Specifična toplina zraka. Fizička svojstva tvari

Zrak oko nas ima važnu ulogu u životu bioloških organizama koji žive na planeti Zemlji. Ali ljudska aktivnost, povezana s različitim tehnološkim procesima, prepoznala je tu tvar kao tehnički važan plin. Bio je temeljito proučavan fizička svojstva.

Teškoća rada s zrakom je da je neujednačena tvar i rješenje je iz velikog broja komponenti. Ipak, prisutna je neka vrsta stabilnosti njegova sastava.

Prirodni recept za vitalni plin (zrak) uključuje praktički stabilan skup sastojaka. Do danas imaju sljedeći postotak: dušik zauzima 78 posto, kisik-20, ugljični dioksid-0,03 posto. Para, ostali plinovi, pa čak i čvrste čestice zauzimaju oko jedan i pol posto. Specifična toplina zrak ne ovisi samo o drugim fizikalnim čimbenicima, nego također ovisi o unutarnjem sadržaju (sastavu) plina.

Zbirka i analiza podataka o termodinamičkim svojstvima zraka bili su troškovnički radnički kolektivi najvećih svjetskih laboratorija. Ove su studije potekle od kraja XIX. Stoljeća i aktivno se provode do danas. Njihovi se rezultati koriste u izračunu raznih postrojenja za razdvajanje energije i zraka, uređaja za kemijsku industriju i drugih uređaja.

Specifična toplina zraka je količina koja određuje iznos toplinska energija, što je potrebno potrošiti, tako da je jedan kilogram ovog plina promijenio temperaturu za jedan stupanj (kelvin). S obzirom na prethodno navedenu ovisnost ove količine na mnoge čimbenike za inženjerske svrhe, stvaraju se različiti grafikoni i tablice. Oni pokazuju kako specifična toplina zraka varira s temperaturom ili vlagom.

Za dublje proučavanje ove tvari provedeni su eksperimenti, za koje je korišten suhi zrak, pročišćen od ugljičnog dioksida. U prvom stupnju odredi specifična toplina pri konstantnom tlaku (Cp), drugi kod konstantnog volumena (CV) i slične indikacije termometrom. Zanimljivo, na 0 ° Cp vrijednost je bila 0,2402 cal / C-Cv gmiddot i istog plina - 0,1713 cal / gmiddot C. Omjer tih količina daje sljedeći termodinamički indeks, koji je od velike važnosti za termodinamiku.

Da bi se odredila konstanta plina (R), izračunajte razlike u specifičnim toplinskim vrijednostima plina pod stalnim tlakom (Cp) i konstantnim volumenom (Cv). Fizičko značenje ove količine je odrediti rad ekspanzije, na primjer, jedan kilogram plina (zraka) s povećanjem njegove temperature za jedan stupanj (kelvin).

U prethodnim eksperimentima proučavana su fizikalna svojstva suhog zraka. U stvarnoj praksi, uzmite u obzir postotak sadržaja pare (vlage) u njemu. Specifična toplina Zrak koji sadrži određenu količinu vode (paru) ima svoje ovisnosti i obrasce promjene.

Vlažan zrak je postao predmet smjera u fizičkom istraživanja, jer je sadržaj pare u njoj ima utjecaj na brojne fizičke, pa čak i kemijskih procesa. Živi organizmi nisu iznimka. Promjena vlage ne samo utjecati na uvjete mikroklime prostor (uredi, radionice, laboratorije), ali također ima utjecaj na učinkovitost zaposlenika, sigurnosti velikog broja tvari, pa čak i funkcioniranju pojedinih uređaja.

Ne samo izjava činjenica, već i potraga za različitim načinima utjecaja na svojstva zraka predmet je znanstvenog istraživanja. Oni su od velike važnosti u najrazličitijim područjima ljudske djelatnosti, od kemijske industrije do izgradnje stambenih prostora.