Фізичні одиниці вимірювання

Сила, з якою на квадратний сантиметр площі діє стовп повітря, що піднімається над рівнем моря і доходить до верхнього краю атмосфери, становить приблизно 10,13 Н. Тому абсолютне атмосферний тиск на рівні моря приблизно дорівнює 10,13? 104Н на квадратний метр і називається 1 па (паскаль). Паскаль - одиниця виміру тиску в системі СІ. Розрахунок основних величин показує, що 1 бар = 1? 105 Па. Чим вище ви знаходитеся над рівнем моря, тим нижче атмосферний тиск, і навпаки.

Більшість манометрів реєструють різницю між тиском в посудині і місцевим атмосферним тиском. Тому, щоб визначити абсолютний тиск, потрібно додати значення місцевого атмосферного тиску.

Температуру газу, на відміну від тиску, чітко визначити значно важче. Температура - показник величини кінетичної енергії молекул. Вони рухаються тим швидше, чим вище температура, і всякий рух припиняється при абсолютному нулі. На цьому заснована шкала Кельвіна. В інших відносинах вона градуирована точно так же, як і шкала Цельсія. Співвідношення між температурами:

T - абсолютна температура, К

t - температура. З
теплоємність

Питома теплоємність речовини являє собою кількість теплоти, необхідної для підвищення температури 1 кг цієї речовини на 1 К. Відповідно, розмірність теплоємності буде Дж / (кг х К). Отже, розмірність мольной теплоємності буде Дж / (моль х К).

Зазвичай використовуються такі позначення:

сp - теплоємність при постійному тиску

СV - теплоємність при постійному об'ємі

Cp - молярна теплоємність при постійному тиску

Cv - молярна теплоємність при постійному об'ємі

Тут показано співвідношення між шкалами Цельсія і Кельвіна. На шкалі Цельсія 0 ° встановлено в точці замерзання води; на шкалі Кельвіна 0 ° встановлено на абсолютному нулі.

Теплоємність при постійному тиску завжди більше, ніж теплоємність при постійному обсязі. Теплоємність речовини не є постійною величиною і зазвичай зростає з підвищенням температури.

Для практичного застосування найчастіше може використовуватися середнє значення. Для рідин і твердих речовин це сp. СV. с. Тоді потужність, споживана на нагрів масової витрати з t1 до t2 складе:

Q - теплова потужність, Вт

m - масова витрата, кг / с

c - питома теплоємність, Дж / (кг? К)

T - температура, К

Поясненням того, чому сp перевищує СV, є робота по розширенню, яку газ повинен виконати при постійному тиску. Ставлення сp до СV. зване k, є функцією від кількості атомів в молекулі:

Механічну роботу можна визначити як добуток сили на відстань, на протязі якого на тіло діє сила.

Точно так само і для теплоти: робота являє собою енергію, яка передається від одного тіла до іншого. Різниця полягає в тому, що замість сили діє температура.
Прикладом може послужити стиснення газу в циліндрі за рахунок переміщення поршня. Стиснення відбувається під дією сили, рушійною поршень. У той же час енергія передається від поршня до що знаходиться в циліндрі газу. Ця енергія перетворюється в роботу в термодинамічній сенсі. Сума підводиться і переданої енергії завжди постійна. Робота може дати різні результати, наприклад, зміна потенційної енергії, кінетичної енергії або теплової енергії.

Механічна робота, пов'язана зі змінами обсягу газу або газової суміші, є одним з найважливіших процесів в термодинаміці. Одиницею роботи в системі СІ є джоуль. 1 Дж = 1 Н х м = 1 Вт х с.

Потужність є робота, виконувана за одиницю часу. Одиницею потужності в системі СІ є ват. 1 Вт = 1 Дж / с.

Наприклад, потужність, що підводиться до приводного валу компресора витрачається на теплоту, що випромінюється системою і теплоту, яка витрачається на збільшення потенційної енергії газу.

Одиницею вимірювання об'ємної витрати служить м3 / с. Однак, коли говорять про об'ємної витрати, часто використовують літри в секунду (л / с), як, наприклад, і випадку з компресорами. Цей об'ємний витрата називається продуктивністю компресора і виражається або у вигляді нормальних літрів в секунду (Nл / с), або у вигляді витрати газу з вільним випуском (л / с).

При використанні одиниці виміру "нормальний літр в секунду" (Nл / с) витрата повітря перераховується і приводиться до "нормального стану", тобто 1,013 бар і 0? С. Ця одиниця використовується переважно в тому випадку, коли ви хочете точно визначити масовий витрата.

Якщо ви маєте справу з витратою повітря з вільним випуском, то такий витрата перераховується для стандартних умов впуску (тиск впуску і температури впуску). Відповідно, ви визначаєте, скільки літрів повітря перекачується, якби він міг знову розширитися до стану зовнішнього середовища. Співвідношення між двома об'ємними витратами (зверніть увагу, що в наведеній нижче формулі не враховується вологість):

Qi - об'ємний витрата як витрата з вільним випуском, л / с

Qn - об'ємна витрата в нормальних літрах в секунду, Nл / с

ti - температура повітря на впуску. З

pi - тиск повітря на впуску, бар