Gustina i specifična zapremina vlažnog vazduha. Kolika je težina zraka i faktori koji na nju utiču?

Mnogi će se možda iznenaditi činjenicom da zrak ima određenu težinu različitu od nule. Tačnu vrijednost ove težine nije tako lako odrediti, jer na nju u velikoj mjeri utiču faktori kao npr hemijski sastav, vlažnost, temperaturu i pritisak. Pogledajmo pobliže pitanje koliko zraka teži.

Šta je vazduh

Prije nego što odgovorite na pitanje koliko zraka teži, potrebno je razumjeti šta je ova tvar. Vazduh je gasovita ljuska koja postoji oko naše planete, a koja je homogena mešavina raznih gasova. Vazduh sadrži sledeće gasove:

  • azot (78,08%);
  • kiseonik (20,94%);
  • argon (0,93%);
  • vodena para (0,40%);
  • ugljični dioksid (0,035%).

Pored gore navedenih gasova, u vazduhu su u minimalnim količinama prisutni i neon (0,0018%), helijum (0,0005%), metan (0,00017%), kripton (0,00014%), vodonik (0,00005%), amonijak ( 0,0003%).

Zanimljivo je napomenuti da se ove komponente mogu razdvojiti kondenzacijom vazduha, odnosno prevođenjem u tečno stanje povećanjem pritiska i smanjenjem temperature. Kako svaka komponenta vazduha ima svoju temperaturu kondenzacije, na ovaj način je moguće izolovati sve komponente od vazduha, što se i koristi u praksi.

Težina zraka i faktori koji na nju utiču

Šta vas sprečava da tačno odgovorite na pitanje koliko je težak kubni metar vazduha? Naravno, postoji niz faktora koji mogu u velikoj meri uticati na ovu težinu.

Prvo, ovo je hemijski sastav. Gore navedeni podaci odnose se na sastav čistog zraka, međutim, trenutno je ovaj zrak na mnogim mjestima na planeti jako zagađen, pa će shodno tome i njegov sastav biti drugačiji. Da, blizu veliki gradovi zrak sadrži više ugljičnog dioksida, amonijaka i metana nego zrak u ruralnim područjima.

Drugo, vlažnost, odnosno količina vodene pare sadržane u atmosferi. Što je zrak vlažniji, to je manje težine, pod jednakim uvjetima.

Treće, temperatura. Ovo je jedan od važni faktori, što je njegova vrijednost niža, to je veća gustina zraka i, shodno tome, veća je njegova težina.

četvrto, atmosferski pritisak, što direktno odražava broj molekula zraka u određenom volumenu, odnosno njegovu težinu.

Da bismo razumjeli kako kombinacija ovih faktora utječe na težinu zraka, dajmo jednostavan primjer: masa jednog metra kubnog suhog zraka na temperaturi od 25 ° C, koji se nalazi blizu površine zemlje, iznosi 1,205 kg, ako smatramo sličan volumen zraka u blizini površine mora na temperaturi od 0 ° C, tada će njegova masa već biti jednaka 1,293 kg, odnosno povećat će se za 7,3%.

Promjena gustine zraka s visinom

Kako se visina povećava, tlak zraka opada, a njegova gustina i težina se shodno tome smanjuju. Atmosferski vazduh pri pritiscima uočenim na Zemlji, može se, u prvoj aproksimaciji, smatrati idealnim gasom. To znači da su vazdušni pritisak i gustina međusobno matematički povezani kroz jednadžbu stanja idealan gas: P = ρ*R*T/M, gde je P pritisak, ρ je gustina, T je temperatura u kelvinima, M je molarna masa vazduha, R je univerzalna gasna konstanta.

Iz gornje formule možete dobiti formulu za zavisnost gustine vazduha od visine, uzimajući u obzir da se pritisak menja po zakonu P = P 0 +ρ*g*h, gde je P 0 pritisak na površini Zemlje, g je ubrzanje slobodan pad, h - visina. Zamjenom ove formule za pritisak u prethodni izraz i izražavanjem gustine dobijamo: ρ(h) = P 0 *M/(R*T(h)+g(h)*M*h). Koristeći ovaj izraz, možete odrediti gustinu zraka na bilo kojoj nadmorskoj visini. Shodno tome, težina vazduha (pravilnije bi bilo reći masa) određena je formulom m(h) = ρ(h)*V, gde je V data zapremina.

