Возьмите в руки металлическое украшение с любым камнем. Камушек будет греться достаточно долго, в то время, как металл у этого же украшения нагреется значительно быстрее. У этих материалов разная теплоемкость — давайте разбираться, что это значит.
· Обновлено 28 октября 2022
Нагревание и охлаждение
Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.
Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.
Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.
Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.
Виу-виу-виу! Внимание!
Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача.
Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.
В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.
А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Виды теплопередачи
Теплопередача — процесс передачи теплоты (обмена энергией).
Здесь все совсем несложно, видов всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность
Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.
Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.
Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.
Конвекция
Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.
Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.
Излучение
Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.
Если мы греемся у камина, то получаем тепло конвекцией или излучением?
Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.
Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета
Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.
С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:
Удельная теплоемкость вещества
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:
Удельная теплоемкость вещества
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]
Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:
Количество теплоты, необходимое для нагревания тела
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!
Бесплатные занятия по английскому с носителем
Занимайтесь по 15 минут в день. Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.
Записаться на интенсив
Таблица удельных теплоемкостей
Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.
Газы
C, Дж/(кг·К)
Источник: skysmart.ru
Сколько джоулей в Гц?
Отсюда, сколько джоулей в ватте? Ватты определяются как 1 Ватт = 1 Джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с), что означает, что 1 кВт = 1000 Дж / с. Ватт — это количество энергии (в Джоулях), которое электрическое устройство (например, свет) сжигает за секунду своей работы. Таким образом, лампа мощностью 60 Вт сжигает 60 Джоулей энергии каждую секунду, когда она включена.
Как перевести джоули в частоту?
Кроме того, джоули и герцы — это одно и то же? Джоули — это мера энергии, Герц означает циклов в секунду.
Похожие страницы:Блог
Какие есть 3 вида налогов?
Как найти среднюю точку между двумя точками?
Как вы делаете кадровые прогнозы?
Как найти начальную скорость, зная только время?
Как найти джоули по частоте?
Что такое 1 лошадиная сила или 1 HP в ваттах?
Одна электрическая лошадиная сила в точности равна 746 Вт.
Сколько джоулей в молнии? При среднем ударе молнии из облака в землю, содержащем примерно один миллиард (1,000,000,000) джоулей энергии, это много энергии в каждой молнии!
Сколько ватт составляет 3 джоуля? Таблица Джоулей в Ватт для преобразования, эквивалентности, преобразования (Секунды: 60s):
| 1 Джоуля | Эквивалентно 0.017 Вт |
| 2 Джоуля | 0.033 Вт |
| 3 Джоуля | 0.050 Вт |
| 4 Джоуля | 0.067 Вт |
Как перевести джоули в длину волны?
Также Как рассчитать мощность по частоте? Напомним, что угловая частота равна ω = 2 π f ω = 2 π f , поэтому мощность механической волны равна квадрат амплитуды и квадрат частоты волны.
Как перевести Гц в секунды?
Чтобы преобразовать герц в продолжительность секунд, разделите количество циклов на число герц (циклов в секунду). Чтобы преобразовать герцы в секунды, чтобы определить продолжительность одного полного цикла, разделите одну секунду на частоту в герцах. В качестве примера. Для сигнала 10 Гц один цикл будет составлять 1/10 или 0.1 секунды.
Что такое длина волны H? Длина волны связана с энергией и частотой соотношением E = hν = hc/λ, где E = энергия, h = постоянная Планка, ν = частота, c = скорость света и λ = длина волны.
Герцовых циклов в секунду?
Герц (Гц) = Один герц равен одному циклу в секунду.. Цикл = одна полная волна переменного тока или напряжения.
Как перевести длину волны в джоули?
Как рассчитать мощность? Мощность равна работе, разделенной на время.
В этом примере P = 9000 Дж/60 с = 150 Вт. Вы также можете использовать наш калькулятор мощности для поиска работы — просто введите значения мощности и времени.
Как перевести длину волны в джоули?
Как вы рассчитываете джоули?
В форме уравнения: работа (джоули) = сила (ньютоны) x расстояние (метры), где джоуль — это единица работы, как определено в следующем абзаце. На практике даже небольшая сила может сделать много работы, если приложить ее на большом расстоянии.
