Тепловые свойства газов: Тепловые свойства газов

Содержание

Тепловые свойства газов

Тепловые свойства газов определяются их теплоемкостью, теп­лопроводностью, теплосодержанием и теплотой сгорания.

Теплоемкостью газа называется его способность при нагрева­нии поглощать теплоту. Теплоемкость газа С можно выразить отно­шением подведенного к газу количества теплоты ∆Q к изменению температуры ∆Т:

С=lim ∆Q/∆Т,

∆Т→0

Теплоемкость газа представляет собой количество теплоты, не­обходимое для нагрева газа на 1 К. Единица измерения теплоемко­сти — Дж/К. Если теплоемкость отнести к количеству газа, то по­лучим удельную теплоемкость.

Удельной теплоемкостью называется отношение подведенного к газу количества теплоты к произведению единицы количества газа и изменения его температуры.

В зависимости от того, что принимается за единицу количества газа, удельная теплоемкость называется

массовой ст, Дж/(кг•К), молярной см, Дж/моль•К), объемной СV, Дж/(м3•К). Указанные теп­лоемкости связаны друг с другом следующими соотношениями:

Cm = CM /M, СV=CM/VM, CM = CmM = CVVM

где М — молярная масса, кг/моль; VM — молярный объем, м3/моль (для идеального газа при стандартных условиях VM ~ 22,4•10-3 м3/моль).

Удельная теплоемкость зависит от температуры. Различают удель­ные теплоемкости при постоянном объеме сv и при постоянном дав­лении ср.

Из термодинамики известно, что в случае нагревания газа при постоянном объеме теплота расходуется на увеличение только внут­ренней энергии. При нагревании газа при постоянном давле­нии теплота расходуется также и на работу расширения. Сле­довательно, ср > сv. Для идеального газа работа расширения рав­на универсальной газовой постоянной R и справедливо уравнение:

ср — сv = R

Отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме называется

по­казателем адиабаты

ср / сv = К.

Массовая и объемная теплоемкости с повышением температу­ры возрастают, а с увеличением молекулярной массы уменьшают­ся. Показатель адиабаты с повышением температуры и увеличени­ем молекулярной массы уменьшается. Для идеального газа он при­мерно равен 1,667, для двухатомных газов — 1,41, для трехатом­ных — 1,34.

Различают истинную с и среднюю с’ теплоемкости.

Истинной теплоемкостью называется количество теплоты, необходимое для изменения температуры единицы количества газа на 1 К при дан­ных р и Т или V и Т.

Средняя теплоемкость — это количество теплоты, необходимое для изменения температуры единицы количества газа на 1 К в за­данном интервале температур, т.е. от

Т1 до Т. Среднюю объемную теплоемкость при постоянном давлении газа можно определить по средним теплоемкостям компонентов и их объемным долям:

с’р = 0,01 (с’Н2 *Н2+ с’СО *СО+ с’СН4 *СН4 +….+ с’n *N2)

где с’Н2 с’СО с’СН4 с’n — средние объемные теплоемкости ука­занных в индексах компонентов; Н2, СО, СН4. .. N2 — объемные доли компонентов, %. Значения средней объемной теплоемкости горючих газов и про­дуктов сгорания приведены в табл. 5.6.

Теплопроводность газа — это его способность проводить тепло­ту, т.е. осуществлять молекулярный перенос энергии. Молекулы участков газа, где температура выше, обладают большей энергией и передают ее соседним молекулам, обладающим меньшей энер­гией. Это приводит к выравниванию разности температур ∆Т, но передача теплоты не связана с переносом частиц.

Таблица 5.6

Средняя объемная теплоемкость при постоянном давлении кДж /(м3К) горючих газов в интервале температур от о до t

Темпе­ратура, °С

СО

Н2

H2S

СН4

С2Н4

C2H6

С3Н8

С4Н10

С5Н12

0

1,299

1,277

1,513

1,544

1,792

2,227

3,039

4,128

5,129

100

1,302

1,292

1,543

1,653

2,031

2,525

3,450

4,517

5,837

200

1,307

1,297

1,574

1,765

2,257

2,800

3,860

5,255

6,515

300

1,317

1,300

1,608

1,890

2,466

3,077

4,271

5,774

7,135

400

1,329

1,302

1,644

2,019

2,658

3,333

4,681

6,268

7,742

500

1,343

1,305

1,682

2,144

2,839

3,571

5,095

6,691

8,257

600

1,357

1,308

1,719

2,264

3,006

3,793

5,431

7,114

8,784

700

1,372

1,312

1,756

2,381

3,157

4,003

5,724

7,486

9,232

Кратковременная контрольная работа №5 по теме «Тепловые свойства газов, жидкостей и твердых тел».

Главная / Старшие классы / Физика

Скачать

24.5 КБ, 1080457.doc Автор: Маркина Марина Владимировна, 3 Мая 2015

Кратковременная контрольная работа №5 по теме «Тепловые свойства газов, жидкостей и твердых тел».

Автор: Маркина Марина Владимировна

Похожие материалы

ТипНазвание материалаАвторОпубликован
документ Кратковременная контрольная работа №5 по теме «Тепловые свойства газов, жидкостей и твердых тел».Маркина Марина Владимировна3 Мая 2015
разное Контрольная работа Давление твердых тел, жидкостей и газовСаакян Татьяна Николаевна21 Мар 2015
документ Контрольная работа Давление твердых тел, жидкостей и газовСаакян Татьяна Николаевна21 Мар 2015
разное Урок-игра по теме: «Давление твердых тел, жидкостей и газов» (7 класс)Клинкова Татьяна Владимировна21 Мар 2015
документ Конспект урока: Решение задач по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов» (7 класс).Осипова Галина Николаевна31 Мар 2015
документ Контрольная работа по физике 7 класс «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Свиридова Татьяна Александровна4 Апр 2015
документ Лабораторная работа по физике №4 по теме Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов. 7 классКаримова Светлана Азгамовна21 Мар 2015
презентация Презентация к открытому уроку по физике по теме: «Давление твердых тел , жидкостей , газов, закон Архимеда».Корниенко Светлана Валентиновна21 Мар 2015
документ урок обобщения и систематизации знаний, умений и навыков учащихся по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов», 7 классСтепура Ирина Алексеевна21 Мар 2015
документ Технологическая карта урока обобщения и систематизации знаний по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Шостак Мария Юрьевна6 Дек 2015
документ 7 класс тесты по физике по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Шведова Светлана Николаевна21 Мар 2015
разное Разработка урока физики в 7 классе по теме «Строение твердых тел, жидкостей и газов»Беседина Антонина Николаевна21 Мар 2015
документ обобщающий урок по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Николаева Вера Владимировна21 Мар 2015
презентация Тест для 7 класса по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Королева Татьяна Юрьевна21 Мар 2015
разное Урок–игра по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов» (7-й класс)Хасанова Кадрия Абдрахмановна31 Мар 2015
разное Контрольная работа на тему: « Давление твёрдых тел, жидкостей и газов ». 7 класс.Царёва Светлана Геннадьевна6 Дек 2015
документ Агрегатные состояния вещества. Свойства газов, жидкостей и твердых тел. Физика, 7 класс.Григорьева Анна Владимировна21 Мар 2015
разное Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.Авдошина Валентина Юрьевна20 Мар 2015
документ Разработка урока по теме: «Свойства паров, жидкостей и твердых тел»Полянин Сергей Борисович15 Июн 2015
разное игра «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Ежукевич Юлия Валериевна21 Мар 2015
документ Давление твердых тел, жидкостей и газов.Убушаева Маргарита Андреевна21 Мар 2015
презентация Давление твердых тел, жидкостей и газовЛоскунина Надежда Александровна31 Мар 2015
разное проект «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Захарова Елена Григорьевна4 Ноя 2015
документ 7 класс Тест по теме «Давление твердых тел, жидкостей, газов, архимедова сила»Желнова Наталья Васильевна21 Мар 2015
документ Контрольная-тест по теме «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов»Юрышева Юлия Генриховна21 Мар 2015
документ Игра-соревнование по физике «Давление твердых тел, жидкостей и газов»титова-Ивакина Елена Васильевна21 Мар 2015
документ Разработка урока по физике 7 кл. «Три состояния вещества. Различие в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов»Головин А.Н.22 Мая 2015
презентация, документ «Три состояния вещества. Различие в молекулярном строении газов, жидкостей, твердых тел», 7 классМатвеева Вера Владимировна21 Мар 2015
документ Урок природоведения в 5 классе «Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов»Морозова Марина Викторовна31 Мар 2015
документ Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.Авдошина Валентина Юрьевна20 Мар 2015
документ Свойства твёрдых тел, жидкостей и газовШило Светлана Анатольевна20 Мар 2015
презентация, документ Свойства твердых тел и жидкостейКравчук Ирина Станиславовна21 Мар 2015
документ Контрольная работа в формате ЕГЭ 2015 7 класс «Давление твердых тел, жидкостей и газа»Мельникова Евгения Анатольевна21 Мар 2015
разное Тест по теме «Взаимные превращения жидкостей и газов» 10 классСмольянинова Светлана Анатольевна4 Апр 2015
документ Урок 7 класс Три состояния вещества. Различие в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов.Соболева Алла Ивановна21 Мар 2015
презентация Презентация к аттестации на тему «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Лоскунина Надежда Александровна21 Мар 2015
документ «Три состояния вещества. Различие в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов.»Филатова Алла Петровна21 Мар 2015
документ Формирование представлений об отдельных этапах цикла познания при изучении темы «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Казанцева Евгения Александровна23 Сен 2015
презентация, документ Обобщающий урок на тему «Давление твердых тел, жидкостей и газов»Ширяева Ирина Николаевна16 Окт 2015
разное Интегрированный урок «Строение газов, жидкостей, твердых тел с точки зрения МКТ».Шмаровоз Анна Николаевна21 Мар 2015

