Ihanteellisen kaasun käyttö. Mikä on "ihanteellinen kaasu" yksinkertaisin sanoin

Kuten tiedetään, monet aineet luonnossa voivat olla kolmessa aggregaatiotilassa: kiinteä, nestemäinen Ja kaasumaista.

Oppi aineen ominaisuuksista eri aggregaatiotiloissa perustuu käsityksiin atomi- ja molekyylirakenteesta aineellinen maailma. Aineen rakenteen molekyylikineettinen teoria (MKT) perustuu kolmeen pääperiaatteeseen:

• kaikki aineet koostuvat pieniä hiukkasia(molekyylit, atomit, alkuainehiukkasia), joiden välillä on aukkoja;
• hiukkaset ovat jatkuvassa lämpöliikkeessä;
• ainehiukkasten välillä on vuorovaikutusvoimia (vetovoima ja hylkiminen); näiden voimien luonne on sähkömagneettinen.

tarkoittaa, aggregaation tila aineen määrä riippuu molekyylien suhteellisesta sijainnista, niiden välisestä etäisyydestä, niiden välisistä vuorovaikutusvoimista ja niiden liikkeen luonteesta.

Aineen hiukkasten välinen vuorovaikutus on voimakkainta kiinteässä tilassa. Molekyylien välinen etäisyys on suunnilleen sama kuin niiden oma koko. Tämä johtaa melko vahvaan vuorovaikutukseen, joka käytännössä tekee hiukkasten liikkumisen mahdottomaksi: ne värähtelevät tietyn tasapainoasennon ympärillä. Ne säilyttävät muotonsa ja tilavuutensa.

Nesteiden ominaisuuksia selittää myös niiden rakenne. Nesteiden ainehiukkaset vuorovaikuttavat vähemmän intensiivisesti kuin kiinteissä aineissa ja voivat siksi muuttaa sijaintiaan äkillisesti - nesteet eivät säilytä muotoaan - ne ovat nestemäisiä. Nesteet säilyttävät tilavuuden.

Kaasu on kokoelma molekyylejä, jotka liikkuvat satunnaisesti kaikkiin suuntiin toisistaan ​​riippumatta. Kaasuilla ei ole omaa muotoaan, ne vievät koko niille tarjotun tilavuuden ja ovat helposti puristuvia.

On olemassa toinenkin aineen tila - plasma. Plasma on osittain tai täysin ionisoitunut kaasu, jonka tiheydet ovat positiivisia ja negatiiviset varaukset lähes identtiset. Riittävän voimakkaasti kuumennettaessa mikä tahansa aine haihtuu ja muuttuu kaasuksi. Jos nostat lämpötilaa edelleen, lämpöionisaatioprosessi voimistuu jyrkästi, eli kaasumolekyylit alkavat hajota niiden ainesatomeiksi, jotka sitten muuttuvat ioneiksi.

Ihanteellinen kaasumalli. Paineen ja keskimääräisen kineettisen energian suhde.

Aineen käyttäytymistä kaasumaisessa tilassa säätelevien lakien selventämiseksi tarkastellaan todellisten kaasujen idealisoitua mallia - ihanteellinen kaasu. Tämä on kaasu, jonka molekyylejä pidetään aineellisia pisteitä, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa etäältä, mutta ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja aluksen seinien kanssa törmäysten aikana.

Ihanteellinen kaasu – Se on kaasu, jossa sen molekyylien välinen vuorovaikutus on mitätön. (Ek>>Er)

Ihanteellinen kaasu on malli, jonka tutkijat ovat keksineet ymmärtääkseen kaasuja, joita todella havaitsemme luonnossa. Se ei voi kuvata mitään kaasua. Ei sovellu, kun kaasu on voimakkaasti puristettu, kun kaasu muuttuu nestemäiseksi. Todelliset kaasut käyttäytyvät kuin ideaalikaasut, kun molekyylien keskimääräinen etäisyys on monta kertaa suurempi kuin niiden koko, ts. riittävän suurissa tyhjiöissä.

Ihanteellisen kaasun ominaisuudet:

1. molekyylien välillä on suuri etäisyys lisää kokoja molekyylit;
2. kaasumolekyylit ovat hyvin pieniä ja elastisia palloja;
3. vetovoimat ovat yleensä nolla;
4. kaasumolekyylien väliset vuorovaikutukset tapahtuvat vain törmäysten aikana, ja törmäyksiä pidetään ehdottoman elastisina;
5. tämän kaasun molekyylit liikkuvat satunnaisesti;
6. molekyylien liike Newtonin lakien mukaan.

Tietyn kaasumaisen aineen massalle on ominaista toisistaan ​​riippuvaiset fysikaaliset suureet, ns tilan parametrit. Nämä sisältävät äänenvoimakkuuttaV, paineitasja lämpötilaT.

Kaasun tilavuus merkitty V. Äänenvoimakkuus kaasu on aina sama kuin sen säiliön tilavuus. SI tilavuuden yksikkö m 3.

Paine– fyysinen määrä, joka on yhtä suuri kuin voiman suhdeF, joka vaikuttaa pintaelementtiin, joka on kohtisuorassa sitä vastaan, alueelleStämä elementti.

s = F/ S SI paineen yksikkö pascal[Pa]

Tähän asti ei-systeemisiä paineyksiköitä on käytetty:

tekninen tunnelma 1 at = 9,81-104 Pa;

fyysinen ilmapiiri 1 atm = 1,013-105 Pa;

elohopeamillimetriä 1 mmHg Art. = 133 Pa;

1 atm = = 760 mm Hg. Taide. = 1013 hPa.

Miten kaasun paine syntyy? Jokainen kaasumolekyyli, joka osuu sen astian seinämään, jossa se sijaitsee, vaikuttaa seinään tietyllä voimalla lyhyen ajan. Seinään kohdistuvien satunnaisten iskujen seurauksena kaikkien molekyylien seinän pinta-alayksikköä kohti kohdistama voima muuttuu nopeasti ajan myötä suhteessa tiettyyn (keskiarvoon).

Kaasun painetapahtuu molekyylien satunnaisten vaikutusten seurauksena kaasua sisältävän astian seinämiin.

Ideaalikaasumallia käyttämällä voimme laskea kaasun paine astian seinämään.

Molekyylin vuorovaikutuksessa säiliön seinämän kanssa niiden välille syntyy voimia, jotka noudattavat Newtonin kolmatta lakia. Tuloksena projektio υ x seinään nähden kohtisuorassa oleva molekyylinopeus muuttaa etumerkkinsä päinvastaiseksi ja projektio υ y nopeus seinän suuntaisesti pysyy ennallaan.

Painetta mittaavia laitteita kutsutaan painemittarit. Painemittarit tallentavat aikakeskipainevoiman herkän elementin (kalvon) tai muun painevastaanottimen pinta-alayksikköä kohti.

Nesteen painemittarit:

1. avoin – pienten ilmakehän paineiden mittaamiseen
2. suljettu - pienten ilmakehän paineiden mittaamiseen, ts. pieni tyhjiö

Metallinen painemittari– korkeiden paineiden mittaamiseen.

Sen pääosa on kaareva putki A, avoin pää joka on juotettu putkeen B, jonka läpi kaasu virtaa, ja suljettu on yhdistetty nuoleen. Kaasu tulee hanan ja putken B kautta putkeen A ja irrottaa sen. Putken vapaa pää liikkuessaan saa voimansiirtomekanismin ja osoittimen liikkeelle. Asteikko on asteikoitu paineyksiköissä.

Ihanteellisen kaasun molekyylikineettisen teorian perusyhtälö.

MKT:n perusyhtälö: ihanteellisen kaasun paine on verrannollinen molekyylin massan, molekyylien pitoisuuden ja molekyylien nopeuden keskineliön tuloon

s= 1/3m 0· n·v 2

m 0 - yhden kaasumolekyylin massa;

n = N/V – molekyylien lukumäärä tilavuusyksikköä kohti tai molekyylien pitoisuus;

v 2 - molekyylien neliönopeus.