Сколько мощности потребляет двигатель мощностью 1.5 л.с.? 1.5 л.с. = 1 кВт =0.3 кВтч по 20 минут в день. Следовательно, 0.37 единицы электроэнергии в сутки. Таким образом, энергия, необходимая в день, равна = 1.119/3 = 0.373 кВтч.
Какой ток потребляет двигатель мощностью 1.5 л.с.?
Преобразование общей мощности в амперы
| 1 HP | 6.91 | 90% |
| 1.25 HP | 8.63 | 90% |
| 1.5 HP | 10.4 | 90% |
| 1.75 HP | 12.1 | 90% |
Сколько ватт равняется 2 лошадиным силам? Таблица преобразования лошадиных сил (метрических) в ватт
| 0.01 лошадиных сил (метрическая система) | 7.3549875 W |
| 0.1 лошадиных сил (метрическая система) | 73.549875 W |
| 1 лошадиных сил (метрическая система) | 735.49875 W |
| 2 лошадиных сил (метрическая система) | 1470.9975 W |
Сколько джоулей в пунше?
Средний человек генерирует около 100-110 футо-фунтов или 135-150 Дж со своим средним ударом.
Сколько джоулей потребляет средний дом? Это потому, что по всей стране средний домашний потребитель покупает около 9800 киловатт-часов ( 36 гигаджоулей (ГДж).
Может ли молния питать город?
Хотя это правда, что одна молния могла питать весь город Санта-Фе примерно на минуту., есть некоторые проблемы с захватом молнии в качестве источника энергии. … Но на самом деле только часть этой энергии находится в форме электрического тока — большая часть энергии идет на нагрев воздуха.
Источник: reviews.tn
Газовая пружина 150 атмосфер сколько джоулей?
Вы можете войти или зарегистрироваться, чтобы добавить ответ и получить бонус.
Лучшие предложения
- Бывает ли у кошек аллергия на людей?
- В честь кого были названы конфеты MА». Только она даёт право на управление рассматриваемым в вопросе скутером.
Источник: vamber.ru
vasiliybalanyuk
Когда начинаешь разбираться в вопросе расчета тепловой энергии, это кажется таким сложным, предполагаешь, что в этих вычисления может разобраться только академик, и то со специализацией в вопросах ЖКХ (наверное, таких не бывает). Но когда обрастаешь терминами и привыкаешь к сути этого вопроса, все проясняется и становится не таким страшным.
Существует мнение, что на постсоветском пространстве мы как всегда отличаемся от планеты всей и вместо того, чтобы считать тепловую энергию в джоулях (Дж), мы ее считаем в давних внесистемных единицах измерения калориях, вернее в производных от калории единицах измерения тепловой энергии – гигакалориях (Гкал). По сути это то же самое, только с дополнительными девятью нулями (109 калорий).
В связи с тем, что в различных сферах деятельности за эталонную температуру воды принимается различная температура, существует несколько разнящихся определений калории в джоулях (Дж).
1 калм = 4,1868 Дж (1 Дж ≈ 0.2388459 калм) Международная калория, 1956 год.
1 калт = 4,184 Дж (1 Дж = 0.23901 калт) Термохимическая калория.
1 кал15 = 4,18580 Дж (1 Дж = 0.23890 кал15) Калория при 15°C.Единица измерения Джоуль (Дж), является единицей энергии в системе СІ.
Она определяется как работа силы в один Ньютон на расстоянии в 1 метр, из этого следует, что 1 Дж = 1 Н*м =1 кг*м**2/сек**2. В свою очередь это связанно с определением единицы массы в килограммах (кг), длиной в метрах (м) и времени в секундах (сек) в системе СІ.
Один Дж = 0,239 калории, один ГДж = 0,239 Гкал, а одна гигакалория = 4,186 ГДж.На сегодняшний день, как известно в большей степени, прекрасной половине человечества, в калориях принято измерять энергетическую ценность (калорийность) продуктов питания – Ккал. Весь мир давно забыл об использовании Гкал для оценки в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве, а мы настойчиво продолжаем этаким образом считать.