U izrazu za zavisnost gustine od nadmorske visine može se primetiti da temperatura i gravitaciono ubrzanje takođe zavise od visine. Posljednju ovisnost možemo zanemariti ako govorimo o visinama ne većim od 1-2 km. Što se tiče temperature, njena zavisnost od visine dobro je opisana sledećim empirijskim izrazom: T(h) = T 0 -0,65*h, gde je T 0 temperatura vazduha blizu zemljine površine.

Kako ne bismo stalno izračunavali gustinu za svaku nadmorsku visinu, u nastavku dajemo tabelu zavisnosti glavnih karakteristika vazduha od nadmorske visine (do 10 km).

Koji je vazduh najteži

Uzimajući u obzir glavne faktore koji određuju odgovor na pitanje koliko zraka teži, možete razumjeti koji će zrak biti najteži. Ukratko, hladan vazduh je uvek teži od toplog, jer je gustina potonjeg manja, a suvi vazduh teži od vlažnog vazduha. Posljednju tvrdnju je lako razumjeti, jer je 29 g/mol, a molarna masa molekula vode 18 g/mol, odnosno 1,6 puta manja.

Određivanje težine vazduha pod datim uslovima

Sada da riješimo konkretan problem. Odgovorimo na pitanje koliko je težak zrak, koji zauzima zapreminu od 150 litara, na temperaturi od 288 K. Uzmimo u obzir da je 1 litar hiljaditi dio kubnog metra, odnosno 1 litar = 0,001 m 3. Što se tiče temperature od 288 K, ona odgovara 15 ° C, odnosno tipična je za mnoga područja naše planete. Zatim morate odrediti gustinu zraka. To možete učiniti na dva načina:

  1. Izračunajte koristeći gornju formulu za visinu od 0 metara nadmorske visine. U ovom slučaju dobijena vrijednost je ρ = 1,227 kg/m 3
  2. Pogledajte gornju tabelu koja je napravljena na osnovu T 0 = 288,15 K. Tabela sadrži vrijednost ρ = 1,225 kg/m 3.

Dakle, imamo dva broja koja se međusobno dobro slažu. Mala razlika je zbog greške od 0,15 K u određivanju temperature, a takođe i zbog činjenice da vazduh još uvek nije idealan, već pravi gas. Stoga ćemo za dalje proračune uzeti prosjek dvije dobijene vrijednosti, odnosno ρ = 1,226 kg/m 3.

Sada, koristeći formulu za odnos između mase, gustine i zapremine, dobijamo: m = ρ*V = 1,226 kg/m 3 * 0,150 m 3 = 0,1839 kg ili 183,9 grama.

Također možete odgovoriti koliko je težak litar zraka pod datim uvjetima: m = 1,226 kg/m3 * 0,001 m3 = 0,001226 kg ili otprilike 1,2 grama.

Zašto ne osetimo da nas vazduh pritiska?

Koliko je težak 1 m3 vazduha? Nešto više od 1 kilograma. Cijela atmosferska tablica naše planete vrši pritisak na osobu svojom težinom od 200 kg! Ovo je prilično velika masa zraka koja bi čovjeku mogla uzrokovati mnogo problema. Zašto to ne osetimo? Ovo se objašnjava sa dva razloga: prvo, unutar same osobe postoji i unutrašnji pritisak, koji se suprotstavlja spoljašnjem atmosferskom pritisku, i drugo, vazduh, budući da je gas, vrši pritisak u svim pravcima podjednako, odnosno pritisci u svim pravcima uravnotežuju svaki ostalo.

Glavni fizička svojstva vazduh: gustina vazduha, njegov dinamički i kinematički viskozitet, specifični toplotni kapacitet, toplotna provodljivost, toplotna difuzivnost, Prandtlov broj i entropija. Svojstva vazduha su data u tabelama u zavisnosti od temperature pri normalnom atmosferskom pritisku.