Koska molekyylien translaatioliikkeen keskimääräinen kineettinen energia on E = m 0 *v 2 /2, niin MKT:n perusyhtälön kertomalla 2:lla saadaan p = 2/3 n (m 0 v 2)/2 = 2/3 E n

p = 2/3 E n

Kaasun paine on yhtä suuri kuin 2/3 kaasun tilavuusyksikköön sisältyvien molekyylien translaatioliikkeen keskimääräisestä kineettisestä energiasta.

Koska m 0 n = m 0 N/V = m/V = ρ, missä ρ on kaasun tiheys, meillä on s= 1/3· ρ·v 2

Yhdistynyt kaasulaki.

Makroskooppisia suureita, jotka yksiselitteisesti karakterisoivat kaasun tilaa, kutsutaankaasun termodynaamiset parametrit.

Kaasun tärkeimmät termodynaamiset parametrit ovat senäänenvoimakkuuttaV, paine p ja lämpötila T.

Mitä tahansa kaasun tilan muutosta kutsutaantermodynaaminen prosessi.

Missä tahansa termodynaamisessa prosessissa sen tilan määräävät kaasuparametrit muuttuvat.

Tiettyjen parametrien arvojen välistä suhdetta prosessin alussa ja lopussa kutsutaankaasulaki.

Kutsutaan kaasulakia, joka ilmaisee kaikkien kolmen kaasuparametrin välisen suhteenyhtenäinen kaasulaki.

s = nkT

Suhde s = nkT kaasun paineen suhteuttaminen sen lämpötilaan ja molekyylipitoisuuteen saatiin ideaalikaasun mallille, jonka molekyylit ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja astian seinämien kanssa vain elastisten törmäysten aikana. Tämä suhde voidaan kirjoittaa toisessa muodossa, mikä muodostaa yhteyden kaasutilavuuden makroskooppisten parametrien välille V, paineita s, lämpötila T ja aineen määrä ν. Tätä varten sinun on käytettävä yhtäläisyyksiä

missä n on molekyylien pitoisuus, N on kokonaismäärä molekyylit, V – kaasun tilavuus

Sitten saamme tai

Koska vakiokaasumassalla N pysyy muuttumattomana, niin Nk – vakio numero, tarkoittaa

Kaasun vakiomassalla tilavuuden ja paineen tulo jaettuna kaasun absoluuttisella lämpötilalla on sama arvo kaikille tämän kaasumassan tiloille.

Kaasun paineen, tilavuuden ja lämpötilan välisen suhteen määrittävän yhtälön keksi 1800-luvun puolivälissä ranskalainen fyysikko B. Clapeyron, ja sitä kutsutaan usein ns. Clayperonin yhtälö.

Clayperon-yhtälö voidaan kirjoittaa toisessa muodossa.

s = nkT,

ottaen huomioon

Tässä N– molekyylien lukumäärä astiassa, ν – aineen määrä, N A on Avogadron vakio, m– kaasun massa astiassa, M – moolimassa kaasua Tuloksena saamme:

Avogadron vakion N A tulo byBoltzmannin vakiok kutsutaan yleinen (molaarinen) kaasuvakio ja se on merkitty kirjaimella R.

Sen numeerinen arvo SI:nä R= 8,31 J/mol K

Suhde

nimeltään ideaalikaasun tilayhtälö.

Saamassamme muodossa sen kirjoitti ensin D. I. Mendelejev. Siksi kaasun tilayhtälöä kutsutaan Clapeyron-Mendeleev yhtälö.`

Yhdelle moolille mitä tahansa kaasua tämä suhde on muodossa: pV = RT

Asennetaan fyysinen merkitys molaarinen kaasuvakio. Oletetaan, että tietyssä sylinterissä männän alla lämpötilassa E on 1 mooli kaasua, jonka tilavuus on V. Jos kaasua kuumennetaan isobaarisesti (vakiopaineessa) 1 K, niin mäntä nousee korkeus Δh, ja kaasun tilavuus kasvaa ΔV.

Kirjoitetaan yhtälö pV=RT lämmitetty kaasu: p (V + ΔV) = R (T + 1)

ja vähennä tästä yhtälöstä pV=RT, joka vastaa kaasun tilaa ennen lämmitystä. Saamme pΔV = R

ΔV = SΔh, missä S on sylinterin pohjan pinta-ala. Korvataan tuloksena olevaan yhtälöön:

pS = F – painevoima.

Saadaan FΔh = R, ja voiman ja männän liikkeen tulo FΔh = A on työ, jolla mäntä liikutetaan tällä voimalla vastaan ulkoiset voimat kun kaasu laajenee.

Täten, R = A.

Universaali (molaarinen) kaasuvakio on numeerisesti yhtä suuri kuin työ, jonka 1 mooli kaasua lämmitetään isobarisesti 1 K:lla.

Yksi niistä on kaasu. Sen osahiukkaset - molekyylit ja atomit - sijaitsevat suurella etäisyydellä toisistaan. Samaan aikaan ne ovat jatkuvassa vapaassa liikkeessä. Tämä ominaisuus osoittaa, että hiukkasten vuorovaikutus tapahtuu vain lähestymishetkellä, mikä lisää jyrkästi törmäävien molekyylien nopeutta ja niiden kokoa. Tämä erottaa aineen kaasumaisen tilan kiinteästä ja nestemäisestä.

Itse sana "kaasu" käännettynä kreikasta kuulostaa "kaaokselta". Tämä luonnehtii täydellisesti hiukkasten liikettä, joka on itse asiassa satunnaista ja kaoottista. Kaasu ei muodosta tiettyä pintaa, se täyttää koko sen käytettävissä olevan tilavuuden. Tämä aineen tila on yleisin universumissamme.

Lait, jotka määräävät tällaisen aineen ominaisuudet ja käyttäytymisen, on helpoin muotoilla ja harkita esimerkkiä tilasta, jossa molekyylejä ja atomeja on vähän. Sitä kutsuttiin "ideaalikaasuksi". Siinä hiukkasten välinen etäisyys on suurempi kuin molekyylien välisten voimien vuorovaikutuksen säde.

Ideaalikaasu on siis aineen teoreettinen malli, jossa hiukkasten välillä ei ole juuri mitään vuorovaikutusta. Sitä varten on täytettävä seuraavat ehdot:

Erittäin pienet molekyylikoot.

Niiden välillä ei ole vuorovaikutusvoimaa.

Törmäykset tapahtuvat kuten elastisten pallojen törmäykset.

Hyvä esimerkki tällaisesta olomuodosta ovat kaasut, joissa paine alhaisissa lämpötiloissa ei ylitä ilmakehän painetta 100 kertaa. Heidät katsotaan irtisanotuiksi.

Jo käsite "ihanteellinen kaasu" on mahdollistanut tieteen rakentaa molekyylikineettisen teorian, jonka johtopäätökset vahvistetaan monissa kokeissa. Tämän opin mukaan ideaalikaasut erotetaan klassisten ja kvanttikaasujen välillä.

Ensimmäisen ominaisuudet heijastuvat klassisen fysiikan lakeihin. Hiukkasten liike tässä kaasussa ei riipu toisistaan ​​seinään kohdistuva paine on yhtä suuri kuin yksittäisten molekyylien tietyn ajan kuluessa välittämien impulssien summa. Niiden kokonaisenergia on yksittäisten hiukkasten energia. Ideaalikaasun työ lasketaan tässä tapauksessa p = nkT. Näyttävä esimerkki Tämä perustuu fyysikkojen kuten Boyle-Marriottin, Gay-Lussacin ja Charlesin johtamiin lakeihin.

Jos ihanteellinen kaasu alentaa lämpötilaa tai lisää hiukkasten tiheyttä tiettyyn arvoon, sen aallon ominaisuudet. On olemassa siirtymä kvanttikaasuun, jossa atomit ja molekyylit ovat verrattavissa niiden väliseen etäisyyteen. Ihanteellisia kaasuja on kahta tyyppiä:

Bosen ja Einsteinin opetus: samantyyppisillä hiukkasilla on kokonaisluku spin.

Fermin ja Diracin tilastot: toisen tyyppisiä molekyylejä, joilla on puolikokonaisluku spin.