Справочные данные по основным механическим и тепловым свойствам веществ

В отличие от традиционного подхода, здесь в одной таблице объединены основные механические и тепловые свойства. Если не указано иначе, все данные соответствуют нормальным условиям — комнатной температуре (18..25°C) при стандартном атмосферном давлении (101325 Па). Для некоторых веществ даны параметры в нескольких агрегатных состояниях — в соответствующих разделах таблицы. Вещества и материалы в одном агрегатном состоянии размещены в алфавитном порядке. Прочерки означают отсутствие данных. Неприменимость понятия (например, дерево не может плавиться) обозначается словом «нет». В случае диапазона значений какого-либо параметра более предпочтительное выделено курсивом (если курсива нет, в качестве наиболее предпочтительного следует брать среднее).

Все величины приведены в базовых единицах системы СИ, то есть в общефизические расчётные формулы следует подставлять именно эти значения. Если же для расчёта применяются специальные технические или эмпирические формулы, то там могут использоваться нестандартные единицы измерения. В таком случае следует проверить, в каких именно единицах измерения туда надо подставить данные, и при необходимости перед расчётом выполнить соответствующие преобразования значений к необходимым единицам измерения.

Внимание! Все приведённые данные не являются истиной в последней инстанции и время от времени дополняются и уточняются. Просмотр всей ширины таблиц возможен в полноэкранном режиме при разрешении экрана по горизонтали не менее 1280 пикселей, для меньшей ширины окна браузера может потребоваться использование горизонтальной прокрутки.


Основные механические и тепловые свойства твёрдых тел
Основные механические и тепловые свойства жидкостей
Основные механические и тепловые свойства газов и паров

Основные механические и тепловые свойства твёрдых тел

Для гигроскопичных материалов (древесина, мел, уголь и пр. ) данные приведены для воздушно-сухого состояния (5-10% относительной влажности). Некоторые свойства пластмасс и сплавов различных марок одного и того же типа могут отличаться очень сильно (на десятки процентов и даже в несколько раз), поэтому приведённые по ним данные следует считать оценочными и для точных расчётов использовать с осторожностью!

НазваниеУдельная плотность
ρ, кг / м3		Предел прочности (растяжение / сжатие)
p, Па		Модули упругости:
Юнга E / сдвига G, Па		Коэффициент Пуассона (утоньшение к удлинению при растяжении)Удельная теплоёмкость
cP, Дж / (кг·К)		Удельная теплопроводность
λ, Вт / (м·К)		Коэффициент линейного расширения
α, 1 / К		Температура плавления
T, °C		Удельная теплота плавления
q, Дж / кг		Изменение объёма при плавлении
ΔV / VT
Алмаз3. 51·103— / —1·1012 / ————0.91·10–6———
Алюминий2.7·1036·107..8·107 / —6.3·1010..7.0·1010 / 2.5·1010..2.6·10100.32..0.360.88·103209.322.9·10–6658.7322·103 .. 394·1036.6%
Асбест2. 35·103 .. 2.6·103— / —— / ———0.052..0.177————
Бакаут (железное дерево)1.1·103 .. 1.4·103— / —— / —————нетнетнет
Базальт2.8·103 .. 3.2·103— / —— / ————————
Бальса0. 12·103— / —— / —————нетнетнет
Бамбук0.4·103— / —— / —————нетнетнет
Бетон2.0·103 .. 2.4·103— / 5.0·106..3.5·1071.5·1010..4.0·1010 / 7.0·109..1.7·10100. 10..0.150.84·1031.2812.0·10–6———
Бронза8.7·103 .. 8.9·1032.2·108..5.0·108 / —7.5·1010..1.25·1011 (1.13·1011) / 4.1·10100.32 .. 0.35——17.5·10–6——3.0%..4.5%
Ванадий6.02·103— / —— / ————————
Висмут9. 8·103— / —3.2·1010 / 1.2·10100.330.13·103—13.4·10–6271.350·103-3.32%
Вода замёрзшая лёд (при 0°С): 0.917·103;
снег свежий: (0.09 .. 0.18)·103;
снег старый: (0.2 .. 0.4)·103		лёд: 1.0·106 / 1.0·106..2.0·106лёд: 3·109 / ——4.19·103 лёд (при 0°С): 2.21;
снег свежий: 0.105;
снег старый: 0.35;
снег тающий: 0.64		лёд: 50. 7·10–60334·103 лёд (при 0°С):-8.3%;
снег: –75% .. –91%
Вольфрам19.34·103— / —3.5·1011 / ————4.3·10–63416——
Германий5.3·103— / —— / ——0.31·103——958478·103—
Гранит2. 5·103 .. 3.0·1033.0·106 / 1.5·108..2.6·1083.5·1010..5.0·1010 / 1.4·1010..4.4·10100.10..0.150.79·1033.148.3·10–6———
Графит2.21·103 .. 2.25·1035.0·106..1.0·107/ 1.6·107..3.8·107— / ————7.9·10–6———
Древесина берёзы (8-10% влажности)0. 7·103— / —— / —————нетнетнет
Древесина бука (8-10% влажности)0.7·103 .. 0.9·103— / —— / —————нетнетнет
Древесина дуба (8-10% влажности)0.7·103 .. 0.9·1039.5·107 (-) / 5.0·107 (1.5·107 поперёк волокон)— / ——2. 4·1030.2..0.42.0·10–6 .. 6.0·10–6 (5.0·10–5 .. 6.0·10–5 поперёк волокон)нетнетнет
Древесина ели (8-10% влажности)0.4·103 .. 0.5·103— / —— / ——0.84·103——нетнетнет
Древесина сосны (8-10% влажности)0.4·103 .. 0.55·1038.0·107 (-) / 4.0·107 (5.0·106 поперёк волокон)— / 6. 8·107—1.7·1030.14..0.412.0·10–6 .. 6.0·10–6 (5.0·10–5 .. 6.0·10–5 поперёк волокон)нетнетнет
Древесина кедра (8-10% влажности)0.5·103 .. 0.6·103— / —— / —————нетнетнет
Древесина чёрного дерева1.1·103 .. 1.3·103— / —— / —————нетнетнет
Древесина ясеня (8-10% влажности)0. 6·103 .. 0.8·103— / —— / ————2.0·10–6 .. 6.0·10–6 (5.0·10–5 .. 6.0·10–5 поперёк волокон)нетнетнет
Дюралюминий2.79·103— / —7.0·1010 / 2.6·10100.31——22.6·10–6——4.5%..5.9%
Железо7.88·103— / —— / ——0. 45·10374.411·10–61530293·103—
Золото19.31·103— / —— / ——0.13·103312.814.5·10–6106366.6·1035.19%
Иридий22.4·103— / —5.2·1011 / ————6.5·10–6———
Каменный уголь1. 2·103 .. 1.5·103— / —— / —————нетнетнет
Капрон1.14·103— / —— / ————————
Карбиды тантала и циркония—— / —— / —————3500 . . 3900——
Кварц2.65·103— / —нить: 7.3·1010 / 3.1·10100.17 (нить)0.74·103—0.5·10–6———
Кирпич красный (кладка)1.6·103 .. 1.7·103— / —— / ——0.84·1030.67..0.875.5·10–6———
Кобальт8. 8·103— / —2.1·1011 / ————————
Константан8.88·103— / —1.6·1011 / 6.1·10100.33——17.0·10–6———
Корунд4.00·103— / —— / ————————
Кость1. 8·103 .. 2.0·103— / —— / —————нетнетнет
Кремний2.3·103— / —— / ————————
Латунь8.4·103 .. 8.7·1032.2·108..5.0·108 / —8.9·1010..9.8·1010 (9.5·1010) / 3. 4·1010..3.6·10100.32..0.42—85.518.9·10–6——3.0%..4.5%
Литий—— / —— / ——4.40·103——186628·1031.5%
Магний1.76·103— / —4.5·1010 / ——1.3·103—25. 1·10–6651373·1034.2%
Медь8.93·1032.2·108 / —8.2·1010..1.27·1011 (1.10·1011) / 3.9·1010..4.8·10100.31..0.340.39·103389.616.7·10–61083214·103—
Мел2.0·103— / —— / ————————
Мирабилит (глауберова соль, десятиводный сульфат натрия)1. 49·103— / —— / —————32 (гидратация-дегидратация; собственно плавление при 884°С)251·103(это теплота гидратации-дегидратации при 32°С)—
Молибден10.2·103— / —— / ————————
Мрамор2.5·103 .. 2.8·103— / —3. 5·1010..5.0·1010 / 1.4·1010..4.4·10100.10..0.15——————
Натрий0.975·103— / —— / ——1.3·103——98113·1032.5%
Нафталин—— / —— / ——1.3·103——80. 3151·103—
Никель8.9·103— / —2.04·1011..2.10·1011 / 7.9·10100.280.46·103—13.4·10–61452243·103 .. 306·103—
Ниобий8.57·103— / —— / —————2415——
Олово7. 29·103— / —3.5·1010 / ——0.23·103—21.4·10–6231.959·1032.6%
Осмий22.5·103— / —— / —————2700——
Парафин0.88·103 .. 0.905·103— / —— / ——0. 209·103——40 .. 65 (50 .. 54)——
Пермаллой8.6·103— / —— / ————————
Платина21.46·103— / —— / ————8.9·10–61770——
Плутоний19. 25·103— / —— / ————————
Полиакрилат (оргстекло)1.2·1035.0·107 / 7.0·107— / ————————
Поливинилхлорид жёсткий (ПВХ, винипласт)1.35·103 .. 1.43·1034·107..7·107 / —2. 6·109..4.0·109 / ——1.05·103 .. 2.14·1030.16..0.195·10–5..8·10–5150 .. 220 (мех.свойства — до 75°C .. 105°C)——
Поликарбонат (плексиглас)1.18·103— / —5.25·109 / 1.48·1090.35——————
Полипропилен блок-сополимер (PP)0.9·1032.5·107. .4.0·107 / —8·108 / ——1.9·1030.15..0.20—110 .. 120 (мех.свойства — до 75°C)——
Полипропилен рандом-сополимер (PPRC)0.9·1032.5·107..4.0·107 / —8·108 / ——1.9·1030.24—140 .. 150 (мех.свойства — до 95°C)——
Полистирол1.06·1034·107. .5·107 / —— / ——1.26·1030.08..0.126·10–580 (размягчение)——
Полиэтилен высокого давления (ПВД, ПНП)0.91·103 .. 0.93·1031·107..2·107(1.7·107) / —1.2·108..2.6·108 / —0.4..0.5——1.7·10–4103 .. 110 (размягчение от 60°C)——
Полиэтилен низкого давления (ПНД, ПВП)0. 91·103 .. 0.97·103(0.95·103)1.8·107..4.5·107 / —1.2·108..2.6·108 / —0.15..0.20——1.7·10–4124 .. 137 (размягчение от 80°C)——
Поролон0.2·103 .. 0.6·103— / —— / ————————
Пробка0.2·103— / —— / ———0. 042 .. 0.054—нетнетнет
Резина плотная1.2·103— / —— / —————нетнетнет
Свинец11.35·103— / —1.8·1010 / ——0.13·103—28.3·10–6327.322.5·1033. 6%
Серебро10.5·103— / —8.0·1010..8.27·1010 / 3.03·10100.370.235·103418.7—960.888·1034.99%
Слюда2.6·103 .. 3.2·103— / —— / ————————
Сплав Вуда9. 720·103— / —— / ——0.17·103——65.535·103—
Сталь7.7·103 .. 7.9·1033.8·108..8.0·108 / —1.7·1011..2.06·1011 (2.00·1010) / 8.0·109..8.0·10100.24..0.300.46·10345.411.9·10–61300 .. 1400205·1034.5%..6.0%
Стекло2. 50·103 .. 2.59·103— / —4.9·1010..7.8·1010 / 1.75·1010..2.9·10100.20..0.30—0.748.5·10–6———
Таллий11.86·103— / —— / ————————
Тантал16.6·103— / —— / —————2950——
Текстолит1. 3·103 .. 1.4·1031.0·108 / 1.5·108..2.5·108— / ————————
Титан4.5·103— / —1.16·1011..1.20·1011 / 4.4·10100.32——8.5·10–61725——
Торий11.71·103— / —— / ————————
Уран19. 1·103— / —— / ————————
Фарфор2.2·103 .. 2.4·103— / —— / ————3.0·10–6———
Фторопласт-42.1·103 .. 2.4·1032.0·107 / —— / ——0. 92·103 .. 1.05·1030.233280·10–6нетнетнет
Хром7.15·103— / —3.00·1011 / ————————
Цинк7.15·103— / —8.2·1010..1.20·1011 / 3.1·10100.27——30·10–6420—6. 9%
Цирконий6.5·103— / —— / —————1860——
Чугун7.0·1031.4·108..2.5·108 / 6.0·108..1.75·1091.13·1011..1.5·1011 / 4.4·10100.23..0.270.50·10362.810.4·10–61100 .. 120096·103 .. 138·1032. 4%..3.6%
Эбонит1.2·103— / —— / ————70·10–6———
Янтарь1.1·103— / —— / ————————