Gustina zraka u zavisnosti od temperature

Prikazana je detaljna tabela vrijednosti gustine suhog zraka pri različitim temperaturama i normalnom atmosferskom tlaku. Kolika je gustina vazduha? Gustoća zraka se može analitički odrediti dijeljenjem njegove mase sa zapreminom koju zauzima. pod datim uslovima (pritisak, temperatura i vlažnost). Također možete izračunati njegovu gustinu koristeći formulu jednadžbe stanja idealnog plina. Da biste to uradili, morate znati apsolutni pritisak i temperaturu vazduha, kao i njegovu gasnu konstantu i molarni volumen. Ova jednadžba vam omogućava da izračunate suhu gustoću zraka.

u praksi, da saznamo kolika je gustina vazduha na različitim temperaturama, zgodno je koristiti gotove tablice. Na primjer, donja tabela prikazuje gustinu atmosferskog zraka u zavisnosti od njegove temperature. Gustina vazduha u tabeli je izražena u kilogramima po kubnom metru i data je u temperaturnom opsegu od minus 50 do 1200 stepeni Celzijusa pri normalnom atmosferskom pritisku (101325 Pa).

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

Na 25°C, zrak ima gustinu od 1,185 kg/m3. Kada se zagrije, gustoća zraka se smanjuje - zrak se širi (poveća se njegov specifični volumen). Povećanjem temperature, na primjer na 1200°C, postiže se vrlo niska gustina zraka, jednaka 0,239 kg/m 3, što je 5 puta manje od njegove vrijednosti na sobnoj temperaturi. Općenito, redukcija tokom grijanja omogućava da se odvija proces kao što je prirodna konvekcija i koristi se, na primjer, u aeronautici.

Ako uporedimo gustinu vazduha u odnosu na , tada je vazduh lakši za tri reda veličine - na temperaturi od 4°C, gustina vode je 1000 kg/m3, a gustina vazduha je 1,27 kg/m3. Takođe je potrebno obratiti pažnju na gustinu vazduha na normalnim uslovima. Normalni uslovi za gasove su oni pri kojima je njihova temperatura 0°C, a pritisak jednak normalnom atmosferskom pritisku. Dakle, prema tabeli, gustina vazduha u normalnim uslovima (na NL) je 1,293 kg/m 3.

Dinamička i kinematička viskoznost zraka pri različitim temperaturama

Prilikom izvođenja termičkih proračuna potrebno je znati vrijednost viskoznosti zraka (koeficijent viskoznosti) na različitim temperaturama. Ova vrijednost je potrebna za izračunavanje Reynoldsovih, Grashofovih i Rayleighovih brojeva, čije vrijednosti određuju režim protoka ovog plina. U tabeli su prikazane vrijednosti dinamičkih koeficijenata μ i kinematičke ν viskoznost vazduha u temperaturnom opsegu od -50 do 1200°C pri atmosferskom pritisku.

Koeficijent viskoznosti vazduha značajno raste sa porastom temperature. Na primer, kinematička viskoznost vazduha je jednaka 15,06 10 -6 m 2 /s na temperaturi od 20°C, a sa porastom temperature na 1200°C, viskoznost vazduha postaje jednaka 233,7 10 -6 m 2 /s, odnosno povećava se 15,5 puta! Dinamički viskozitet vazduha na temperaturi od 20°C iznosi 18,1·10 -6 Pa·s.

Kada se zrak zagrije, povećavaju se vrijednosti i kinematičke i dinamičke viskoznosti. Ove dvije veličine su povezane jedna s drugom kroz gustinu zraka, čija vrijednost opada kada se ovaj plin zagrije. Povećanje kinematičke i dinamičke viskoznosti zraka (kao i drugih plinova) pri zagrijavanju povezano je s intenzivnijim vibracijama molekula zraka oko njih. stanje ravnoteže(prema MKT).

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

Napomena: Budite oprezni! Viskoznost vazduha je data na stepen od 10 6 .