Ero klassisen ideaalikaasun ja kvanttikaasun välillä on se, että jopa absoluuttisessa nollalämpötilassa energiatiheys ja paine eroavat nollasta. Ne kasvavat tiheyden kasvaessa. Tässä tapauksessa hiukkasilla on maksimi (toinen nimi on raja) energia. Tästä näkökulmasta tarkastellaan tähtien rakenteen teoriaa: niissä, joissa tiheys on suurempi kuin 1-10 kg/cm3, elektronien laki on selkeästi ilmaistu. Ja kun se ylittää 109 kg/cm3, aine muuttuu hermosoluiksi.

Metalleissa teorian käyttö, jossa klassinen ideaalikaasu muuttuu kvanttikaasuksi, mahdollistaa selityksen suurin osa aineen tila: mitä tiheämpiä hiukkasia, sitä lähempänä ihannetta se on.

Kanssa voimakkaasti ilmaistu matalat lämpötilat erilaisia ​​aineita nestemäisissä ja kiinteissä oloissa molekyylien kollektiivista liikettä voidaan pitää ihanteellisen kaasun työnä, jota edustavat heikot viritteet. Tällaisissa tapauksissa hiukkasten lisäämä vaikutus kehon energiaan on näkyvissä.

Fysiikan tieteellä on merkittävä rooli ympäröivän maailman tutkimuksessa. Siksi sen käsitteitä ja lakeja aletaan opettaa koulussa. Aineen ominaisuuksia mitataan eri näkökulmista. Jos otamme huomioon sen aggregaatiotilan, on olemassa erityinen tekniikka. Ihanteellinen kaasu on fysikaalinen käsite, jonka avulla voimme arvioida koko maailmamme muodostavan materiaalin ominaisuuksia ja ominaisuuksia.

Yleinen määritelmä

Ideaalikaasu on malli, jossa molekyylien väliset vuorovaikutukset jätetään huomiotta. Minkä tahansa aineen hiukkasten vuorovaikutusprosessi keskenään on melko monimutkainen.

Kun ne lentävät lähellä toisiaan ja ovat hyvin lyhyen matkan päässä, ne hylkivät toisiaan voimakkaasti. Mutta suurilla etäisyyksillä molekyylien välillä vaikuttavat suhteellisen pienet vetovoimat. Jos keskimääräinen etäisyys, jolla ne ovat toisistaan, on suuri, tätä aineen sijaintia kutsutaan harvinaiseksi kaasuksi. Tällaisten hiukkasten vuorovaikutus ilmenee harvinaisina molekyylien törmäyksinä. Tämä tapahtuu vain, kun ne lentävät lähellä toisiaan. Ihanteellisessa kaasussa molekyylien vuorovaikutusta ei oteta lainkaan huomioon. Ihanteellisessa kaasussa molekyylien määrä on hyvin suuri. Siksi laskelmat tehdään vain tilastollisella menetelmällä. Lisäksi on huomattava, että aineen hiukkaset ovat tässä tapauksessa jakautuneet tasaisesti tilaan. Tämä on ihanteellisen kaasun yleisin tila.

Milloin kaasua voidaan pitää ihanteellisena?

On olemassa useita tekijöitä, joiden vuoksi kaasua kutsutaan ihanteelliseksi. Ensimmäinen merkki on molekyylien käyttäytyminen ehdottoman elastisina kappaleina, niiden välillä ei ole houkuttelevia voimia. Tässä tapauksessa kaasu purkautuu voimakkaasti. Aineen pienimpien komponenttien välinen etäisyys on paljon suurempi kuin niiden koko. Tässä tapauksessa lämpötasapaino saavutetaan välittömästi koko tilavuuden ajan. Ihanteellisen kaasun aseman saavuttamiseksi laboratorio-olosuhteissa todellista tyyppiä harvennetaan vastaavasti. Jotkut kaasumaisessa tilassa olevat aineet, jopa huoneenlämpötilassa ja normaalissa ilmanpaineessa, eivät käytännössä eroa ihanteellisesta tilasta.

Mallin käyttörajat

Maakaasu otetaan huomioon annettujen tehtävien mukaan. Jos tutkijan tehtävänä on määrittää lämpötilan, tilavuuden ja paineen välinen suhde, voidaan ajatella aineen ideaalista tilaa, jossa kaasulla on suuri tarkkuus useissa kymmenissä ilmakehissä mitattuihin paineisiin asti. Mutta kun tutkitaan faasisiirtymiä, esimerkiksi haihtumista ja kondensaatiota, tasapainon saavuttamisprosessia kaasussa, tarkasteltavaa mallia ei voida käyttää edes erittäin alhaisessa paineessa. Kaasunpaine koeputken seinämään syntyy, kun molekyylit osuvat satunnaisesti lasiin. Kun tällaisia ​​iskuja esiintyy usein, ihmiskeho voi havaita nämä muutokset jatkuvana vaikutuksena.

Ihanteellinen kaasuyhtälö

Molekyylikineettisen teorian pääperiaatteiden perusteella johdettiin ihanteellisen kaasun pääyhtälö.

Ihanteellisen kaasun työllä on seuraava lauseke: p = 1 / 3 m 0 nv 2, missä p on ideaalikaasun paine, m 0 on molekyylipaino, v 2 on keskimääräinen hiukkaspitoisuus, kaasun neliö molekyylin nopeus. Jos määrittelemme keskiarvon kineettistä liikettä aineen hiukkasia, koska Ek = m 0 n/ 2, niin yhtälöllä on seuraava muoto: p = 2 / 3 nEk. Kaasumolekyylit, jotka osuvat astian seiniin, ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa elastisina kappaleina mekaniikan lakien mukaisesti. Tällaisten iskujen impulssi välittyy aluksen seiniin.

Lämpötila

Laskemalla vain kaasun paine astian seinämiin, on mahdotonta määrittää sen hiukkasten keskimääräistä kineettistä energiaa.

Lisäksi tätä ei voida tehdä yksittäiselle molekyylille tai niiden pitoisuudelle. Siksi kaasuparametrien mittaamiseksi on tarpeen määrittää vielä yksi määrä. Se on lämpötila, joka liittyy myös molekyylien kineettiseen energiaan. Tämä indikaattori on skalaari fyysinen määrä. Lämpötila kuvaa termodynaamista tasapainoa. Tässä tilassa parametrit eivät muutu mikrotasolla. Lämpötila mitataan poikkeamana nollasta. Se luonnehtii kylläisyyttä kaoottista liikettä pienimmät kaasuhiukkaset. Se mitataan niiden kineettisen energian keskiarvolla. Tämä indikaattori määritetään lämpömittareiden avulla eri merkkien asteina. On termodynaaminen absoluuttinen asteikko (Kelvin) ja sen empiiriset muunnelmat. Ne eroavat lähtökohdistaan.

Ihanteellisen kaasun sijaintiyhtälö lämpötila huomioiden

Fyysikko Boltzmann väittää, että hiukkasen keskimääräinen kineettinen energia on verrannollinen absoluuttinen indikaattori lämpötila. Ek = 3/2 kT, missä k = 1,38∙10-23, T on lämpötila. Ihanteellisen kaasun työ on yhtä suuri kuin: P = NkT/V, missä N on molekyylien lukumäärä, V on astian tilavuus. Jos tähän indikaattoriin lisätään pitoisuus n = N/V, yllä oleva kaava näyttää tältä: p = nkT. Näillä kahdella yhtälöllä on erilaisia ​​muotoja tietueita, mutta ne koskevat painetta, tilavuutta ja lämpötilaa ihanteellista kaasua varten. Näitä laskelmia voidaan soveltaa sekä puhtaisiin kaasuihin että niiden seoksiin. Jälkimmäisessä versiossa n on ymmärrettävä aineen molekyylien kokonaismääränä, niiden kokonaispitoisuutena tai aineessa olevien moolien kokonaismääränä.

Kolme kaasulakia

Ihanteellinen kaasu ja sen erityiset lait löydettiin kokeellisesti ja vasta sitten vahvistettiin teoreettisesti.

Ensimmäinen tietty laki sanoo, että ihanteellisen kaasun, jolla on vakiomassa ja lämpötila, paine on kääntäen verrannollinen sen tilavuuteen. Prosessia, jossa lämpötila on vakio, kutsutaan isotermiseksi. Jos paine on vakio tutkimuksen aikana, tilavuus on verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan. Tämä laki kantaa nimeä Gay-Lussac. Isokoorinen prosessi tapahtuu vakiotilavuudessa. Tässä tapauksessa paine on verrannollinen absoluuttinen lämpötila. Sen nimi on Charlesin laki. Nämä ovat kolme erityistä ihanteellisen kaasun käyttäytymislakia. Ne vahvistettiin vasta molekyylejä koskevien tietojen hallitsemisen jälkeen.