Но как бы там ни было, отсюда появляется еще одна производная единица измерения Гкал/час (гигакалория в час). Она то и характеризует количество тепловой энергии использованной или произведённой тем или иным оборудованием или теплоносителем за один час. Гкал/час как величина эквивалентна тепловой мощности, но это нам пока не нужно.
Для лучшего понимания вопроса давайте немного посмотрим еще на некоторые единицы измерения и сделаем простые арифметические вычисления.
Еще раз, так, для закрепления понимания. Одна Калория равна 1 калории, одна Килокалория равна 1000 калорий, одна мегакалория равна 1 000 000 калорий, одна Гигакалория равна 1 000 000 000 (1×109 калорий)
Одна калория выделяет количество тепла, которого необходимо для нагрева одного грамма воды на один градус Цельсия при давлении в одну атмосферу (давление тоже пока опустим, хотя это неизменное значение всех формул и его стандартное значение атмосферного давления равно 101,325 кПа).
Теперь мы можем предположить, что Гигакалория на один квадратный метр общей площади помещения, является величиной расхода тепловой энергии на отопление помещения. И как подтверждение сказанному эту единица измерения предусмотрели в «Правилах предоставления коммунальных услуг для применения в расчётах».
Другими словами одна гигакалория (Гкал) подогревает одну тысячу кубических метров воды на один граду Цельсии или около 16,7 кубических метра воды на 60 градусов Цельсия (1000/60=16,666667).
Эта информация может пригодиться при оценке показателей счетчиков горячего водоснабжения (ГВП).
Тепловые счетчики ведут свой учет в единице измерения Гкал или, редко, в мегаджоулях. Энергогенерирующие компании в своих расчетах, как известно, используют Гкал.
Каждое топливо при сгорании, имеет свои показатели теплоотдачи на определенное количество этого топлива, так называемые теплотворные способности твердого и жидкого топлива измеряются в Ккал/кг. Если интересно то посмотрите в нете, но как пример, скажу, что в расчетах используется условное топливо, теплотворные способности которого приравниваются к 7 Гкал на 1 тонну топлива, а для природного газа – 8,4 Гкал на 1 тысячу кубометров газа.
Если вы усвоили все эти значения, мы можем попробовать проверить энергетическую компанию или своих соседей теплотеррористов, не выходя из квартиры!
Как всех проверить, не выходя из квартиры?
Как утверждает источник этой информации, если вы сможете провести все эти расчеты правильно, то на основании своих цифр вы сможете проверить энергетическую компанию и выставить претензию своей эксплуатирующей организации или ОСМД, с требованием перерасчета.
Давайте попробуем это сделать с помощью данных полученных на форуме по адресу сайта: gro-za.pp.ua/forum/index.php?topic=4436.0
Итак, еще немного цифр для «усвояния»:
Киловатт-час. Применяется в основном при расчетах за электроэнергию (в электросчетчиках). Происходит от единицы мощности, которая имеет название Ватт (Вт) и равняется энергии в 1 Дж, использованной в течение 1 сек.
Например, электрическая лампочка мощностью 60 Вт в течение 1 часа потребляет 60 Втг=0,060 КВтг энергии. Или в джоулях и килокалориях: 1 КВтг = 3600 КДж = 860,4 Килокалорий = 0,8604 мегакалорий; 1 гигакалория = 1162,25 КВтг = 1,16225 МВтг (часов мегаватта); 1 МВтг = 0,8604 Гкал. Единица мощности Ватт используется при оценках теплоотдачи приборов отопления (теплорадиаторов).
Итак, как эту информацию можно использовать в интересах потребителя услуг по центральному отоплению?
Для этого нам нужно усвоить еще некоторые данные. Ниже предлагается справочная информация по теплоотдаче двух типов радиаторов.