Specifični toplotni kapacitet vazduha na temperaturama od -50 do 1200°C

Prikazana je tabela specifičnog toplotnog kapaciteta zraka pri različitim temperaturama. Toplotni kapacitet u tabeli je dat pri konstantnom pritisku (izobarični toplotni kapacitet vazduha) u temperaturnom opsegu od minus 50 do 1200°C za suvi vazduh. Koliki je specifični toplotni kapacitet vazduha? Specifični toplotni kapacitet određuje količinu toplote koja se mora dostaviti jednom kilogramu vazduha pod konstantnim pritiskom da bi se njegova temperatura povećala za 1 stepen. Na primjer, na 20°C, za zagrijavanje 1 kg ovog plina za 1°C u izobaričnom procesu, potrebno je 1005 J topline.

Specifični toplotni kapacitet vazduha raste sa porastom temperature. Međutim, ovisnost masenog toplinskog kapaciteta zraka o temperaturi nije linearna. U rasponu od -50 do 120°C, njegova vrijednost se praktično ne mijenja - u ovim uvjetima prosječni toplinski kapacitet zraka iznosi 1010 J/(kg deg). Prema tabeli, vidi se da temperatura počinje da ima značajan uticaj od vrednosti od 130°C. Međutim, temperatura zraka utječe na njegov specifični toplinski kapacitet mnogo manje od njegovog viskoziteta. Dakle, kada se zagreje od 0 do 1200°C, toplotni kapacitet vazduha raste samo 1,2 puta – sa 1005 na 1210 J/(kg deg).

Treba napomenuti da je toplinski kapacitet vlažnog zraka veći od toplotnog kapaciteta suhog zraka. Ako uporedimo zrak, očito je da voda ima veću vrijednost, a sadržaj vode u zraku dovodi do povećanja specifičnog toplinskog kapaciteta.

Specifični toplotni kapacitet vazduha pri različitim temperaturama - tabela
t, °S C p , J/(kg stepeni) t, °S C p , J/(kg stepeni) t, °S C p , J/(kg stepeni) t, °S C p , J/(kg stepeni)
-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

Toplotna provodljivost, toplotna difuzivnost, Prandtlov broj vazduha

U tabeli su prikazana fizička svojstva atmosferskog vazduha kao što su toplotna provodljivost, toplotna difuzivnost i njegov Prandtlov broj u zavisnosti od temperature. Termofizička svojstva vazduha data su u rasponu od -50 do 1200°C za suvi vazduh. Iz tabele se vidi da navedena svojstva vazduha značajno zavise od temperature i temperaturna zavisnost Razmatrana svojstva ovog gasa su različita.

Iako ne možemo osjetiti zrak oko sebe, zrak nije ništa. Vazduh je mešavina gasova: azota, kiseonika i drugih. I plinovi, kao i druge tvari, sastoje se od molekula, pa stoga imaju težinu, iako malu.

Eksperimenti se mogu koristiti da se dokaže da vazduh ima težinu. U sredini štapa dugačkog šezdesetak centimetara učvrstićemo konopac, a na oba kraja vezati dva ista balon. Objesimo štap za konac i vidimo da visi vodoravno. Ako sada jedan od naduvanih balona probušite iglom, iz njega će izaći zrak, a kraj štapa za koji je bio vezan dići će se gore. Ako probušite drugu kuglicu, štap će ponovo zauzeti horizontalni položaj.



To se dešava zato što u naduvanom balonu ima vazduha. čvršće, i stoga teže nego onaj oko njega.

Koliko vazduha teži zavisi od toga kada i gde se vaga. Težina vazduha iznad horizontalne ravni je atmosferski pritisak. Kao i svi objekti oko nas, i vazduh je podložan gravitaciji. To je ono što zraku daje težinu koja je jednaka 1 kg po kvadratnom centimetru. Gustoća zraka je oko 1,2 kg/m 3, odnosno kocka sa stranicom od 1 m ispunjena zrakom teži 1,2 kg.

Stub zraka koji se vertikalno uzdiže iznad Zemlje proteže se nekoliko stotina kilometara. To znači da stub vazduha težine oko 250 kg pritiska osobu koja stoji uspravno, na glavi i ramenima, čija je površina približno 250 cm 2!