Absoluuttinen mitta-asteikko

Absoluuttisella mitta-asteikolla yksikköä kutsutaan yleensä Kelviniksi. Se valittiin suositun Celsius-asteikon perusteella. Yksi Kelvin vastaa yhtä celsiusastetta. Mutta absoluuttisella asteikolla nolla on arvo, jolla ihanteellisen kaasun paine vakiotilavuudessa on nolla.

Tämä on yleisesti hyväksytty järjestelmä. Tätä lämpötila-arvoa kutsutaan absoluuttiseksi nollaksi. Kun olet tehnyt asianmukaiset laskelmat, voit saada vastauksen, että tämän indikaattorin arvo on -273 celsiusastetta. Tämä vahvistaa, että absoluuttisen ja Celsius-asteikon välillä on suhde. Se voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä: T = t + 237. On huomattava, että absoluuttista nollaa on mahdotonta saavuttaa. Mikä tahansa jäähdytysprosessi perustuu molekyylien haihtumiseen aineen pinnalta. Lähestyessään absoluuttista nollaa hiukkasten translaatioliike hidastuu niin paljon, että haihtuminen pysähtyy lähes kokonaan. Mutta puhtaasti teoreettisesta näkökulmasta katsottuna, jos olisi todella mahdollista saavuttaa absoluuttinen nollapiste, niin molekyylien liikenopeus pienenisi niin paljon, että sitä voitaisiin kutsua kokonaan puuttuvaksi. Molekyylien lämpöliike lakkaa.

Tutkimalla ihanteellisen kaasun käsitettä voit ymmärtää minkä tahansa aineen toimintaperiaatteen. Laajentamalla tietämystä tällä alalla voidaan ymmärtää minkä tahansa kaasumaisen aineen ominaisuuksia ja käyttäytymistä.

ihanteellisia kaasuja

Termodynaaminen järjestelmä, termodyne. prosessi, parametrit ihanteelliset. kaasua

Jatkuva työnesteen tilan muutos sen vuorovaikutuksen seurauksena ympäristön kanssa. kutsutaan ympäristöksi termodynaaminen prosessi

On tasapaino- ja epätasapainoprosesseja. Prosessia, joka tapahtuu ympäristön ja työnesteen t:n ja paineen merkittävässä erossa ja niiden epätasaisessa jakautumisessa koko kehon massaan, kutsutaan. epätasapaino. Jos prosessi tapahtuu äärettömän hitaasti ja ero t ympäristössä on pieni. ympäristö ja työneste sekä t:n ja paineen tasainen jakautuminen koko kehon massaan, ns. tasapaino.

Pääasiaan Kaasujen tilan parametreja ovat: paine, t ja ominaistilavuus, tiheys.

· Paine on seurausta kaasun vaikutuksesta sen astian seiniin, jossa se sijaitsee.

Tehdään ero absoluuttisen paineen (kokonaispaineen) ja ylipaineen välillä. Alla absoluuttinen paine tarkoittaa kokonaispainetta, jossa kaasu sijaitsee.

Rab=Rb+gph, gph=Rizb

Missä Rabs on absoluuttinen (kokonais) kaasun paine astiassa, Pb- Ilmakehän paine barometrissa, g - st. pad. mittauspisteessä p on nesteen tiheys, h on nestepatsaan korkeus.

Ylipaine on ilmanpainetta suuremman absoluuttisen paineen ja ilmanpaineen välinen ero.

1 atm = 735,6 mm Hg = 1 kg/cm2 = 104 kg/m2 = 105 Pa = 1 bar = 10 m

· Lämpötila on työnesteen molekyylien kaoottisen liikkeen keskimääräisen kineettisen energian mitta. Lämpötila on kehon lämpötilaa kuvaava parametri. Kehon lämpötila määrittää lämmön mahdollisen spontaanin siirtymisen suunnan korkeammasta kehosta alhaisemman lämpötilan kehoon.

Celsiusasteikkoa, Kelvin-asteikkoa ja Fahrenheit-asteikkoa käytetään lämpötilojen mittaamiseen. Celsiusasteikolla pb = 101,325 kPa (760 mm Hg) jään sulamislämpötilaksi otetaan 0 0 C ja veden kiehumislämpötilaksi 100 0 C. Tämän asteikon astetta ilmaisee 0 C.

· Ominaistilavuus, v, m3/kg, on kaasun massayksikkömäärän tilavuus, eli v=V/M missä V on kaasun kokonaistilavuus, m3; M - kaasun massa, kg, Käänteisarvo, kg/m3, P=G/V-ilmiö. Tiheys, joka on 1 m3:n sisältämä aineen määrä eli tilavuusyksikön massa.

Ihanteellisen kaasun sisäinen energia. Tilaparametri.

Kaasun sisäenergia U, J/kg – kaasun liike-energiavarasto, jolle on tunnusomaista translaation kineettisten energioiden summa, pyörivä liike molekyylejä, atomien molekyylinsisäisten värähtelyjen energiaa ja molekyylien välisen vuorovaikutuksen energiaa (potentiaalienergia).

Ensimmäiset 3 komponenttia ovat lämpötilan funktioita, viimeiset ( Mahdollinen energia) = 0 (ideaaliselle kaasulle), joten ideaalikaasun sisäenergia riippuu vain sen lämpötilasta eikä tilavuudesta: U=f(T).

Muuta sisäistä käyttönesteen energia ei riipu sen välitiloista ja prosessin etenemisestä ja sen määrää loppu- ja alkutila: ∆U=U 2 -U 1, J/kg, jossa U 2 on lopullinen sisäenergia, U 1 on alkukirjain.

Kaikissa termodynaamisissa prosesseissa, jos V=const, ts. käyttöneste ei laajene eikä tee työtä, sille annettu lämpö q=c v (T 2 -T 1) menee vain lisäämään sen sisäistä energiaa, eli:

∆U= cv (T2-T1); ∆U= M(U2-U1); ∆U= c v ∙dT

Äärettömän pieneen sisäiseen muutokseen energia: dU= c v ∙dt

Kaasun lämpökapasiteetti.

Lämpökapasiteetti (C) - lämpöenergian määrä, joka tarvitaan muuttamaan kaasun lämpötilaa 1 0 C. Mitattu J/K.

Ominaislämpökapasiteetti on lämpökapasiteetti yhtä määräyksikköä kohden (kg, mol, m3).

C, J/kg∙K – massalämpökapasiteetti (1 kg asti)

C", J/m 3 ∙K – tilavuuslämpökapasiteetti (k 1 m3)

µС, J/k mol∙K – molaarinen lämpökapasiteetti (per 1 kmol)

Niiden välissä on jälkiä. Suhde:

Jos kehoon syötetään äärettömän pieni määrä lämpöä, niin tämä on hetkellinen lämpökapasiteetti: C = dq/dt, J/kg∙0 C.

Jos tietty määrä lämpöä q syötetään keholle, jonka lämpötila on T1, niin sen lämpötila tulee yhtä suureksi kuin T2 - keskimääräinen lämpökapasiteetti: C m =q/T2-T1

T 1 → T 2 q=∫Cdt C m | T 1 T 2 =q/T 2 - T 1

C m | T 2 T 1 =∫Cdt/T 2 -T 1 =(C m | 0 T 2 ∙T 2 -C m | T 1 0 ∙T 1)/T 2 -T 1

Erityisen tärkeitä kaasun lämmittämiselle (tai jäähdyttämiselle) ovat olosuhteet, joissa lämmön lisäys (tai poistaminen) tapahtuu. Lämmitystekniikassa tärkeimmät ovat:

Lämmitys (tai jäähdytys) vakiotilavuudella – isokorinen lämpökapasiteetti;

Lämmitys (tai jäähdytys) vakiopaineessa on isobarinen lämpökapasiteetti.

Kaasuseokset.