Если вашего типа радиатора среди этих двух нет, вам не повезло, значит, если «вам повезет» вы найдете подробную информацию о радиаторе вашего типа в нете или в каких-нибудь справочниках.ИТАК, ПЕРВЫЙ ТИП РАДИАТОРА. Номинальная теплоотдача алюминиевого радиатора типа Calidor итальянской фирмы Fondital (по норме EN 442-2) составляет Q=194 Вт при Dt=(Трад-Тпов)=60 градусов Цельсия, где Трад – средняя температура воды в радиаторе, Тпов — температура воздуха в помещении. Трад равняется разнице температур воды на входе и выходе радиатора. При однотрубной подаче теплоносителя эта разница практически равняется температуре на входе. Для других значений Dt является величиной теплоотдачи, которая берется з поправочным коефициентом К=((Dt/60))^n, де ^ — операция возведения в степень, n=1,35.
Пример: температура радиатора 45 градусов, температура воздуха 20 градусов. Тогда К= ((45-20)/60)^1,35 = 0,3067, а Q = 194 х 0,3067 = 59,5 Вт — втрое меньше от номинала!
ВТОРОЙ ТИП РАДИАТОРА. Наиболее распространенный радиатор отопления – чугунный МС-140М4 500-0,9. В справочниках указывается мощность теплового излучения для чугунной секции МС-140 в размере 160—180 Вт при температуре теплоносителя 90°C. Но, эта теплоотдача достижима только при идеальных (лабораторных) условиях, которые в реальной жизни недосягаемы.
Потому, что мощность излучения значительно зависит от температуры, поэтому реальная теплоотдача чугунной секции при 60°C будет не более 80 Вт, а при 45°C — около 40 Вт. Поступление нагретой воды от внутридомовой системы в чугунной батарее происходит произвольно.
Чтобы средняя температура всего радиатора была 60°C, необходимо обеспечить подачу воды хотя бы с температурой 75°C, тогда в “обратку” пойдет вода с температурой около 45°C. Подсчитайте, какой мощности должен быть теплообменник, чтобы нагреть тонну води до уровня температуры 75°C.
Необходимо взять во внимание, что десять градусов тратится в толстых металлических трубах, которые подводятся к дому. Поэтому элеваторный узел (теплообменник) должен отдавать 85. 90°C и работать на грани возможного. Обеспечить температуру чугунного радиатора 90°C водяными (не паровыми) системами отопления невозможно и небезопасно — получить ожоги можно и при 70°C.
К тому же необходимо заметить, что шторы на радиаторе приводят к уменьшению теплоотдачи на 10–18%, площади чугунного радиатора, покрытие масляной краской дает уменьшение теплоотдачи на 13%, а покрытие цинковыми белилами увеличивает теплоотдачу на 2,5%.Имея данные о фактической температуре теплоносителя на входах квартирных радиаторов отопления, данные о теплоотдаче (в Ваттах) одной секции теплорадиатора при номинальной температуре, делаете расчет фактической теплоотдачи при фактической температуре теплоносителя. Полученные данные перемножаете на количество секунд времени, в течение которого имели место результаты измерений/вычислений. Получите количество тепловой энергии в Джоулях. Делаете пересчет в гигакалории.
После этого делаете вывод, кто кому и сколько должен. Если вам должны, подаете претензию балансодержателю дома с требованием о пересчете.
ПРИМЕР:
Пусть одна секция радиатора ЦО фактически отдает 30 вт. Пусть площадь квартиры составляет 84 кв.м. По вышеприведенной рекомендации следует иметь 1 секцию на 1 кв.м, то есть все нужно 84 секции, или 6 радиаторов, по 14 секций. Мощность одного радиатора составляет 30х14 = 420 вт = 0,42 КВт. За сутки один радиатор отдаст 0,42х24=10,08 КВтг теплоэнергии, а 6 радиаторов — соответственно 10,08х6 = 60,48 КВтг.За месяц получим 60,48х30 = 1814,4 КВтг. Переводим в гигакалории: (1814,4/1000) = 1,8144Мвтг. х 0,8604 = 1,56 Гкал. Отапливаемый сезон продолжается 6 месяцев, из которых более-менее полноценное отопление нужно в течение 5 месяцев, потому что в первой половине апреля погода бывает уже теплой. А вторая половина октября также без заморозков.