Ne bismo mogli izdržati takvu težinu da joj se ne odupre isti pritisak unutar našeg tijela. Sljedeće iskustvo će nam pomoći da to shvatimo. Ako objema rukama razvučete list papira i neko ga pritisne prstom s jedne strane, rezultat će biti isti - rupa na papiru. Ali ako pritisnete dva kažiprsta na isto mjesto, ali sa različitih strana, ništa se neće dogoditi. Pritisak na obje strane će biti isti. Ista stvar se dešava sa pritiskom vazdušnog stuba i protivpritiskom unutar našeg tela: oni su jednaki.



Vazduh ima težinu i pritišće naše tijelo sa svih strana.
Ali ne može nas zdrobiti, jer je protivpritisak tela jednak spoljašnjem.
Jednostavan eksperiment koji je gore prikazan čini ovo očiglednim:
ako pritisnete prstom na list papira s jedne strane, pokidat će se;
ali ako pritisnete s obje strane, to se neće dogoditi.

usput...

U svakodnevnom životu, kada nešto vagamo, radimo to u vazduhu, pa stoga zanemarujemo njegovu težinu, jer je težina vazduha u vazduhu nula. Na primjer, ako vagamo praznu staklenu tikvicu, dobijeni rezultat smatrat ćemo težinom tikvice, zanemarujući činjenicu da je ispunjena zrakom. Ali ako se boca zatvori i sav zrak se ispumpa iz nje, dobit ćemo potpuno drugačiji rezultat...

Gustina vazduha je fizička količina, karakterizira specifičnu težinu zraka na prirodni uslovi ili masa gasa u Zemljinoj atmosferi po jedinici zapremine. Vrijednost gustine zraka je funkcija visine mjerenja, njegove vlažnosti i temperature.

Za standard gustine vazduha uzima se 1,29 kg/m3, što se računa kao omjer njegove molarna masa(29 g/mol) do molarne zapremine koja je ista za sve gasove (22,413996 dm3), što odgovara gustini suvog vazduha na 0°C (273,15°K) i pritisku od 760 mm Hg (101325 Pa) na nivo mora (odnosno pod normalnim uslovima).

Nedavno su informacije o gustini vazduha dobijene indirektno posmatranjem polarna svjetla, širenje radio talasa, meteori. Od svog osnivanja umjetni sateliti Gustoća vazduha na Zemlji počela je da se izračunava zahvaljujući podacima dobijenim njihovim kočenjem.

Druga metoda je promatranje širenja umjetnih oblaka natrijeve pare stvorenih vremenskim raketama. U Evropi je gustina vazduha na površini Zemlje 1,258 kg/m3, na visini od pet km - 0,735, na visini od dvadeset km - 0,087, na visini od četrdeset km - 0,004 kg/m3.

Postoje dvije vrste gustine zraka: masa i težina ( specifična težina).

Gustina težine određuje težinu 1 m3 zraka i izračunava se po formuli γ = G/V, gdje je γ gustina težine, kgf/m3; G je težina zraka, mjerena u kgf; V je zapremina vazduha, merena u m3. Utvrđeno je da 1 m3 zraka na standardni uslovi (barometarski pritisak 760 mmHg, t=15°C) teži 1.225 kgf, na osnovu toga, gustina težine (specifična težina) 1 m3 vazduha jednaka je γ = 1,225 kgf/m3.

To treba uzeti u obzir težina vazduha je promenljiva veličina i varira u zavisnosti od raznih uslova kao npr geografska širina i sila inercije koja se javlja kada se Zemlja rotira oko svoje ose. Na polovima je težina zraka 5% veća nego na ekvatoru.

Gustoća vazdušne mase je masa 1 m3 vazduha, označena grčkim slovom ρ. Kao što znate, tjelesna težina je konstantna veličina. Jedinicom mase smatra se masa utega iridida platine, koji se nalazi u Međunarodnoj komori za tegove i mjere u Parizu.

Gustina vazdušne mase ρ se izračunava po sledećoj formuli: ρ = m / v. Ovdje je m masa zraka, mjerena u kg×s2/m; ρ je njegova masena gustina, mjerena u kgf×s2/m4.