Ihanteelliset kaasut, joiden molekyylit eivät reagoi kemiallisesti toistensa kanssa ja joiden välillä ei ole veto- tai hylkimisvoimia, käyttäytyvät seoksessa ikään kuin kukin niistä olisi yksin miehitetyssä tilavuudessa. Tämä tarkoittaa, että jokainen seokseen sisältyvä kaasu vie koko seokselle varatun tilavuuden ja on oman ns. osapaineensa alaisena.

Kaasuseoksen kokonaispaine muodostuu tässä tapauksessa osapaineiden summasta (Daltonin laki):

Pi - yksittäisen komponentin osapaine - paine, joka kohdistuu astian seinämiin kaasuseoksen pisteissä t ja v.

Siten:

Kunkin kaasun lämpötila vakaassa tilassa on yhtä suuri kuin seoksen lämpötila:

Kaasuseoksen tilataso johdetaan seoksen yksittäisten komponenttien tilatason perusteella, ja se on muotoa: . Tämän yhtälön käyttämiseksi on tarpeen määrittää kaasuseoksen vakion arvo R cm.

R cm = g 1 * R 1 + g 2 * R 2 +… + g n * R n,

missä g 1,g 2,...,g n ovat komponenttien massaosuudet. Seoksen kaasuvakio J/(kg*K) saadaan myös kaavalla:

Kaasuseos voidaan määrittää massa- ja tilavuusosuuksilla:

Qi = M i/Mcm = p i*ri/pcm;

Carnot sykli. Carnot'n lause.

Koostuu 4 prosessista: 2 isotermistä, 2 adiabaattista.

Tutkimuksensa tuloksena Carnot ehdotti sykliä, jolla on todellakin korkein mahdollinen lämpötehokkuus tietyissä lämpötilarajoissa, eli annetuissa lämmönlähettimen ja jäähdytyselementin lämpötiloissa.

Harkitse tätä sykliä p-v koordinaatit, kun otetaan huomioon, että se on tasapaino ja että lisäksi sen suorittaa 1 kg käyttönestettä. Prosessin alussa käyttönesteellä on parametrit p1, v1, T1 (kohta 1). Tämä piste vastaa hetkeä, jolloin käyttöneste on yhteydessä lämmönsiirtimeen ja paisuntaprosessi alkaa vakiolämpötilassa, joka on yhtä suuri kuin T1 pisteeseen 2. Paisuntaprosessin aikana isotermiä 1-2 pitkin syötetään lämpöä määrässä q1 työnestettä. Isotermisen laajenemisen työ määräytyy alueen 122 1 1 1 mukaan. Prosessia 1-2 seuraa työnesteen erottaminen jäähdytyselementistä ja lisälaajeneminen tapahtuu adiabaattista 2-3 pitkin. Tämä prosessi jatkuu, kunnes mäntä saavuttaa ääriasennon, joka vastaa kohtaa 3. Adiabaattisen laajenemisen työ määräytyy 233 1 2 1:n pinta-alalla. Tällä hetkellä, eli kohdassa 3, työneste on yhteydessä HIT:iin, jonka lämpötila on T2, ja alkaa puristusprosessi, jonka aikana q2 lämpöyksikköä on poistettava. Isoterminen puristusprosessi alkaa - prosessi 3-4. Työ 344 1 3 1 on negatiivinen. Kun lämmönpoisto q2 pysähtyy, käyttöneste irrotetaan lämmönvastaanottimesta (kohta 4); lisää puristus tapahtuu pitkin adiabaattista 4-1. Työ 411 1 4 1 on negatiivinen. Tämän prosessin lopussa käyttöneste saa alkuperäiset parametrinsa.

Tuloksena saimme tuloksen positiivista työtä Lts

Carnot'n lause: prosessi tapahtuu lämpömoottori 2 lämmönlähteen välillä, joiden lämpötilat ovat T1 ja T2, ja prosessin tehokkuus riippuu vain näistä lämpötiloista.

12. Todellinen kaasu. Höyrystyminen PV-koordinaateissa. Höyrystymislämpö. Höyryn kuivuustaso.

Kaasut, joiden molekyyleillä on vuorovaikutusvoimia ja joiden geometria on äärellinen, vaikkakin hyvin pieni. koot, ns oikeita kaasuja.

Tarkastellaan höyrystymisprosessia vakiopaineessa PV-koordinaateissa. Jos lämmität vettä vakiopaineessa, tilavuus kasvaa ja lämpötilassa, joka vastaa veden kiehumista, se saavuttaa arvon b. lisäämällä lämpöä kiehuvaan veteen, jälkimmäinen alkaa muuttua höyryksi, kun taas veden ja höyryn seoksen paine ja lämpötila pysyvät muuttumattomina. Kun viimeinen hiukkanen muuttuu höyryksi höyrystymisprosessin aikana, koko tilavuus täyttyy höyryllä. Tällainen höyry on kylläistä höyryä, ja sen lämpötilaa kutsutaan kyllästyslämpötilaksi.

Sijainti päällä b-c paria on kostea kyllästetty. Veden täydellisen haihtumisen jälkeen (kohta c) höyrystä tulee kuivaa, kylläistä. Märkälle höyrylle on ominaista kuivuusaste x. Kuivuusaste on kuivan kylläisen höyryn massaosuus, joka löytyy 1 kg:sta märkää höyryä. Tarkastellaanpa höyrystymisprosessia tarkemmin korkea verenpaine. Ominaistilavuus 0 C:ssa ei muutu paineen noustessa. Kiehuvan veden ominaistilavuus kasvaa. Piste C’, joka vastaa kuivaa kylläistä höyryä, on pisteen C vasemmalla puolella, koska paine nousee nopeammin kuin kuivan kylläisen höyryn lämpötila. Pistettä k vastaavia parametreja kutsutaan kriittisiksi.

Höyrystyminen on kuvattu rivi b-c. Lämpömäärää, joka kuluu muuttamaan 1 kg kiehuvaa vettä kuivaksi kylläiseksi höyryksi, kutsutaan höyrystymislämmöksi ja sitä merkitään r:llä. Paineen kasvaessa höyrystymislämpö pienenee. Pisteessä d höyry ei kyllästä tilaa ja on korkea lämpötila. Tällaista höyryä kutsutaan tulistukseksi.

Märkähöyryn tilan parametrien määrittämiseksi on tunnettava kuivuusaste.

13. Kostea ilma. Hänen pyhimyksensä.

Kosteaa ilmaa kutsutaan höyry-kaasuseos, joka koostuu kuivasta ilmasta ja vesihöyrystä. Yhdiste kosteaa ilmaa: 23 % happea massasta, 21 % happea tilavuudesta.

Kosteaa ilmaa, joka sisältää suurimman määrän vesihöyryä tietyssä lämpötilassa, kutsutaan. kylläinen. Ilma, joka ei sisällä suurinta mahdollista annettua t-määrää. vesihöyryä, ns tyydyttymätön. Tyydyttymätön kostea ilma koostuu kuivan ja tulistetun vesihöyryn seoksesta ja kylläinen kostea ilma kuivasta ilmasta ja kyllästetystä vesihöyrystä. Jotta kostea ilma muuttuisi tyydyttymättömästä kylläiseksi, se on jäähdytettävä.

Todellisen kaasun tilayhtälöistä yksinkertaisin ilmiö on. Van der Waalsin yhtälö: (p+a/v2)*(v-b)=RT,

jossa a on adheesiovoimista riippuva kerroin;

b on arvo, joka ottaa huomioon molekyylien sisäisen tilavuuden.

Ominaisuudet: massa, lämpötila, kaasuvakio, lämpökapasiteetti.

1) absoluuttinen kosteus - vesihöyryn määrä 1 m3:ssa ilmaa (kg\m3),

2) suhteellinen kosteus-kyllästyn höyryn tiheyden suhde maksimikyllästettyyn höyryyn ϕ=(ρ n \ρ us)*100

jossa 1,005 on kuivan ilman lämpökapasiteetti

1,68 – tulistetun ilman lämpökapasiteetti.

5) Daltonin laki. Kostea ilmanpaine Rvv on yhtä suuri Рвв = Рсв + Рп, Missä RSV, Rp- kuivan ilman osapaineet ja

Kirchhoffin ja Lambertin laki.