Таким образом, при отмеченных параметрах получите 1,56 х 5 = 7,8 Гкал. вместо нормативных 0,147 Гкал/кв.м х 84 кв.м = 12,348 Гкал. То есть, Вы получили лишь 100% х 7,8 / 12,348 = 63% нормативного объема теплоэнергии, а 37% составляют лишние начисленные средства за ЦО.
Надеюсь всем все понятно, а если не понятно, то я не виноват!
Как бы там ни было, думаю, что мы уже готовы к главному разделу нашего разговора.
Источник: vasiliybalanyuk.livejournal.com
Плотность воздуха: виды, формула, расчет онлайн, зависимость от других параметров
Плотность воздуха показывает, сколько весит 1 кубический метр газа. При нормальных условиях в расчетах принимают плотность 1,2 кг/м³. Но в зависимости от других параметров воздуха его плотность может изменяться в диапазоне от 0,9 кг/м³ до 1,4 кг/м³. В этой статье мы подробно рассмотрим, когда и какие формулы и значения следует применять.
- Расчет плотности воздуха на калькуляторе онлайн
- Формула плотности воздуха
- Плотность воздуха в различных единицах
- Другие виды плотности воздуха
- Молярная
- Удельная
- Плотность наружного воздуха
- Плотность воздуха в помещении (внутреннего)
- Плотность при изменении температуры, давления, влажности
Расчет плотности воздуха на калькуляторе онлайн
Самый точный способ определить плотность воздуха – воспользоваться нашим онлайн-калькулятором. Он учитывает большинство параметров воздуха, таких как температура, давление, высота над уровнем моря и относительная влажность.
После указания исходных данных вы можете сохранить ссылку на результаты расчета. Для этого нажмите кнопку «Копировать» в нижней части онлайн-калькулятора. По этой ссылке всегда будет доступен расчет плотности именно для тех данных, которые вы указали.
Формула плотности воздуха
Найти плотность воздуха можно при помощи уравнения Менделеева-Клапейрона:
ρ = p · M / (R · T), где
- p – атмосферное давление (нормальное значение 101 325 Па),
- M – молярная масса (29 г/моль, если точнее то 28,98 г/моль),
- R – газовая постоянная 8,314 Дж/(моль·К),
- Т – температура воздуха в Кельвинах (К), что на 273° больше, чем в Цельсиях.
Величину R/M называют газовой постоянной для воздуха. Она равна 283 Дж/(кг·К):
- R/M = 8,314/29 = 0,287 Дж/(г·К) = 286,7 Дж/(кг·К)
Тогда формулу для плотности сухого воздуха в зависимости от давления и температуры можно записать следующим образом:
Главное – помнить, что температура должна быть выражена в Кельвинах (273,16 + °С). Например, если подставить нормальное давление (101 325 Па) и температуру 0°С, то получим:
- При 0°С: ρ = 101 325 / (286,9·273,16) = 1,293 кг/м³
- При 20°С: ρ = 101 325 / (286,9·293,16) = 1,2047 кг/м³
Плотность воздуха в различных единицах
Обычно плотность измеряют в килограммах на кубический метр (кг/м³). И тогда в формулы подставляют значение 1,2кг/м³. Это соответствует единицам измерения таблице СИ.
Но иногда вам может понадобиться значение плотности, выраженное в других единицах:
Плотность в кг/м³
В других единицах
Как получить, зная кг/м³
Как перевести в кг/м³
Умножить на 1000
Разделить на 1000
Разделить на 1000
Умножить на 1000
Разделить на 13,187
Умножить на 13,187
Другие виды плотности воздуха
Помимо обычно плотности и её зависимости от температуры, влажности и давления часто говорят о молярной и удельной плотности, а также о плотности внутреннего и наружного воздуха. Рассмотрим эти понятия подробнее.
Молярная
На самом деле такого понятия, как молярная плотность воздуха не существует. Чаще всего речь идет о молярной массе. Она равна 29,98г/моль, но её обычно округляют до 29 г/моль.
Рассчитывается молярная масса воздуха следующим образом:
Молярная масса любого вещества равна массе атомов, в ходящих в его состав. В состав воздуха входит 75% азота и 25% кислорода. Атомная масса азота (N₂) равна 28г/моль. Атомная масса кислорода (О₂) равна 32 г/моль. Учитывая состав воздуха, получим:
- Молярная масса воздуха = 75%*28 + 25%*32 = 29г/моль.