Gustoća mase i težine vazduha zavise od: ρ = γ / g, gde je g koeficijent gravitacionog ubrzanja jednak 9,8 m/s². Iz toga slijedi da je masena gustina zraka u standardnim uvjetima 0,1250 kg × s2/m4.

Kako se barometarski pritisak i temperatura mijenjaju, mijenja se i gustina zraka. Na osnovu Boyle-Marriottovog zakona, što je veći pritisak, veća je i gustina vazduha. Međutim, kako pritisak opada sa visinom, tako se smanjuje i gustina vazduha, što unosi svoja prilagođavanja, usled čega zakon vertikalnih promena pritiska postaje složeniji.

Jednačina koja izražava ovaj zakon promjene tlaka s visinom u atmosferi koja miruje naziva se osnovna jednačina statike.

Navodi da se sa povećanjem nadmorske visine pritisak menja naniže i kada se diže na istu visinu, pad pritiska je veći, što je više više snage gravitacije i gustine vazduha.

Promjene u gustini zraka igraju važnu ulogu u ovoj jednačini. Kao rezultat toga, možemo reći da što se više uzdignete, to će manji pritisak pasti kada se podignete na istu visinu. Gustoća vazduha zavisi od temperature na sledeći način: u toplom vazduhu pritisak opada manje intenzivno nego u hladnom, dakle za istu količinu jednake visine na toplom vazdušna masa pritisak je veći nego na hladnom.

Sa promjenjivim vrijednostima temperature i tlaka, gustina mase zraka se izračunava po formuli: ρ = 0,0473xB / T. Ovdje je B barometarski pritisak, mjeren u mm žive, T je temperatura zraka, mjerena u Kelvinima .

Kako odabrati, prema kojim karakteristikama, parametrima?

Šta je industrijski odvlaživač zraka komprimirani zrak? Pročitajte o tome, najzanimljivije i najrelevantnije informacije.

Koje su trenutne cijene ozonoterapije? O tome ćete saznati u ovom članku:
. Recenzije, indikacije i kontraindikacije za terapiju ozonom.

Gustina je također određena vlažnošću zraka. Prisustvo vodenih pora dovodi do smanjenja gustoće zraka, što se objašnjava niskom molarnom masom vode (18 g/mol) na pozadini molarne mase suhog zraka (29 g/mol). Vlažan vazduh se može smatrati mešavinom idealnih gasova, u svakom od kojih kombinacija gustina omogućava da se dobije potrebna vrednost gustine njihove mešavine.

Ova vrsta interpretacije omogućava određivanje vrijednosti gustoće sa nivoom greške manjim od 0,2% u temperaturnom rasponu od -10 °C do 50 °C. Gustoća zraka vam omogućava da dobijete vrijednost njegovog sadržaja vlage, koji se izračunava dijeljenjem gustine vodene pare (u gramima) sadržane u zraku s gustinom suhog zraka u kilogramima.

Osnovna jednadžba statike ne dozvoljava nam da rješavamo stalno nastajuće praktične probleme u realnim uvjetima promjenjive atmosfere. Stoga se rješava pod različitim pojednostavljenim pretpostavkama koje odgovaraju stvarnim realnim uvjetima postavljanjem niza parcijalnih pretpostavki.

Osnovna jednadžba statike omogućava da se dobije vrijednost vertikalnog gradijenta pritiska, koji izražava promjenu tlaka pri usponu ili spuštanju po jedinici visine, odnosno promjenu tlaka po jedinici vertikalne udaljenosti.

Umjesto vertikalnog gradijenta, često koriste njegovu inverznu vrijednost - nivo tlaka u metrima po milibaru (ponekad postoji i zastarjela verzija izraza "gradijent tlaka" - barometarski gradijent).

Mala gustina vazduha određuje nizak otpor kretanju. Mnoge kopnene životinje su u toku evolucije iskoristile ekološke prednosti ovog svojstva vazdušnog okruženja, zbog čega su stekle sposobnost letenja. 75% svih vrsta kopnenih životinja sposobno je za aktivan let. Uglavnom su to insekti i ptice, ali ima i sisara i gmizavaca.