Z-Kirchhoff. Kirchhoffin lain mukaan kappaleen emissiivisyyden suhde E sen imukykyyn A kaikille kappaleille sama ja sama kuin mustan kappaleen emissiokyky E 0 samassa lämpötilassa ja riippuu vain lämpötilasta, eli E/A=E 0 =f(T). Koska E/E 0 = a, sitten kaikille harmaille vartaloille A=a, nuo. kappaleen absorptiokyky on numeerisesti yhtä suuri kuin sen mustuusaste.

Tarkastellaanpa tapausta säteilyn kautta tapahtuvasta lämmönvaihdosta 2 seinän välillä, joilla on suuri pinta ja jotka sijaitsevat yhdensuuntaisesti lyhyen matkan päässä toisistaan, ts. niin, että kunkin seinän säteily osuu kokonaan vastakkaiseen.

Olkoon seinien pinnan lämpötiloja jatkuvasti ylläpidetty T1 ja T2, T1>T2, ja seinien absorptiokertoimet ovat vastaavasti samat. A1 ja A2, joissa A1 = a1, A = a2, so. absorptiokertoimet ja emissiivisyys. ovat tasa-arvoisia. tähän saadaan Stefan-Boltzmann-yhtälön perusteella:

Spr - alennettu säteilykerroin, W/m2*K.

Tässä C1 ja C2 ovat niiden kappaleiden säteilyvakiot, joiden välillä säteilylämmönvaihto tapahtuu.

Yhtälöstä (1) voidaan laskea lämmönsiirto, josta toinen on muodoltaan kupera ja jota ympäröi toinen pinta, ts. Ei. suljetussa tilassa. Sitten:

; Säteilylämmönsiirtoon osallistuvat 1. ja 2. kappaleen F1, F2-pinnat.

Mielivaltaisella järjestelyllä kappaleita, joiden välillä tapahtuu lämmönvaihtoa säteilyllä E1-2, kaavan laskenta on muotoa:

Tässä tapauksessa Spr = C1*C2/Co, ja kerroin fi (ns. kulmakerroin tai säteilykerroin) on dimensioton suure, joka riippuu pintojen suhteellisesta sijainnista, muodosta ja koosta ja osoittaa pintojen osuuden. säteilyvuo , joka putoaa F2:lle koko F1-säteilyn antamasta vuosta.

Z-Lambert- määrittää kehon lähettämän energian riippuvuuden sen suunnasta. E φ =E 0 ∙cosφ. E 0 - pintaan normaalisti säteilevän energian määrä; E φ on säteilevän energian määrä suuntaan, joka muodostaa kulman φ normaalin kanssa, jolloin Lambertin periaatteen mukaan:

Että., Herra Lambert määrittää kehon lähettämän energian riippuvuuden sen suunnasta.

Sisätilojen mikroilmasto.

Mikroilmasto on joukko arvoja sellaisille parametreille kuin lämpötila, suhteellinen. Kosteus, nopeus ja keskim. lämpötila sisäpinnat, joka tarjoaa standardeja. ihmisen elämää sisätiloissa. ja normaali. tuotantoprosessien kulusta.

Mikroilmasto: mukava, hyväksyttävä ja epämukava.

Ihmisen lämmönsiirron intensiteetti riippuu huoneen mikroilmastosta, jolle on ominaista sisäinen t-parvi. ilma tb , säteily t-huone tr , nopeus ja suhteellinen kosteus φв ilma. Näiden mikroilmastoparametrien yhdistelmä CTR:n kanssa ylläpitää lämpötasapainoa ihmiskehossa eikä sen lämmönsäätelyjärjestelmässä, ns. mukava. Tärkeintä on ylläpitää ennen kaikkea suotuisat t-olosuhteet huoneessa, koska ilman liikkuvuus ja suhteellinen kosteus vaihtelevat merkittävästi. Optimaalisten lisäksi on olemassa hyväksyttäviä mikroilmastoparametrien yhdistelmiä, joissa henkilö tuntee lievää epämukavuutta.

Huoneen osa, jossa henkilö ensisijaisesti sijaitsee työaika, kutsutaan palveluksi tai työalueeksi. Mukavuus tulee varmistaa ensisijaisesti tällä alueella.

Huoneen lämpöolosuhteet riippuvat pääasiassa tв:stä ja tr:stä , nuo. t:nnestä tilanteestaan, ktr. Sitä on tapana luonnehtia kahdella mukavuuden ehdolla. Ensimmäinen edellytys miellyttävälle lämpötilaympäristölle on määritelty. sellainen alue yhdistelmistä t ja tr , osoitteessa ktr. mies keskellä työalue, ei koe ylikuumenemista tai hypotermiaa.

Toinen mukavuusehto määrittää lämmitettävien ja jäähdytettyjen pintojen sallitut lämpötilat, kun henkilö on niiden lähellä.

Ihmisen pään liiallisen säteilyn ylikuumenemisen tai hypotermian välttämiseksi katon ja seinien pinnat voidaan lämmittää hyväksyttävään lämpötilaan

Kaksiputkinen pakkokiertovesilämmitysjärjestelmä. Eyeliner-vaihtoehdot.

Paisuntasäiliö.

Se on sylinterin muotoinen metallisäiliö, jossa on irrotettava kansi ja putket seuraavien putkien liittämistä varten: laajennettu d1, ohjaus d2, johdettu kattilahuoneen pesualtaaseen valvomaan veden tasoa, ylivuoto d3 ylimääräisen veden tyhjentämiseen, kun säiliö on ylitäytetty ja laajennettu, kierto d4, joka yhdistää paisuntasäiliön paluulämpöputkeen veden jäätymisen estämiseksi paisuntasäiliössä ja yhdysputkessa.

Paisuntasäiliön hyötytilavuus (l) määritetään kaavalla:

,

jossa - 0,0006 1/ 0 C – veden tilavuuslaajenemiskerroin;

Veden lämpötilan muutos alkuperäisestä laskettuun keskiarvoon, 0 C;

Veden kokonaismäärä järjestelmässä, l

Missä - veden tilavuus vastaavasti vedenlämmittimissä, putkissa, laitteissa, l, 1000 W:n vesilämmitysjärjestelmän lämpötehoa kohti.

Syntyi paisuntasäiliö, joka oli suunniteltu kompensoimaan painetta. in res. jäähdytysnesteen lämpötilan laajeneminen lämpötilan noustessa; paine-erojen tasaus ja hydraulisten iskujen kompensointi max. temp. jäähdytysneste 100°C asti; komponenttien suojaus lämmitys- ja kuumavesijärjestelmien piireissä. ylipaineesta; jäähdytysnestehävikkien korvaus. nykyisessä lämmityskausi; ilman poistaminen järjestelmästä.

Alanumero. säiliöt: avoimet ja suljetut versiot.

Alanumero. tankit avata kuten teknisesti vanhentunut ja tähän päivään asti. vr. käytännöllinen ei käytetä. Avaa alanumero säiliö sijoitetaan lämmitysjärjestelmän yläpisteen yläpuolelle, yleensä rakennuksen ullakolle tai portaisiin. häkki ja peitetty lämpöeristyksellä.

Laajennukseen tankit suljettu tyyppi sisältää kalvosäiliöt, kat. comp. valmistettu teräsrungosta, joka on jaettu elastisella kalvolla kahteen osaan - neste- ja kaasuonteloihin. Säiliön nestemäinen osa on suunniteltu vastaanottamaan jäähdytysnestettä lämmitysjärjestelmistä ja kuumasta vedestä, säiliön kaasuosa täytetään korkeammalle tasolle. paine ilmalla tai typellä. Tarvittavan paineen ylläpitämiseksi säiliön kaasukammiossa on nippa.

Ilman poisto.

Vesijärjestelmissä lämmitysjärjestelmissä yläjohdoilla, käytä paisuntasäiliötä ilman ylimääräisiä laitteet. Järjestelmässä pohjasta on erityinen ilmanpoistoverkko, kytketty. hänet laajentamiseen säiliö tai ilmankerääjä (ilmanpoistoventtiileillä tai ruuveilla). Luotettavaa ilmanpoistoa ja vedenpoistoa varten asennetaan päälämpöputket. kaltevuuden kanssa. (vähintään 0,002) jäähdytysnesteen liikesuunnassa. Järjestelmissä, joissa on taidesirkus, liikkeen nopeus. vesi> ilman nousunopeus, joten linjat lasketaan nousuilla ulompiin nousuihin ja ilmankerääjät asennetaan korkeimpiin kohtiin.