Основные механические и тепловые свойства жидкостей

НазваниеУдельная плотность
ρ, кг / м3		Сжимаемость
β, Па–1		Поверхностное натяжение
α, Н / м		Удельная теплоёмкость
cP, Дж / (кг·К)		Удельная теплопроводность
λ, Вт / (м·К)		Коэффициент объёмного расширения
β, 1 / К		Температура замерзания
T, °C		Удельная теплота плавления
q, Дж / кг		Температура кипения
T, °C		Удельная теплота испарения
q, Дж / кг
Алюминий (при 660°С)2. 38·103—0.520 при 750°C———658.7322·103 .. 394·10323009.22·106
Анилин1.02·103—0.0429—0.1858.5·10-4————
Ацетон0.791·10312·10-100.02372. 18·1030.16514.3·10-4-94.3796·10356.20.524·106
Бензин0.68·103 .. 0.72·103—————————
Бензол0.879·1039·10-100.02901.705·1030.1410.6·10-45. 5127·10380.20.396·106
Бром3.12·103—————————
Вода дистиллированная0.99823·103
подробнее здесь		4.6·10-10
подробнее здесь		0.0728
подробнее здесь		4.19·1030.592.3·10-4
подробнее здесь		0334·103100
подробнее здесь		2. 260·106
подробнее здесь
Вода морская1.01·103 .. 1.03·1034.6·10-10————————
Воздух жидкий (при –194°С)0.86·103—————————
Гексан0.660·103—————————
Гептан0. 684·103—————————
Глицерин1.26·1032.2·10-100.05942.4·1030.285.0·10-4—176·1032900.825·106
Железо (при 1530°С)7.23·103—————1530293·10330506. 30·106
Золото (при 1100°С)17.24·103—————106366.6·10328001.575·106
Калий при 64°С0.82·103—0.410———6460.8·1037602.08·106
Керосин0.8·1037. 7·10-100.0289 при 0°C——10.0·10-4————
Кислота азотная1.51·103—0.0594——12.4·10-4————
Кислота серная1.83·10330·10-100.0574 конц. 85%———————
Кислота соляная (38%)1. 19·103—————————
Кислота уксусная1.049·1038·10-100.0278———————
Масло вазелиновое0.8·103———0.124—————
Масло касторовое—4. 7·10-100.0364—0.181—————
Масло машинное0.9·103—————————
Масло оливковое—5.6·10-100.0330———————
Натрий при 100°С0. 928·103—0.2064———98113·1038834.22·106
Нефть0.76·103 .. 0.85·103—0.026——9.2·10-4————
Нитробензол1.2·1034·10-100.0439———————
Нитроглицерин1. 6·103—————————
Олово (при 409°С)6.834·103—0.518———231.959·10322703.02·106
Ртуть13.55·1030.391·10-100.4650.138·103—1. 8·10-4-38.911.73·103356.70.285·106
Свинец (при 400°С)10.51·103—0.440———327.322.5·10317500.880·106
Серебро (при 960.5°С)9.30·103—————960.888·10321602. 350·106
Сероуглерод1.263·103——1.006·103—11.9·10-4-11266.6·10346.20.348·106
Скипидар—————9.4·10-4————
Спирт метиловый0.792·103—0. 0226—0.21111.9·10-4————
Спирт пропиловый——0.0238——9.8·10-4————
Спирт этиловый0.79·10311.2·10-10
подробнее здесь		0.0228
подробнее здесь		2.43·103
подробнее здесь		0.18311. 0·10-4-114105·10378.15
подробнее здесь		0.846·106
Толуол0.866·1039.15·10-100.02851.73·1030.13710.8·10-4-95.172.1·103110.70.365·106
Хлороформ1.489·103————12.8·10-4————
Эфир этиловый0. 71·103—0.01692.35·103—16.3·10-4-116.3113·10334.60.351·106

Основные механические и тепловые свойства газов и паров

Если не указано иначе, данные приведены для температуры 0°С и атмосферного давления. Здесь же приводится соотношение теплоёмкостей, используемое при расчётах по уравнению адиабаты (в диапазоне 0° .. 25°С эти значения изменяются менее чем на 1%). Температуры указаны как в градусах Цельсия, так и в кельвинах. В термодинамические формулы следует подставлять именно кельвины! Газокинетические параметры вынесены в отдельную таблицу.