Video na temu "Određivanje gustine vazduha"

DEFINICIJA

Atmosferski vazduh je mješavina mnogih plinova. Vazduh ima složen sastav. Njegove glavne komponente mogu se podijeliti u tri grupe: konstantne, varijabilne i nasumične. Prvi uključuju kiseonik (sadržaj kiseonika u vazduhu je oko 21% zapremine), azot (oko 86%) i tzv. inertne gasove (oko 1%).

Sadržaj komponente praktično ne zavisi gde globus uzet je uzorak suvog vazduha. U drugu grupu spadaju ugljen dioksid (0,02 - 0,04%) i vodena para (do 3%). Sadržaj nasumičnih komponenti zavisi od lokalnih uslova: u blizini metalurških postrojenja, primetne količine sumpor-dioksida se često mešaju u vazduh, na mestima gde se razlažu organski ostaci - amonijak itd. Pored raznih gasova, vazduh uvek sadrži više ili manje prašine.

Gustina vazduha je količina jednaka masi gas u Zemljinoj atmosferi podeljen sa jedinicom zapremine. Zavisi od pritiska, temperature i vlažnosti. Postoji standardna vrednost za gustinu vazduha - 1,225 kg/m 3, što odgovara gustini suvog vazduha na temperaturi od 15 o C i pritisku od 101330 Pa.

Znajući iz iskustva masu litre vazduha u normalnim uslovima (1,293 g), možemo izračunati molekulsku težinu koju bi vazduh imao da je pojedinačni gas. Pošto gram molekula bilo kog gasa zauzima zapreminu od 22,4 litara u normalnim uslovima, prosečna molekulska težina vazduha je jednaka

22,4 × 1,293 = 29.

Ovaj broj - 29 - treba zapamtiti: znajući ga, lako je izračunati gustinu bilo kojeg plina u odnosu na zrak.

Gustina tečnog vazduha

Kada se dovoljno ohladi, vazduh prelazi u tečno stanje. Tečni vazduh se može dosta dugo čuvati u posudama sa dvostrukim zidovima, iz prostora između kojih se vazduh ispumpava da bi se smanjio prenos toplote. Slične posude se koriste, na primjer, u termozama.

Slobodno isparava na normalnim uslovima tečni vazduh ima temperaturu od oko (-190 o C). Njegov sastav nije konstantan, jer dušik lakše isparava od kisika. Kako se dušik uklanja, boja tekućeg zraka mijenja se od plavičaste do blijedoplave (boja tekućeg kisika).

U tečnom vazduhu, etil alkohol, dietil etar i mnogi gasovi lako se pretvaraju u čvrste materije. Ako se, na primjer, ugljični dioksid propušta kroz tekući zrak, pretvara se u bijele pahuljice slične po izgledu. izgled na sneg. Živa uronjena u tečni vazduh postaje tvrda i savitljiva.

Mnoge tvari hlađene tekućim zrakom dramatično mijenjaju svoja svojstva. Tako, žljeb i lim postaju toliko krhki da se lako pretvaraju u prah, olovno zvono daje jasan zvuk zvonjave, a smrznuta gumena lopta se rasprsne ako padne na pod.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Vježbajte Odredite koliko puta je sumporovodik H 2 S teži od vazduha.
Rješenje Odnos mase datog gasa i mase drugog gasa uzetog u istoj zapremini, na istoj temperaturi i istom pritisku naziva se relativna gustina prvog gasa prema drugom. Ova vrijednost pokazuje koliko je puta prvi plin teži ili lakši od drugog plina.

Uzima se relativna molekularna težina zraka 29 (uzimajući u obzir sadržaj dušika, kisika i drugih plinova u zraku). Treba napomenuti da koncept „relativne molekularne težine vazduh" se koristi uslovno, jer je vazduh mešavina gasova.

D vazduh (H 2 S) = M r (H 2 S) / M r (vazduh);

D vazduh (H 2 S) = 34 / 29 = 1,17.

M r (H 2 S) = 2 × A r (H) + A r (S) = 2 × 1 + 32 = 2 + 32 = 34.

Odgovori Vodonik sulfid H 2 S je 1,17 puta teži od vazduha.