Fanit.

Puhaltimien toimintaperiaatteen ja tarkoituksen mukaan jaetaan radiaaliseen (keskipakoiseen), aksiaaliseen, kattoon ja kattoon.

Radiaaliset (keskipakotuulettimet). . Tyypillinen radiaalipuhallin (keskipakotuuletin) koostuu kolmesta pääosasta: siipipyörästä, jossa on siivet (jota joskus kutsutaan roottoriksi), kierteen muotoisesta kotelosta ja rungosta, jossa on akseli, hihnapyörä ja laakerit.

Radiaalinen tuulettimen toiminta on seuraava: kun juoksupyörä pyörii, ilma tulee sisääntulon kautta pyörän siipien välisiin kanaviin, liikkuu näiden kanavien läpi keskipakoisvoiman vaikutuksesta, kerätään kierrekotelolla ja ohjataan ulostuloaukkoon. Siten ilma tulee keskipakopuhaltimeen aksiaalisuunnassa ja poistuu siitä kohtisuorassa akseliin nähden.

Aksiaalituulettimet. Yksinkertaisin aksiaalipuhallin koostuu holkkiin asennetusta ja sähkömoottorin akselille asennetusta siipipyörästä sekä kotelosta (kuoresta), jonka tarkoituksena on luoda suunnattu ilmavirtaus. Kun pyörä pyörii, ilma liikkuu puhaltimen akselia pitkin, mikä määrittää sen nimen.

Aksiaalipuhallin, verrattuna radiaaliseen tuulettimeen, aiheuttaa enemmän melua käytön aikana eikä pysty voittamaan suurempaa vastusta ilmaa liikutettaessa. Asuin- ja julkisissa rakennuksissa aksiaalipuhaltimia tulisi käyttää suurten ilmamäärien syöttämiseen, mutta jos yli 150-200 Pa painetta ei vaadita. Tuulettimia V-06-300-8A, V-06-300-10L ja V-06-300-12.5A käytetään laajalti julkisten ja teollisuusrakennusten poistoilmanvaihtojärjestelmissä.

Tuulettimen valinta . Puhallin valitaan virtauksen mukaan L, m 3 / h, ja vaadittu puhaltimen kokonaispaine p, Pa käyttöominaisuuksien avulla. Niissä tietylle pyörän nopeudelle annetaan riippuvuuksia toisaalta puhaltimen ilmansyötön ja toisaalta syntyvän paineen, tehonkulutuksen ja hyötysuhteen välillä.

Kokonaispaine p, jolla puhallin valitaan, on staattisen paineen, joka kuluu imu- ja poistoverkkojen vastuksen voittamiseksi, ja ilman nopeuden luovan dynaamisen paineen summa.

Arvo p, Pa, määritetään kaavalla

Tuuletinta valittaessa tulee pyrkiä varmistamaan, että vaadittu paine ja virtaus vastaavat enimmäisarvo Tehokkuus Tämä ei johdu pelkästään taloudellisista syistä, vaan myös halusta vähentää tuulettimen melua käytettäessä korkealla hyötysuhteella.

Puhaltimen sähkömoottorin tarvittava teho kW määräytyy kaavan mukaan

missä L- tuulettimen virtaus, m 3 /h; R- puhaltimen luoma paine, kPa; d], - puhaltimen tehokkuus sen ominaisuuksien mukaan; t 1рп on hihnakäytön hyötysuhde kiilahihnakäytöllä 0,95, litteällä hihnalla -0,9.

Sähkömoottorin asennettu teho määräytyy kaavan mukaan

Missä A- tehoreservikerroin

Tuulettimen sähkömoottorin tyyppi tulee valita ottaen huomioon viimeksi mainitun käyttöolosuhteet - pölyn, kaasun ja höyryn läsnäolo sekä huoneen palo- ja räjähdysvaaraluokka.

Kaasukäyttöiset kodinkoneet.

Lieden polttimet asennetaan kotitalouksien lämmitysuuneihin, kun ne muunnetaan kaasupolttoon. Laitetta käytetään uuneissa, joissa ei ole porttia, jotka on varustettu vetovakaimella, jatkuvalla ja jaksoittaisella polttotiloilla.

Laitteessa on kaksi toimintatilaa - normaali, kun pää- ja esipoltin toimivat, ja alennettu, kun vain esipoltin toimii. Alennettuun tilaan käytettäessä pääpolttimen venttiilin on oltava kiinni.

Lämmitysuunit voidaan varustaa poltinlaitteilla ja muilla automaattisilla turvalaitteilla, jotka on testattu määräysten mukaisesti, hyväksytty tuotantoon ja joilla on passi.

Kotitalouksien kaasuliesi

Takat on jaettu lattiaan ja pöytätasoon (kannettava). Pöytäliesillä ei ole uuni, ja niitä kutsutaan myös taganeiksi. Käytössä on neli-, kolmi- ja kaksipolttinen liesi.

Suunnittelun mukaan laatat valmistetaan vakiona ja mukavuudella. Deluxe-kaasuliesissä on uunivalaistus, suuritehoinen poltin, pöytäpoltinhanat kiinteällä ”pieniliekki”-asennolla sekä laite pöydän vaaka-asennon säätöön. Lisäksi ne voidaan varustaa pienitehoisella pöytäpolttimella, pöydän ja uunipolttimien sähkösytytyksellä, uunipaistopolttimella, sähkö- ja käsikäyttöisellä uunivardalla, uunin termostaatilla ja automaattisella palamisohjauksella.

1. Ihanteellinen kaasu, määritelmä ja sen ominaisuudet.

2. Termodynamiikka. järjestelmä, termodynamiikka. prosessi, ihanteellinen kaasuparametrit.

3. Ihanteellisen kaasun tilayhtälöt. Phys. kaasuvakion merkitys.

4. Ihanteellisen kaasun sisäinen energia. Tilan parametrit.

5. Kaasutyöt. Prosessiparametri.

6. Kaasun lämpökapasiteetti.

7. Kaasuseokset.

8. Termodynamiikan ensimmäinen laki, sen matemaattinen lauseke.

9. Termodynamiikan ensimmäisen pääsäännön lauseke hajoamiselle. termodynamiikka prosessit

10. Pyöreät syklit. Termodynaamiset ja jäähdytyskertoimet.

11. Carnot sykli. Carnot'n lause.

12. Todellinen kaasu. Höyryntuotanto PV-koordinaateissa. Höyryn muodostuksen lämpö. Höyryn kuivuustaso.

13. Märkä ilma. Sen ominaisuudet.

14. I-d-kaavio kosteasta ilmasta. Ilmankäsittelyprosessien tutkimus käyttäen I-d kaavioita.

15. Kehon lämpötilakenttä. Lämpötilagradientti.

16. Lämmönjohtokyky. Fourier'n laki.

17. Tasaisen seinän lämmönjohtavuus. Lämpöperusyhtälö.

18. Konvektiivinen lämmönsiirto. Newton-Richmannin yhtälö. Coeff. lämmönsiirto.

19. Lämmönsiirtokertoimen määritys kriteeriyhtälöiden avulla.

20. Säteilevä lämmönsiirto. Stefan-Boltzmann yhtälö.

21. Kirchhoffin ja Lambertin laki.

22. Lämmönsiirto. Ur-e ja lämmönsiirtokerroin tasaiselle seinälle.

23. Lämmönvaihtimet. Rekuperatiivisten lämmönvaihtimien lämmityspintojen määritelmä.

24. Sisätilojen mikroilmasto.

25. Kestää ulkoista lämmönsiirtoa. miekkailu. Niiden väliset suhteet.

26. Aitojen lämmönkestävyys. Lämmön absorptiokerroin S. Terminen hitausarvo D.

27. Aitojen ilmanläpäisevyys. Aitojen ilmanläpäisevyyden kestävyys.

28. Lämpöhäviöiden määritys aitojen läpi. Jäähdytyspintojen mittaussäännöt.

29. Lämpöhäviöiden määritelmä suurennuksella. indikaattoreita. Rakennuksen erityiset lämpöominaisuudet.

30. Lämmitysjärjestelmä: perus Sähköposti, luokka, vaatimukset, esittely. lämmitysasennukseen.

31. Johtopäätös painovoimainen paine kaksiputkiiseen lämmitysjärjestelmään.

32. Liikkeen määritelmä paine yksiputkijärjestelmässä.

33. Putkilinjajärjestelmäkeskus. lämmitysjärjestelmät, niiden liitännät, asennustavat.

34. Laajentaa säiliö, sen käyttötarkoitus, asennus, liitäntäkohta lämmitysjärjestelmän johtoihin, säiliön tilavuuden määritys.