НазваниеУдельная плотность
ρ, кг / м3		Удельная теплоёмкость
cP, Дж / (кг·К)		Соотношение изобарической и изохорической теплоёмкостей
cP / cV		Удельная теплопроводность
λ, Вт / (м·К)		Температура конденсации (кипения)
TК, К и °С		Теплота испарения
q, Дж / кг		Критическая температура
TКР, К и °С		Критическое давление
PКР, Па (абсолютное)
Азот N21. 25110401.400.0251 (при 15°С)77.3 (-195.8°C)199.4·103126.1 (-147.1°C)3.29·106
Аммиак NH30.771—1.29—239.7 (-33.4°C)1374·103405.5 (+132.4°C)10.9·106
Аргон Ar1.7835201.660.0187 (при 41°С)87.3 (-185.9°C)163·103150. 8 (-122.4°C)4.71·106
Ацетилен C2H21.171—1.08—189.5 (-83.7°C) (сублимация)830·103308.9 (+35.7°C)6.04·106
Бензол C6H6 (насыщенный пар)0.012—1.40—353.4 (+80.2°C)394·103561.7 (+288.5°C)4.68·106
Бутан C4H102. 673—1.407—272.7 (-0.5°C)387·103425 (+152°C)3.68·106
Вода H2O (насыщенный пар)0.0051103 (при 100°С)1.28 (при 100°С)—373.15 (100°С)2260·103647.30 (+374.15°C)22.1·106
Водород H20.0898871381.310.1754 (при 15°С)20.4 (-252.8°C)455·10333. 3 (-239.9°C)1.25·106
Воздух1.29310061.4000.0257 (при 20°С)81 (-192°C)197·103132.5 (-140.7°C)3.65·106
Гексафторид серы SF6 (элегаз)6.56—–—223.8 (-50.3°C)–––
Гелий He0.178551981.660. 1558 (при 43°С)4.2 (-268.9°C)19.5·1035.1 (-268.0°C)0.222·106
Диоксид азота NO2——1.31—294.4 (+21.2°C)712·103304.3 (+31.1°C)9.81·106
Диоксид серы SO22.93—1.25—262.4 (-10.8°C)394·103430.7 (+157.5°C)7.63·106
Диоксид углерода СO2(углекислый газ)1. 977814.81.3010.0162 (при 20°С)194.7 (-78.5°C) (сублимация)574.0·103431.4 (+158.2°C)7.15·106
Кислород O21.429914.91.3970.0262 (при 20°С)90.2 (-183.0°C)213·103154.4 (-118.8°C)4.88·106
Криптон Cr3.74———————
Метан СH40. 72—1.310.0307111.6 (-161.6°C)511·103191.00 (-82.15°C)4.47·106
Монооксид углерода CO (угарный газ)1.25—1.40—81.7 (-191.5°C)212·103133.0 (-140.2°C)3.39·106
Неон Ne0.9001030——27.1 (-246.1°C)87.7·103——
Озон O32. 139———————
Пентан C5H12——1.09—309.3 (+36.1°C)360·103470.3 (+197.1°C)3.24·106
Пропан C3H82.02—1.13—231.1 (-42.1°C)427·103368.8 (+95.6°C)4.22·106
Пропилен C3H61. 91—1.17—230.5 (-42.7°C)440·103364.6 (+91.4°C)4.45·106
Сероводород H2S1.54—1.30—213.0 (-60.2°C)549·103373.6 (+100.4°C)18.53·106
Спирт этиловый C2H5OH (насыщенный пар)0.03313411.16—351.5 (+78.3°С)846·103——
Фтор F21. 696753——85.2 (-188.0°C)170·103——
Хлор Cl23.223081.36—239.4 (-33.8°C)306·103417.2 (+144.0°C)7.47·106
Хлористый метил CH3Cl2.3—1.28—249.1 (-24.1°C)406·103421 (+148°C)6. 47·106
Этан C2H61.36—1.20—184.7 (-88.50°C)486·103305.3 (+32.1°C)4.79·106
Этилен C2H41.26—1.20—169.5 (-103.7°C)482·103282.9 (+9.7°C)4.97·106
Эфир диэтиловый C2H5OC2H5 (насыщенный пар)0.83———312. 8 (+34.6°С)0.351·106——
♦
последняя правка 04.03.2011 21:17:58            

Глава 16. Свойства газов, жидкостей и твердых тел.Фазовые переходы. Влажность

Задачи и вопросы, в которых рассматриваются свойства газов, жидкостей и твердых тел, а также переходы между ними (фазовые переходы), входят в программу школьного курса физики и часто включаются в ЕГЭ.

Начнем со свойств трех агрегатных состояний вещества. Плотности жидкостей и твердых тел близки друг к другу, но сильно отличаются от плотности газа. Отсюда следует, что расстояния между молекулами в жидкости и твердом теле не сильно отличаются друг от друга, но гораздо меньше расстояния между молекулами в газе. Различие же молекулярного строения жидкостей и твердых тел заключается в том, что большинство твердых тел имеют кристаллическую структуру: их молекулы располагаются в определенном порядке, повторяя определенную структурную единицу, которая называется элементарной ячейкой. Различают моно- и поликристаллы. Монокристаллом называется такое кристаллическое тело, порядок в расположении молекул которого имеет место вдоль всего тела. Очень часто монокристаллическое тело обладает правильной геометрической формой. Поликристалл представляет собой совокупность связанных друг с другом, хаотически ориентированных по отношению друг к другу маленьких монокристаллов.

Из-за того, что разные направления в элементарной ячейке кристалла неэквивалентны, ряд его физических свойств, таких как прочность, электро- или теплопроводность неодинаковы в различных направлениях. Это свойство кристалла называется анизотропией. Конечно, это касается только монокристалла. Поликристаллы из-за различных ориентаций монокристаллических частей являются изотропными. Также изотропными являются жидкости, молекулы которых расположены беспорядочно.

Существуют, однако, такие тела, которые являются твердыми, но в расположении молекул которых нет кристаллического порядка. Такие тела называются аморфными. Аморфными являются биополимеры, стекло и ряд других веществ. Отсутствие порядка в расположении молекул проявляется в отсутствие у аморфных тел строго определенной температуры плавления (см. ниже).

Как показывает опыт, при изменении температуры и внешнего давления возможны переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое. Переход кристаллического твердого тела в жидкое называется плавлением, обратный процесс — кристаллизацией. Переход жидкости в пар называется испарением (или кипением, если этот процесс сопровождается образованием пузырьков пара в жидкости), обратный процесс — конденсацией. Плавление и кристаллизация твердых (кристаллических) тел происходит при строго определенной для каждого вещества (при фиксированном давлении) температуре. При плавлении необходимо сообщить твердому телу энергию, которая расходуется не на нагревание тела, а на разрыв кристаллических связей между его молекулами. При кристаллизации эта дополнительная энергия выделяется. Плавление аморфных тел происходит по-другому: при увеличении температуры они плавятся постепенно (т.е. становятся более мягкими и пластичными), и невозможно указать такую температуру, ниже которой тело твердое, выше — жидкое.

При испарении жидкостей молекулы вылетают с их поверхности и переходят в газовую фазу. При этом из жидкости могут вылететь только самые быстрые молекулы, поэтому температура жидкости в процессе испарения понижается. Испарение может происходить при любой температуре (за исключением абсолютного нуля), однако с ростом температуры интенсивность испарения возрастает.

Благодаря хаотическому тепловому движению наряду с процессом испарения идет и обратный процесс — конденсация пара, — в результате которого молекулы пара могут вернуться в жидкость. Поскольку скорость процесса конденсации зависит от плотности пара над поверхностью жидкости, при определенной концентрации пара скорости процессов испарения и конденсации совпадают. В этом состоянии не происходит изменения количества жидкости и пара, и устанавливается динамическое равновесие между жидкостью и паром. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью называется насыщенным. Насыщенный пар — это пар максимально возможной плотности (при фиксированной температуре). Действительно, если плотность пара станет больше плотности насыщенного пара, то скорость процесса конденсации станет больше скорости испарения — излишек пара сконденсируется, а оставшийся пар станет насыщенным. Пар, имеющий плотность, меньшую плотности насыщенного пара при данной температуре, называется ненасыщенным.

Поскольку скорость процесса испарения зависит от температуры жидкости, динамическое равновесие между жидкостью и ее паром при большей температуре установится при бóльших концентрациях пара. Это значит, что концентрация насыщенного пара возрастает с температурой, и, следовательно, его давление растет с ростом температуры быстрее, чем по линейному закону.

Характеристикой воздуха, в котором находятся водяные пары, является его относительная влажность , которая показывает какую долю парциальное давление данного пара (или его концентрация) составляет от давления (или концентрации) насыщенного пара при данной температуре :

(16. 1)

Если, например, парциальное давление водяного пара в воздухе при некоторой температуре равно , а давление насыщенного пара при этой температуре равно , то относительная влажность этого воздуха составляет 50 %. Очевидно, изменяя температуру и объем воздуха можно менять его относительную влажность. Поскольку концентрация насыщенного пара зависит от температуры, при нагревании воздуха, в котором находится неизменное количество водяных паров, будет убывать его относительная влажность, при охлаждении — возрастать. Если в последнем процессе относительная влажность достигает 100 %, излишек пара конденсируется и при дальнейшем охлаждении относительная влажность не изменяется. Процесс конденсации излишка пара при охлаждении можно наблюдать прохладными ночами летом, когда выпадает роса и образуется туман (маленькие капельки воды). Температура, при которой пар становится насыщенным и образуется конденсат, называется точкой росы этого пара. Также можно изменять относительную влажность воздуха, уменьшая или увеличивая его объем при неизменной температуре. В первом процессе растет концентрация пара (и, следовательно, его относительная влажность), во втором убывает. Конечно, в этих рассуждениях предполагается, что масса водяного пара не изменяется (т.е. не происходит дополнительного испарения воды или конденсации пара).

Процесс испарения жидкости с образованием пузырьков внутри нее называется кипением. Причина кипения заключается в следующем. Благодаря хаотическому тепловому движению в жидкости всегда образуются микроскопические пузырьки пара. Поскольку они очень малы, пар в них мгновенно становится насыщенным. Дальнейшая «судьба» этих пузырьков зависит от соотношения давлений: внутреннего, которое равно давлению насыщенного пара при данной температуре, и внешнего, которое равно давлению атмосферного воздуха (в пренебрежении гидростатическим давлением жидкости). Если внутреннее давление меньше внутреннего, пузырек пара пропадет, а пар из него перейдет в жидкость, если наоборот — пузырек будет расширяться, при этом за счет интенсивного испарения жидкости с поверхности пузырька, пар в нем будет оставаться насыщенным. Затем такие пузырьки всплывают, и пар из них уходит из жидкости. Таким образом, кипение жидкости происходит при такой температуре, при которой давление насыщенного пара этой жидкости равно атмосферному давлению.

В задаче 16.1.1 жидкому состоянию отвечает рисунок 2. На рисунке 1 представлена схема расположения молекул кристаллического тела (есть порядок в расположении молекул), на рисунке 3 — газ (малая по сравнению с двумя другими состояниями концентрация молекул). Поэтому в процессе перехода вещества из жидкого состояния в кристаллическое (кристаллизации) существенно возрастает упорядоченность в расположении молекул (задача 16.1.2 — ответ 4).

Горизонтальный участок графика в задаче 16.1.3 отвечает плавлению. Действительно, в течение процесса, которому отвечает горизонтальный участок графика, энергия телу сообщалась, а его температура не изменялась. Единственная возможность объяснить эту «потерю» энергии, это допустить, что сообщаемая энергия расходовалась на разрыв кристаллических связей между молекулами. Поэтому температура плавления вещества — 50 (ответ 3), при этом в начале горизонтального участка имеется только твердое вещество, в конце — только жидкость, в промежуточных состояниях — смесь твердого тела и жидкости. Таким образом, из этого опыта следует, что для превращения любого твердого тела при температуре плавления (например, льда при температуре ) в жидкость нужно затратить некоторую энергию (правильный ответ в задаче 16.1.4 — 2). Поэтому внутренняя энергия жидкости при температуре плавления больше внутренней энергии твердого тела при той же температуре (задача 16.1.5 – ответ 1).

По этой же причине в процессе кристаллизации, который является обратным плавлению, энергия выделяется. Например при превращении воды, имеющей температуру , в лед, имеющий ту же температуру, выделяется определенная энергия (задача 16.1.6 — ответ 1).

Металлы проводят электрический ток, причем проводимость металла осуществляется электронами, оторвавшимися от атомов металла (свободные электроны). А поскольку электроны заряжены отрицательно, в узлах кристаллической решетки металла находятся положительно заряженные ионы (задача 16.1.7 — ответ 3).

Как это описано во введении к настоящей главе, аморфное тело является твердым, но отличается от кристаллического тела отсутствием кристаллической структуры (задача 16.1.8 — ответ 1). Среди веществ, перечисленных в задаче 16.1.9, аморфным является только стекло (ответ 1). Аморфное тело отличается от монокристаллического отсутствием определенной температуры плавления и изотропией (задача 16.1.10 — ответ 2).

В задаче 16.2.1 на первый взгляд кажется, что влажный воздух тяжелее сухого, поскольку во влажном воздухе содержатся дополнительное количество воды. Это, однако, не так, ведь требуется сравнить массы сухого и влажного воздуха при одинаковых давлениях, а если добавить в сухой воздух молекулы воды, не убирая молекулы собственно воздуха, то давление смеси увеличится. По закону Дальтона (см. гл. 13) давление смеси определяется полным числом молекул газа независимо от их природы. Поэтому чтобы давление сухого и влажного воздуха было одинаковым, число молекул в сухом и влажном воздухе должно быть одинаковым. А поскольку молярная масса воздуха 29 г/моль больше молярной массы воды 18 г/моль, то каждая («усредненная») молекула воздуха тяжелее молекулы воды. Поэтому сухой воздух тяжелее влажного при одинаковых давлении и температуре (ответ 1).

Как отмечалось во введении, жидкости могут испаряться при любой температуре (задача 16.2.2 — ответ 4).

Диффузией называется процесс взаимного проникновения молекул двух разных газов или жидкостей благодаря хаотическому тепловому движению. Поэтому при повышении температуры из-за увеличения скорости теплового движения молекул процесс диффузии ускоряется (задача 16.2.3 — ответ 1).

При испарении из жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, т. е. молекулы, кинетическая энергия которых превышает среднюю кинетическую энергию молекул жидкости (задача 16.2.4 — ответ 2).

По определению насыщенный пар — это такой пар, который находится в динамическом равновесии со своей жидкостью (задача 16.2.5 — ответ 3).

При двукратном увеличении объема сосуда в задаче 16.2.6 при условии, что воды в сосуде нет, и дополнительного испарения не происходит, концентрация водяного пара уменьшается в два раза и, следовательно, составляет половину от концентрации насыщенного пара, каковым пар в сосуде был в начале процесса. Поэтому пар в сосуде перестанет быть насыщенным, его относительная влажность станет равна 50 % (ответ 3).

Наоборот, пар можно сделать насыщенным, либо увеличивая его концентрацию, либо уменьшая температуру при неизменной концентрации (поскольку при этом уменьшается давление насыщенного пара). В свою очередь концентрацию пара можно увеличить, испаряя в воздух дополнительное количество воды, либо уменьшая его объем. Поэтому из данных в задаче 16.2.7 ответов подходит только ответ 2.

Относительная влажность воздуха показывает, какую долю от давления насыщенного пара при данной температуре представляют собой давление паров воды в этом воздухе. Поэтому давление насыщенного пара в задаче 16.2.8 равно (ответ 1).

Давление водяного пара в воздухе в задаче 16.2.9 составляет одну двадцатую от давления насыщенного пара при данной температуре. Поэтому относительная влажность этого воздуха равна 5 % (ответ 2).

Кипение возникает, если давление насыщенного водяного пара совпадает с внешним давлением. Поэтому при увеличении внешнего давления кипение будет происходить при такой температуре, при которой возрастет давление насыщенного водяного пара. А поскольку давление насыщенного пара увеличивается при повышении температуры, то при увеличении внешнего воздействия температура кипения жидкости будет возрастать (задача 16. 2.10 — ответ 2).

8. Тепловые свойства. Физико-химические свойства нефти и газа

Физико-химические свойства нефти и газа

реферат

Главнейшим свойством нефти и горючих газов, принесшим им мировую славу исключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное количество теплоты.

Теплотой сгорания называется отношение количества теплоты, выделяющейся при горении, к массе сгоревшего до конца (т.е. до образования углекислоты СО 2 и воды Н2О) топлива.

Нефть, природный горючий газ и их производные обладают наивысшей среди всех видов топлива теплотой сгорания. Теплота сгорания нефти — 41 МДж/кг — в 1,3 раза больше теплоты сгорания лучших сортов каменных углей — 31 МДж/кг; теплота сгорания бензина — 42 МДж/кг, дизельного топлива — 42,7 МДж/кг, этана, пропана и бутана — соответственно 64,5; 93,4 и 124, а природного газа — 35,6 МДж/м3.

Теплоту сгорания нефти, керосина и других нефтепродуктов определяют в калориметрической бомбе, а газов — в газовом калориметре. Для нефтей теплота сгорания колеблется в узких пределах: от 40 000 до 45 000 кДж/кг, причем получаемая величина тем больше, чем меньше плотность нефтей (и соответственно их фракций). Теплота сгорания нефтепродуктов зависит также от особенностей их углеводородного состава. Приближенно с погрешностью 3-5% теплоту сгорания нефтей и нефтепродуктов можно вычислить при помощи различных эмпирических формул, например по данным их элементного анализа (Д.И. Менделеев), а также по их плотности (формула Крэго).

Делись добром 😉

Анализ эффективности системы разработки Вахского нефтяного месторождения (Тюменская область)

2.4 Коллекторские свойства

Фильтрационно-емкостные характеристики и нефтенасыщенность пластов оценивались по керновым, промыслово-геофизическим и гидродинамическим исследованиям…

Асбест

Физические свойства

Асбест — высокотермостойкий материал, обладающий жаро- и огнестойкостью…

Асбест

Химические свойства

По составу асбест — это природный магниевый гидросиликат, содержащий также окислы других элементов. Существует ряд разновидностей асбеста, но промышленное значение имеют два основных вида, имеющие, в частности…

Бентонит как природный наноматериал

4 Свойства бентонитов

…

Выбор и расчет оборудования для депарафинизации нефтяных скважин в условиях НГДУ «ЛН»

2.3.5 Тепловые методы, применяемые в НГДУ «ЛН» для борьбы с отложениями АСПО

Если интенсивность отложения парафина невелика, то при каждом подземном ремонте поднимают трубы на поверхность и удаляют из них парафин пропариванием с помощью ППУ. Очистка скважин…

Геологические условия формирования коллекторов месторождения Восточный Челекен в Туркменистане

3.1 Коллекторские свойства

По месторождению Восточный Челекен по материалам ранних исследователей (Р. Т. Еганянц, Н. Мамиесенов и др.) характер распределения по площади и по разрезу выделяется несколько типов пород-коллекторов…

Геофизические методы исследования горизонтальных скважин Федоровского нефтегазового месторождения Западной Сибири

4.
1 Плотностные свойства

Плотность для залежей нефти определяется в основном плотностью пород-коллекторов, которая в свою очередь зависит от их пористости и в меньшей степени от минерального состава…

Инженерная геология для строительства

3. Назовите основные физико-механические свойства горных пород, знание которых необходимо для проектирования и строительства. Опишите условия образования и строительные свойства грунтовых отложений (табл. 3)

Для проектирования и строительства необходимо знание о следующих свойствах горных пород: Минеральный состав горных пород: породообразующие минералы, количество минералов в породе, их свойства, состав…

Каштановые почвы — зональный тип почв сухих степей

3. Свойства почвы

…

Минералы и их свойства

СВОЙСТВА

Важнейшими характеристиками минералов являются кристаллохимическая структура и состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Важнейшие свойства минералов. ..

Неметаллические полезные ископаемые. Асбест

СВОЙСТВА АСБЕСТА

Термин <асбест> объединяет различные по своему составу и свойствам минералы: хризотил, крокидолит, амозит, антофиллит, иногда тремолит, актинолит, режикит (близок магнезиорибекиту и магнезиоарфведсониту)…

Особенности, ценность и добыча яшмы

4. Свойства

Яшма — это кремнистая горная порода с волокнистой структурой. Она характеризуется весьма плотным сложением, большой вязкостью, довольно высокой твердостью (7), плотностью около 2,58-2,91 г/см3 и показателями преломления 1,54-1…

Петрофизические свойства намывных отложений г. Гомеля

1.3 Тепловые свойства горных пород

Изучение теплофизических характеристик горных пород лежит в основе применения методов термометрии при поисках, разведке, эксплуатации и контроле разработки нефтяных и газовых месторождений…

Проект зарезки второго ствола в нефтяной скважине Кудако-Киевского месторождения

1.4 Физико-химические свойства нефти, газа, воды и коллекторские свойства горных пород

Свойства пластовой нефти обобщены по 7 глубинным пробам, отобранным из 7 скважин и исследованным в лаборатории пластовых флюидов. Анализ поверхностных проб показал, что нефть рассматриваемого месторождения относится к нафтеновому типу…

Этот многоликий алмаз

1. Свойства алмаза

Этот удивительный минерал известен людям уже более 5000 лет. Описывая алмаз, десятки раз употребляют слово «самый» — самый твёрдый, самый блестящий, самый износостойкий, самый дорогой, самый редкий…

Реферат на тему Физические и тепловые свойства горючих газов

Цены в 2-3 раза ниже

Мы работаем
7 дней в неделю

Только проверенные эксперты

Готовые работы / Рефераты / Энергетика / Физические и тепловые свойства горючих газов

Что найти?

Введение

Еще три века назад слова «газ» не существовало. Его впервые ввел в
XVII веке голландский ученый Ван-Гельмонт. Оно определяло вещество, в
отличии от твердых и жидких тел способное распространятся по всему
доступному ему пространству без скачкообразного изменения своих свойств.
С тех пор слово «газ» во все основные языки мира. Среди известного
комплекса естественных полезных ископаемых, относящихся к топливно-
энергетичесской группе, одно из основных по использованию в народном
хозяйстве странны занимают природные горючие газы.
В топливно-энергетичесских ресурсах мира природный газ оценивается
в 630 млрд. тут, что составляет 4,9% от общей суммы топливных ресурсов, а
возможное извлекаемое количество его определяется в 500 млрд. тут, т. е.
Около 80% от прогнозных ресурсов. Известно, что доля природного газа в
общемировом энергетическом балансе с 1900 г. возрастала медленными
темпами и в мировом потреблении различных видов топлива в начале
текущего столетия оценивалось в 0,9%.
Природный газ имеет широкое применение в народном хозяйстве.
Также природный газ лучший вид топлива. Его отличают полноте сгорания
без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и
регулирование процесса горения. Запасы природного газа на нашей планете
очень велик. Он является источником сырья для химической
промышленности. Помимо природного газа существует искусственный газ.
Впервые он был получен в лабораторных условиях в конце XVIII века.
Искусственным газом сначала освещались улицы и помещения, поэтому его
и назвали «светильным газом». Помимо названных газов существуют также
попутные нефтяные газы. По своему происхождению тоже является
природным газом.

Глава 1. Общие сведения

1.1. Происхождение природных горючих газов

Газы — это одно из агрегатных состояний вещества, в котором его
частицы движутся хаотически, равномерно заполняя весь возможный объем.
В XVII в. нидерландский химик Я. Б. Ван Гельмонт ввел термин «газ»
(от гр. хаос) для обозначения воздухоподобных веществ.
Природные горючие газы состоят в основном из углеводородов
метанового ряда. Они содержат метан, этан, пропан, бутан, пентан и гексан, а
также их изомеры. Кроме углеводородов в составе природных газов могут
присутствовать азот, диоксид углерода, сероводород, водород и инертные
газы.
Природные газы добывают из недр земли. Месторождения природных
газов подразделяются на газовые, газоконденсатные, газонефтяные.
Углеводородные газы содержатся, кроме того, в растворенном виде в
нефтяных месторождениях. Такие газы называются попутными или
нефтяными.

Похожие работы

Стандартизация в Российской Федерации и за рубежом в области защиты от поражения электрическим током (ГОСТ Р 58698-2019)
Реферат, Электроэнергетика

Смотреть

Виды конфигурации схем электроснабжения
Реферат, Общая энергетика

Смотреть

Структурная схема, назначение и работа элементов, схемы, принцип работы станции, КПД трехконтурной АЭС
Реферат, Общая энергетика

Смотреть

Тепловая электростанция
Реферат, Общая энергетика

Смотреть

Основные источники искажения синусоидальности напряжения
Реферат, Энергетика

Смотреть

    Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

    1 000 +

    Новых работ ежедневно

    Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

    107074
    рейтинг

    2642
    работ сдано

    1206
    отзывов

    99476
    рейтинг

    5209
    работ сдано

    2338
    отзывов

    72211
    рейтинг

    1839
    работ сдано

    1159
    отзывов

    62710
    рейтинг

    1046
    работ сдано

    598
    отзывов

    Тип работыВыберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноЛабораторнаяЧертежЭссеОтветы на билетыПеревод с ин. языкаДокладСтатьяБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

    Тата

    СИБГУФК

    Спасибо за отличную работу!)))) Преподаватель поздно проверил!)))) я очень довольна)

    Владимир

    МИИТ

    Выполнялся реферат по корпоративному мошенничеству. Исполнитель справился намного быстрее,…

    Эльвира

    ДВГУПС

    очень ответственно подошел к работе! Надеюсь на дальнейшее сотрудничество

    Спасибо за отличную работу!)))) Преподаватель поздно проверил!)))) я очень довольна)

    Тата

    СИБГУФК

    Выполнялся реферат по корпоративному мошенничеству. Исполнитель справился намного быстрее, чем требовали сроки. Хорошая работа! Спасибо!

    Владимир

    МИИТ

    очень ответственно подошел к работе! Надеюсь на дальнейшее сотрудничество

    Эльвира

    ДВГУПС

    Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

    только что

    только что

    только что

    1 минуту назад

    1 минуту назад

    1 минуту назад

    1 минуту назад

    1 минуту назад

    1 минуту назад

    1 минуту назад

    2 минуты назад

    2 минуты назад

    3 минуты назад

    3 минуты назад

    5 минут назад

    6 минут назад

    6 минут назад

    6 минут назад

    Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

    Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

    Теплопроводность, теплопередача

    Таблица теплопроводности газов

    Проектирование и проектирование теплопередачи

    На этой диаграмме показана зависимость теплопроводности газов от температуры.

    Если не указано иное, значения относятся к давлению 100 кПа (1 бар) или к давлению насыщенного пара, если оно меньше 100 кПа.

    Обозначение P = 0 указывает, что задано предельное значение низкого давления. В целом значения P = 0 и P = 100 кПа отличаются менее чем на 1%.

    Единицы: мВт/м·К ( милливатт на метр-кельвин).

    МФ

    Имя

    100 К

    200 К

    300 К

    400 К

    500 К

    600 К

    —

    Воздух

    9. 4

    18,4

    26,2

    33,3

    39,7

    45,7

    Ar

    Argon

    6.2

    12,4

    17,9

    22,6

    26,8

    30,6

    BF 3

    Бор трехфтористый

    —

    —

    19,0

    24,6

    —

    —

    H 2

    Водород (P = 0)

    68,6

    131,7

    186,9

    230,4

    —

    —

    F 6 S

    Гексафторид серы (P = 0)

    —

    —

    13,0

    20,6

    27,5

    33,8

    Н 2 О

    Вода

    —

    —

    18,7

    27,1

    35,7

    47. 1

    H 2 S

    Сероводород

    —

    —

    14,6

    20,5

    26,4

    32,4

    NH 3

    Аммиак

    —

    —

    24,4

    37,4

    51,6

    66,8

    He

    Гелий (P = 0)

    75,5

    119,3

    156,7

    190,6

    222,3

    252,4 8

    Кр

    Криптон (P = 0)

    3,3

    6,4

    9,5

    12,3

    14,8

    17,1

    НЕТ

    Оксид азота

    —

    17,8

    25,9

    33,1

    39,6

    46. 2

    N 2

    Азот

    9,8

    18,7

    26,0

    32,3

    38,3

    44.0

    N 2 O

    Закись азота

    —

    9,8

    17,4

    26,0

    34.1

    41,8

    Ne

    Неон (P = 0)

    22,3

    37,6

    49,8

    60,3

    69,9

    78.7

    O 2

    Кислород

    9,3

    18,4

    26,3

    33,7

    41,0

    48. 1

    O 2 S

    Диоксид серы

    —

    —

    9,6

    14,3

    20,0

    25,6

    Xe

    Ксенон (P = 0)

    2,0 ​​

    3,6

    5,5

    7,3

    8,9

    10.4

    CCl 2 F 2

    Дихлордифторметан

    —

    —

    9,9

    15,0

    20,1

    25,2

    CF 4

    Тетрафторметан (P = 0)

    —

    —

    16,0

    24. 1

    32,2

    39,9

    СО

    Окись углерода (P = 0)