Более точное значение – 28,98 г/моль.
Если вы забыли молярную массу воздуха, то её можно легко вычислить в уме, зная молярные массы азота и кислорода. Рассуждения следующие:
Если бы воздуха состоял только из азота, его молярная масса была бы равна 28 г/моль. Но ¼ воздуха – это кислород, молярная масса которого на 4 г/моль больше. Значит, к 28 надо добавить ¼ от 4 г/моль. Получится как раз 29 г/моль.
Удельная
Удельной плотности воздуха тоже не существует. Здесь обычно речь идет об удельной массе, а это и есть обычная плотность. При нормальных условиях (1 атм. и +20°С) принимают значение 1.2041 кг/м³ или просто 1,2 кг/м³.
Плотность наружного воздуха
Плотность воздуха практически не зависит от того, наружный это воздух или нет. Формула ρ=p·M/(R·T), где
- p – атмосферное давление,
- M – молярная масса (29 г/моль),
- R – газовая постоянная 8,314 Дж/(моль·К),
- Т – температура воздуха в Кельвинах (К)
одинакова для любого газа.
Но всё-таки небольшая разница возможна. Наружный воздух в городах обычно сильнее загрязнен, в нем больше примесей, и его молярная масса за счет наличия тяжелых загрязняющих газов выше. Кроме того, в нем может быть меньше кислорода (О₂, молярная масса 32 г/моль) и больше углекислого газа (СО₂, молярная масса 46 г/моль).
В итоге из-за повышенной загрязненности плотность наружного воздуха в городах может быть на 0-2% выше, чем при нормальных условиях 1,2 кг/м³.
С другой стороны, в лесу и на природе загрязнителей нет, углекислота тоже отсутствует, а кислорода больше. В итоге плотность будет близка или даже чуть ниже нормальной (1,2 кг/м³).
Плотность воздуха в помещении (внутреннего)
Здесь также всё зависит от состава воздуха и степени его свежести. В квартирах, домах и помещениях обычно меньше загрязнений, чем на улицах города, особенно если в приточной вентиляции предусмотрен фильтр.
Но в помещениях есть другая беда – их редкое проветривание, в результате чего возрастает доля углекислого газа, молярная масса которого выше, чем у воздуха (см. выше). В итоге плотность должна постепенно возрастать…
Но на практике этого не случается, так как с ростом СО₂ также увеличивается относительная влажность, а иногда и температура внутреннего воздуха. Оба фактора – за снижение плотности, и они имеют более сильный вес. В итоге плотность воздуха в помещении обычно ниже нормальной и находится на уровне 1,18. 1,19 кг/м³.
Плотность при изменении температуры, давления, влажности
Каждый из параметров – температура, давление и высота над уровнем моря, влажность – оказывает влияние на плотность воздуха. При их изменении плотность может меняться аж в 1,5 раза: примерно от 0,9 до 1,4 кг/м³. Эти зависимости подробно освещены в отдельных статьях:
- Плотность воздуха при разных температурах
- Плотность воздуха при разном атмосферном давлении
- Плотность воздуха на разных высотах над уровнем моря
- Плотность воздуха при разной относительной влажности
Наибольший вклад в изменение плотности вносит температура. Так, при -20°С плотность воздуха составляет порядка 1,4 кг/м³, а при +30°С – 1,16 кг/м³, то есть изменяется на 20%.
При пониженном атмосферном давлении плотность воздуха примерно на 2% ниже нормы, при повышенном – на 2% выше нормы.
Каждые 100 метров над уровнем моря плотность воздуха снижается примерно на 1%. На высоте 1км разница уже 10%, на высоте 2км достигает 20%.
Влажность воздуха оказывает влияние на плотность только при относительно высоких температурах, причем чем выше температура, тем сильнее ошибка. Например, при температуре 0°С разница по плотности между влажностью 0% и 100% ничтожно мала и составляет всего 0,2%. При 20°С – около 1%. При 40°С – 3%, а при 100°С – почти 40%.
Источник: aboutdc.ru
23 985 заявок