35. Ilmanpoisto vesilämmitysjärjestelmistä.

36. Syst. höyryä. lämmitys. Toimintaperiaate, luokka, perus. järjestelmä. Ilmavuoto järjestelmästä höyryä. lämmitys. Alueella on käytössä kaasulämmitysjärjestelmä.

37. Lämpenee. laitejärjestelmä. keskusta. lämmitys. Luokka, vaatimukset heille. Ominaisuudet lämmitetyt tyypit laitteet.

38. Sijoitus ja asennus, lämmitysliitännät. laitteet järjestelmäputkistoja varten lämmitys. Kaaviot jäähdytysnesteen syöttämiseksi lämmityslaitteisiin.

39. Lämmönsiirtokerroin lämmitetään. laitteet. Laitteiden lämmityspinnan määritys.

40. Lämmityslaitteiden pinnan laskemisen ominaisuudet.

41. Lämmityslaitteiden lämpötehon säätö.

42. Polttoaine. Alkuainekoostumus. Polttoaineen lämpöarvo

43. Polttoaineen palaminen. Teoreettinen ja toimintaa tarvittava ilmamäärä polttoaineen polttoa varten.

44. Polttoaineen polttomenetelmät. Polttolaitteiden tyypit, niiden ominaisuudet.

45. Kattilan asennus. Def. Polttolaitteiden tyypit, niiden ominaisuudet.

46. Keskitetty lämmitys. Lämpövoimalaitoksen kaavio.

47. Lämmitysverkot, lämpöverkkojen asennusmenetelmät, eristystyypit.

48. Paikallisten lämmitysjärjestelmien liittäminen lämpöverkkoihin.

49. Ilmanvaihto, menetelmät sen määrittämiseksi.

50. Ilmanvaihtojärjestelmien tarkoitus ja luokitus

51. Luonnollinen ilmanvaihto: infektio, tuuletus, kanavailmanvaihtojärjestelmä.

52. Kanava pakokaasun painovoimainen ilmanvaihtojärjestelmä, muotoilu ja sen aerodynamiikka. laskeminen.

53. Mekaaninen ilmanvaihtojärjestelmä. Sen elementit.

54. Ilmanpuhdistuslaitteet.

55. Ilmanlämmityslaitteet.

56. Puhaltimet: aksiaali- ja keskipakopuhaltimien luokitus, toimintaperiaate. Fanien valinta.

57. Kaasun syöttö. Peruskaaviot. Kaasunsyöttöjärjestelmän rakentaminen.

58. Kaasukäyttöiset kodinkoneet.

Ihanteellinen kaasu, määritelmä ja ominaisuudet.

Kaasuja, joiden molekyyleillä ei ole vuorovaikutusvoimia ja molekyylit itse ovat aineellisia pisteitä, joiden tilavuus on mitätön, kutsutaan ns. ihanteellisia kaasuja. Ideaalikaasun käsite otettiin käyttöön termodynaamisten prosessien tutkimuksen yksinkertaistamiseksi ja yksinkertaisempien laskentakaavojen saamiseksi.

Ideaalikaasun ominaisuudet molekyylikineettisten käsitteiden perusteella määritetään ihanteellisen kaasun fysikaalisen mallin perusteella, jossa on tehty seuraavat oletukset:

Kaasupartikkelin tilavuus on nolla (eli molekyylin halkaisija on mitätön verrattuna niiden keskimääräiseen etäisyyteen);

Momentti välittyy vain törmäysten aikana (eli molekyylien välisiä houkuttelevia voimia ei oteta huomioon, ja hylkivät voimat syntyvät vain törmäysten aikana);

Kaasupartikkelien kokonaisenergia on vakio (eli lämmönsiirrosta tai säteilystä ei tapahdu energiansiirtoa);

Molekyylien välinen vuorovaikutusaika on mitätön verrattuna keskimääräiseen törmäysaikaan;

Kaasujen molekyylikineettisen teorian pääkohde on niin kutsuttu "ideaalikaasu". Ihanteellinen kaasu ymmärretään harvennetuksi väliaineeksi, jossa on monia (erittäin suuri määrä) hiukkasia, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa paitsi harvinaisten törmäysten kautta. Jokainen väliaineen hiukkanen liikkuu kaoottisesti ja muista riippumatta. Jokaisella hiukkasella on klassisen mekaniikan tavanomaiset fysikaaliset parametrit, kuten massa ja nopeus. Ja myös näiden määrien johdannaiset - energia ja impulssi. Partikkelikokoja pidetään merkityksettöminä suhteessa tarkasteltavan fyysisen järjestelmän muihin tunnusomaisiin kokoihin. Tarkemmin sanottuna ideaaliselle kaasulle on tunnusomaista seuraavat ominaisuudet, jotka seuraavat suoraan tästä määritelmästä:

• Koska hiukkaset eivät käytännössä ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, niiden potentiaalienergia on mitätön verrattuna niiden kineettiseen energiaan. Tämä koskee myös perusvoimia, kuten painovoimaa, joita ei huomioida.
• Hiukkasten törmäyksiä pidetään elastisina, ts. sama kuin ehdottoman kovien pallojen, kuten biljardipallojen, törmäykset. Kun ne törmäävät toisiinsa, hiukkaset eivät "tartu" toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että törmäysprosessin käyttämä aika voidaan jättää huomiotta.
• Ihanteellinen kaasu katsotaan yhdessä tietyn tilavuuden kanssa, jonka se vie. Hiukkasten kokonaistilavuuden oletetaan olevan mitätön verrattuna niiden viemään tilavuuteen.

Bottom line: puhumme erittäin harvinaisesta väliaineesta ilman vastusta ja muita ulkoisia vuorovaikutuksia, jotka koostuvat merkityksettömän kokoisista elastisista hiukkasista (molekyylit, atomit).

Ihanteellisen kaasun makroskooppiset ominaisuudet

Ideaalisella kaasulla astiassa, kun sitä tarkastellaan kokonaisuutena (eli makroskooppisena kohteena), on tietty joukko makroskooppisia ominaisuuksia, jotka eivät riipu sen yksittäisten hiukkasten käyttäytymisestä. Nämä ominaisuudet johdetaan ihanteellisen kaasun yksittäisten hiukkasten keskimääräisistä energioista. Näitä indikaattoreita ovat mm lämpötila Ja paine ihanteellinen kaasu.

• Lämpötila ihanteellinen kaasu - on ideaalikaasun molekyylien keskimääräisen kineettisen energian mitta.
• Paine ihanteellinen kaasu - on mittaa keskimääräistä kineettistä energiaa iskuissa pienessä, täysin elastisessa alustassa, joka on sijoitettu kaasuun.

Jo lämpötilan ja paineen määritelmän perusteella pitäisi olla selvää, että nämä parametrit riippuvat toisistaan. Itse asiassa, jos astian seinämien annetaan laajeta vapaasti, suhteellisuuslaki pätee: p~T, missä p on paine ja T on lämpötila.

Ihanteellisen kaasun käyttäytymisen lait

Riippuen astian tilavuudelle, painearvolle tai lämpötila-arvolle asetetuista ehdoista on mahdollista saada erilaisia ​​erityisiä ihanteellisen kaasun käyttäytymismalleja:

• Boyle-Mariotten laki(lämpötilaa pidetään vakiona).
• Gay-Lussacin laki(painetta pidetään vakiona).
• Charlesin laki(vakio äänenvoimakkuus).

On muitakin suhteita. Vastaavat kaavat näkyvät alla olevassa kuvassa: