Какво е плътност на въздуха и на какво е равна при нормални условия? Въздушно тегло и фактори, които го влияят

Основното физични свойствавъздух: плътност на въздуха, неговия динамичен и кинематичен вискозитет, специфичен топлинен капацитет, топлопроводимост, топлопроводимост, число на Прандтл и ентропия. Свойствата на въздуха са дадени в таблици в зависимост от температурата при нормално атмосферно налягане.

Плътност на въздуха в зависимост от температурата

Представена е подробна таблица на стойностите на плътността на сухия въздух при различни температури и нормално атмосферно налягане. Каква е плътността на въздуха? Плътността на въздуха може да се определи аналитично, като масата му се раздели на обема, който заема.при определени условия (налягане, температура и влажност). Можете също така да изчислите неговата плътност, като използвате формулата на уравнението на състоянието на идеалния газ. За да направите това, трябва да знаете абсолютно наляганеи температурата на въздуха, както и неговата газова константа и моларен обем. Това уравнение ви позволява да изчислите сухата плътност на въздуха.

На практика, за да разберете каква е плътността на въздуха при различни температури, удобно е да използвате готови таблици. Например дадената таблица със стойности на плътност атмосферен въздухв зависимост от температурата му. Плътността на въздуха в таблицата е изразена в килограми на кубичен метър и е дадена в температурния диапазон от минус 50 до 1200 градуса по Целзий при нормално атмосферно налягане (101325 Pa).

При 25°C въздухът има плътност 1,185 kg/m3.При нагряване плътността на въздуха намалява - въздухът се разширява (специфичният му обем се увеличава). При повишаване на температурата, например до 1200°C, се постига много ниска плътност на въздуха, равна на 0,239 kg/m 3, което е 5 пъти по-малко от стойността му при стайна температура. Като цяло намаляването по време на нагряване позволява да се осъществи процес като естествена конвекция и се използва, например, в аеронавтиката.

Ако сравним плътността на въздуха спрямо , тогава въздухът е с три порядъка по-лек - при температура 4°C плътността на водата е 1000 kg/m3, а плътността на въздуха е 1,27 kg/m3. Също така е необходимо да се отбележи плътността на въздуха при нормални условия. Нормални условия за газове са тези, при които тяхната температура е 0°C и налягането е равно на нормалното атмосферно налягане. Така, според таблицата, плътността на въздуха при нормални условия (при NL) е 1,293 kg/m 3.

Динамичен и кинематичен вискозитет на въздуха при различни температури

При извършване на топлинни изчисления е необходимо да се знае стойността на вискозитета на въздуха (коефициент на вискозитет) при различни температури. Тази стойност е необходима за изчисляване на числата на Reynolds, Grashof и Rayleigh, чиито стойности определят режима на потока на този газ. Таблицата показва стойностите на динамичните коефициенти μ и кинематичен ν вискозитет на въздуха в температурния диапазон от -50 до 1200°C при атмосферно налягане.

Коефициентът на вискозитет на въздуха се увеличава значително с повишаване на температурата.Например, кинематичният вискозитет на въздуха е равен на 15,06 10 -6 m 2 / s при температура 20 ° C, а с повишаване на температурата до 1200 ° C вискозитетът на въздуха става равен на 233,7 10 -6 m 2 /s, тоест се увеличава 15,5 пъти! Динамичният вискозитет на въздуха при температура 20°C е 18,1·10 -6 Pa·s.

Когато въздухът се нагрява, стойностите на кинематичния и динамичния вискозитет се увеличават. Тези две величини са свързани помежду си чрез плътността на въздуха, чиято стойност намалява, когато този газ се нагрява. Увеличаването на кинематичния и динамичния вискозитет на въздуха (както и на други газове) при нагряване е свързано с по-интензивни вибрации на въздушните молекули около тях равновесно състояние(по МКТ).

Забележка: Бъдете внимателни! Вискозитетът на въздуха е даден на степен 10 6 .

Специфичен топлинен капацитет на въздуха при температури от -50 до 1200°C

Представена е таблица на специфичния топлинен капацитет на въздуха при различни температури. Топлинният капацитет в таблицата е даден при постоянно налягане (изобарен топлинен капацитет на въздуха) в температурния диапазон от минус 50 до 1200°C за въздух в сухо състояние. Какъв е специфичният топлинен капацитет на въздуха? Специфичният топлинен капацитет определя количеството топлина, което трябва да се достави на един килограм въздух при постоянно налягане, за да се повиши температурата му с 1 градус. Например, при 20°C, за нагряване на 1 kg от този газ с 1°C в изобарен процес са необходими 1005 J топлина.

Специфичният топлинен капацитет на въздуха се увеличава с повишаване на температурата.Зависимостта на масовия топлинен капацитет на въздуха от температурата обаче не е линейна. В диапазона от -50 до 120°C стойността му практически не се променя - при тези условия средният топлинен капацитет на въздуха е 1010 J/(kg deg). Според таблицата може да се види, че температурата започва да има значителен ефект от стойност от 130°C. Въпреки това, температурата на въздуха влияе много по-малко върху неговия специфичен топлинен капацитет, отколкото неговия вискозитет. Така при нагряване от 0 до 1200°C топлинният капацитет на въздуха нараства само 1,2 пъти - от 1005 до 1210 J/(kg deg).

Трябва да се отбележи, че топлинният капацитет влажен въздухпо-високо от сухо. Ако сравним въздуха, очевидно е, че водата има по-висока стойност и съдържанието на вода във въздуха води до увеличаване на специфичния топлинен капацитет.

Топлопроводимост, топлопроводимост, число на Прандтл за въздух

Таблицата представя такива физични свойства на атмосферния въздух като топлопроводимост, коефициент на топлопроводимост и неговото число на Прандтл в зависимост от температурата. Термофизичните свойства на въздуха са дадени в диапазона от -50 до 1200°C за сух въздух. Според таблицата се вижда, че посочените свойства на въздуха зависят значително от температурата и температурна зависимостРазглежданите свойства на този газ са различни.

Въпреки че не усещаме въздуха около нас, въздухът не е нищо. Въздухът е смес от газове: азот, кислород и др. И газовете, подобно на други вещества, се състоят от молекули и следователно имат тегло, макар и малко.

Експериментите могат да се използват, за да се докаже, че въздухът има тегло. В средата на пръчка с дължина около шестдесет сантиметра ще закрепим въже и ще завържем две еднакви в двата края балон. Нека окачим пръчката на връв и да видим, че виси хоризонтално. Ако сега пробиете един от надутите балони с игла, въздухът ще излезе от него и краят на пръчката, за която е бил вързан, ще се издигне нагоре. Ако пробиете втората топка, пръчката отново ще заеме хоризонтално положение.

Това се случва, защото в надутия балон има въздух. по-стегнати, и следователно по-тежкиотколкото този около него.

Колко тежи въздухът зависи от това кога и къде се претегля. Теглото на въздуха над хоризонтална равнина е Атмосферно налягане. Както всички обекти около нас, въздухът също е обект на гравитация. Именно това придава на въздуха тегло, равно на 1 кг на квадратен сантиметър. Плътността на въздуха е около 1,2 kg/m 3, т.е. куб със страна 1 m, пълен с въздух, тежи 1,2 kg.

Въздушен стълб, издигащ се вертикално над Земята, се простира на няколкостотин километра. Това означава, че въздушен стълб с тегло около 250 kg притиска човек, стоящ изправен, върху главата и раменете му, чиято площ е приблизително 250 cm 2!

Не бихме могли да издържим такава тежест, ако тя не се противопоставяше на същото налягане в тялото ни. Следният опит ще ни помогне да разберем това. Ако опънете лист хартия с две ръце и някой го натисне с пръст от едната страна, резултатът ще бъде същият - дупка в хартията. Но ако натиснете два показалеца на едно и също място, но от различни страни, нищо няма да се случи. Натискът от двете страни ще бъде еднакъв. Същото се случва с налягането на въздушния стълб и противоналягането вътре в нашето тяло: те са равни.

Между другото...

В ежедневието, когато претегляме нещо, ние го правим във въздуха и затова пренебрегваме теглото му, тъй като теглото на въздуха във въздуха е нула. Например, ако претеглим празна стъклена колба, ще считаме получения резултат за теглото на колбата, пренебрегвайки факта, че тя е пълна с въздух. Но ако колбата се затвори и целият въздух се изпомпва от нея, ще получим съвсем различен резултат...

Физика на всяка стъпка Перелман Яков Исидорович

Колко тежи въздухът в стаята?

Можете ли да кажете поне приблизително колко тежи въздухът във вашата стая? Няколко грама или няколко килограма? Можете ли да вдигнете такъв товар с един пръст или едва бихте могли да го задържите на раменете си?

Сега може би вече няма хора, които да смятат, както са вярвали древните, че въздухът не тежи нищо. Но дори и сега много хора няма да могат да кажат колко тежи определен обем въздух.

Не забравяйте, че литрова чаша въздух със същата плътност, каквато има наблизо земната повърхностпри нормална стайна температура тежи около 1,2 г. Тъй като един кубичен метър съдържа 1 хиляда литра, един кубичен метър въздух тежи хиляда пъти повече от 1,2 г, а именно 1,2 кг. Сега не е трудно да се отговори на зададения по-рано въпрос. За да направите това, просто трябва да разберете колко кубически метра има в стаята ви и тогава ще се определи теглото на въздуха, съдържащ се в него.

Нека стаята е с площ 10 м2 и височина 4 м. В такава стая има 40 кубически метра въздух, което тежи четиридесет пъти по 1,2 кг. Това ще бъде 48 кг.

Така че дори в такава малка стая въздухът тежи малко по-малко от вас. Трудно бихте изнесли такъв товар на плещите си. А въздухът на двойно по-просторна стая, натоварен на гърба, може да те смаже.