    —

    —

    25,0

    32,3

    39,2

    45,7

    CO 2

    Двуокись углерода

    —

    9,6

    16,8

    25,1

    33,5

    41,6

    CHCl 3

    Трихлорметан

    —

    —

    7,5

    11.1

    15,1

    —

    CH 4

    Метан

    —

    22,5

    34. 1

    49,1

    66,5

    84.1

    CH 4 O

    Метанол

    —

    —

    —

    26,2

    38,6

    53.0

    С 2 Н 2

    Ацетилен

    —

    —

    21,4

    33,3

    45,4

    56.8

    C 2 H 4

    Этилен

    —

    11.1

    20,5

    34,6

    49,9

    68,6

    С 2 Н 6

    Этан

    —

    11,0

    21,3

    35,4

    52,2

    70,5

    C 2 H 6 O

    Этанол

    —

    —

    14,4

    25,8

    38,4

    53. 2

    C 3 H 6 O

    Ацетон

    —

    —

    11,5

    20,2

    30,6

    42,7

    С 3 Н 8

    Пропан

    —

    —

    18,0

    30,6

    45,5

    61.9

    C 4 H 10

    Бутан

    —

    —

    16,4

    28,4

    43,0

    59.1

    C 5 H 12

    Пентан

    —

    —

    14,4

    24,9

    37,8

    52,7

    С 6 Н 14

    Гексан

    —

    —

    —

    23,4

    35,4

    48. 7

    Газы. Тепловые свойства газов
    Свойства газов при атмосферном давлении

    Газ

    Температура
    °С

    Проводимость
    Вт/м-°C

    Плотность
    кг/м 3

    Удельная теплоемкость
    Дж/кг-°C

    Динамическая вязкость
    кг/м-с

    Кинематическая вязкость
    м 2 /с

    Температуропроводность
    м 2 /с

    Гелий

    -129,0

    0,0928

    0,3379

    5,2 x 10 3

    12,55 x 10 -6

    37,11 x 10 -6

    52,75 x 10 -6

    Гелий

    -73,0

    0,1177

    0,2435

    5,2 x 10 3

    15,66 х 10 -6

    64,38 x 10 -6

    92,88 x 10 -6

    Гелий

    -18,0

    0,1357

    0,1906

    5,2 x 10 3

    18,17 x 10 -6

    95,5 x 10 -6

    136,75 х 10 -6

    Гелий

    93,0

    0,1691

    0,1328

    5,2 x 10 3

    23,05 x 10 -6

    173,6 x 10 -6

    244,9 x 10 -6

    Гелий

    204,0

    0,197

    0,10204

    5,2 x 10 3

    27,5 x 10 -6

    269,3 x 10 -6

    371,6 x 10 -6

    Гелий

    316,0

    0,225

    0,08282

    5,2 x 10 3

    31,13 х 10 -6

    375,8 x 10 -6

    521,5 x 10 -6

    Гелий

    427,0

    0,251

    0,07032

    5,2 x 10 3

    34,75 x 10 -6

    494,2 x 10 -6

    666,1 х ​​10 -6

    Гелий

    527,0

    0,275

    0,06023

    5,2 x 10 3

    38,17 x 10 -6

    634,1 x 10 -6

    877,4 x 10 -6

    Водород

    -123,0

    0,0981

    0,16371

    12,602 x 10 3

    5,595 x 10 -6

    34,18 x 10 -6

    47,5 x 10 -6

    Водород

    -73,0

    0,1282

    0,1227

    13,54 x 10 3

    6,813 x 10 -6

    55,53 x 10 -6

    77,2 x 10 -6

    Водород

    -23,0

    0,1561

    0,09819

    14,059 x 10 3

    7,919 x 10 -6

    80,64 x 10 -6

    113,0 x 10 -6

    Водород

    27,0

    0,182

    0,08185

    14,314 x 10 3

    8,963 x 10 -6

    109,5 x 10 -6

    155,4 x 10 -6

    Водород

    77,0

    0,206

    0,07016

    14,436 x 10 3

    9,954 x 10 -6

    141,9 x 10 -6

    203,1 x 10 -6

    Водород

    127,0

    0,228

    0,06135

    14,491 х 10 3

    10,864 x 10 -6

    177,1 x 10 -6

    256,8 x 10 -6

    Водород

    177,0

    0,251

    0,05462

    14,499 x 10 3

    11,779 x 10 -6

    215,6 х 10 -6

    316,4 x 10 -6

    Водород

    227,0

    0,272

    0,04918

    14,507 x 10 3

    12,636 x 10 -6

    257,0 x 10 -6

    381,7 x 10 -6

    Водород

    277,0

    0,292

    0,04469

    14,532 x 10 3

    13,475 x 10 -6

    301,6 x 10 -6

    451,6 x 10 -6

    Водород

    327,0

    0,315

    0,04085

    14,537 x 10 3

    14,285 x 10 -6

    349,7 x 10 -6

    530,6 x 10 -6

    Водород

    427,0

    0,351

    0,03492

    14,574 x 10 3

    15,89 x 10 -6

    455,1 x 10 -6

    690,3 x 10 -6

    Водород

    527,0

    0,384

    0,0306

    14,675 x 10 3

    17,4 x 10 -6

    569,0 x 10 -6

    856,3 x 10 -6

    Водород

    527,0

    0,412

    0,02723

    14,821 x 10 3

    18,78 x 10 -6

    690,0 x 10 -6

    0,0010217

    Кислород

    -123,0

    0,01367

    2,619

    917,8

    11,49 x 10 -6

    4,387 x 10 -6

    5,688 x 10 -6

    Кислород

    -73,0

    0,01824

    1,9559

    913. 1

    14,85 x 10 -6

    7,593 x 10 -6

    10,214 x 10 -6

    Кислород

    -23,0

    0,02259

    1,5618

    915,7

    17,87 x 10 -6

    11,45 x 10 -6

    15,794 x 10 -6

    Кислород

    27,0

    0,02676

    1.3007

    920,3

    20,63 x 10 -6

    15,86 x 10 -6

    22,353 x 10 -6

    Кислород

    77,0

    0,0307

    1.1133

    929.1

    23,16 х 10 -6

    20,8 x 10 -6

    29,68 x 10 -6

    Кислород

    127,0

    0,03461

    0,9755

    942,0

    25,54 x 10 -6

    26,18 x 10 -6

    37,68 х 10 -6

    Кислород

    177,0

    0,03828

    0,8682

    956,7

    27,77 x 10 -6

    31,99 x 10 -6

    46,09 x 10 -6

    Кислород

    227,0

    0,04173

    0,7801

    972,2

    29,91 x 10 -6

    38,34 x 10 -6

    55,02 x 10 -6

    Кислород

    277,0

    0,04517

    0,7096

    988. 1

    31,97 x 10 -6

    45,05 х 10 -6

    64,1 x 10 -6

    Азот

    -73,0

    0,01824

    1.7108

    1,0429 x 10 3

    12,947 x 10 -6

    7,568 x 10 -6

    10,224 x 10 -6

    Азот

    27,0

    0,0262

    1.1421

    1,0408 x 10 3

    17,84 x 10 -6

    15,63 x 10 -6

    22,044 x 10 -6

    Азот

    127,0

    0,03335

    0,8538

    1,0459 x 10 3

    21,98 x 10 -6

    25,74 x 10 -6

    37,34 x 10 -6

    Азот

    227,0

    0,03984

    0,6824

    1,0555 x 10 3

    25,7 х 10 -6

    37,66 x 10 -6

    55,3 x 10 -6

    Азот

    327,0

    0,0458

    0,5624

    1,0756 x 10 3

    29,11 x 10 -6

    51,19 x 10 -6

    74,86 x 10 -6

    Азот

    427,0

    0,05123

    0,4934

    1,0969 x 10 3

    32,13 x 10 -6

    65,13 x 10 -6

    94,66 x 10 -6

    Азот

    527,0

    0,05609

    0,4277

    1,1225 x 10 3

    34,84 x 10 -6

    81,46 x 10 -6

    116,85 x 10 -6

    Азот

    627,0

    0,0607

    0,3796

    1,1464 x 10 3

    37,49 x 10 -6

    91,06 x 10 -6

    139,46 x 10 -6

    Азот

    727,0

    0,06475

    0,3412

    1,1677 x 10 3

    40,0 x 10 -6

    117,2 x 10 -6

    162,5 х 10 -6

    Азот

    827,0

    0,0685

    0,3108

    1,1857 x 10 3

    42,28 x 10 -6

    136,0 x 10 -6

    185,91 x 10 -6

    Азот

    927,0

    0,07184

    0,2851

    1,2037 x 10 3

    44,5 x 10 -6

    156,1 x 10 -6

    209,32 x 10 -6

    Углекислый газ

    -53,0

    0,010805

    2,4733

    783,0

    11,105 x 10 -6

    4,49 x 10 -6

    5,92 x 10 -6

    Углекислый газ

    -23,0

    0,012884

    2. 1657

    804.0

    12,59 x 10 -6

    5,813 x 10 -6

    7,401 x 10 -6

    Углекислый газ

    27,0

    0,016572

    1,7973

    871,0

    14,958 x 10 -6

    8,321 x 10 -6

    10,588 x 10 -6

    Углекислый газ

    77,0

    0,02047

    1,5362

    900,0

    17,205 x 10 -6

    11,19 x 10 -6

    14,808 x 10 -6

    Углекислый газ

    127,0

    0,02461

    1.3424

    942,0

    19.32 x 10 -6

    14,39 x 10 -6

    19,463 x 10 -6

    Углекислый газ

    177,0

    0,02897

    1. 1918

    980,0

    21,34 x 10 -6

    17,9 x 10 -6

    24,813 х 10 -6

    Углекислый газ

    227,0

    0,03352

    1.0732

    1,013 x 10 3

    23,26 x 10 -6

    21,67 x 10 -6

    30,84 x 10 -6

    Углекислый газ

    277,0

    0,03821

    0,9739

    1,047 x 10 3

    25,08 x 10 -6

    25,74 x 10 -6

    37,5 x 10 -6

    Углекислый газ

    327,0

    0,04311

    0,8938

    1,076 x 10 3

    26,83 x 10 -6

    30,02 x 10 -6

    44,83 x 10 -6

    Аммиак, NH 3

    0,0

    0,022

    0,7929

    2,177 x 10 3

    9,353 x 10 -6

    11,8 x 10 -6

    13,08 x 10 -6

    Аммиак, NH 3

    50,0

    0,027

    0,6487

    2,177 x 10 3

    11,035 x 10 -6

    17,0 x 10 -6

    19,2 x 10 -6

    Аммиак, NH 3

    100,0

    0,0327

    0,559

    2,236 x 10 3

    12,886 x 10 -6

    23,0 x 10 -6

    26,19 x 10 -6

    Аммиак, NH 3

    150,0

    0,0391

    0,4934

    2,315 x 10 3

    14,672 x 10 -6

    29,7 x 10 -6

    34,32 x 10 -6

    Аммиак, NH 3

    200,0

    0,0467

    0,4405

    2,395 x 10 3

    16,49 x 10 -6

    37,4 х 10 -6

    44,21 x 10 -6

    Водяной пар

    107,0

    0,0246

    0,5863

    2,06 x 10 3

    12,71 x 10 -6

    21,6 x 10 -6

    20,36 x 10 -6

    Водяной пар

    127,0

    0,0261

    0,5542

    2,014 x 10 3

    13,44 x 10 -6

    24,2 x 10 -6

    23,38 x 10 -6

    Водяной пар

    177,0

    0,0299

    0,4942

    1,98 x 10 3

    15,25 x 10 -6

    31,1 x 10 -6

    30,7 x 10 -6

    Водяной пар

    227,0

    0,0339

    0,4405

    1,985 x 10 3

    17,04 x 10 -6

    38,6 x 10 -6

    38,7 x 10 -6

    Водяной пар

    277,0

    0,0379

    0,4005

    1,997 x 10 3

    18,84 x 10 -6

    47,0 x 10 -6

    47,5 x 10 -6

    Водяной пар

    327,0

    0,0422

    0,3652

    2,026 x 10 3

    20,67 x 10 -6

    56,6 x 10 -6

    57,3 x 10 -6

    Водяной пар

    377,0

    0,0464

    0,338

    2,056 x 10 3

    22,47 x 10 -6

    66,4 x 10 -6

    66,6 x 10 -6

    Водяной пар

    427,0

    0,0505

    0,314

    2,085 x 10 3

    24,26 х 10 -6

    77,2 x 10 -6

    77,2 x 10 -6

    Водяной пар

    477,0

    0,0549

    0,2931

    2,119 x 10 3

    26,04 x 10 -6

    88,8 x 10 -6

    88,3 х 10 -6

    Водяной пар

    527,0

    0,0592

    0,2739

    2,152 x 10 3

    27,86 x 10 -6

    102,0 x 10 -6

    100,1 x 10 -6

    Водяной пар

    577,0

    0,0637

    0,2579

    2,186 x 10 3

    29,69 x 10 -6

    115,2 x 10 -6

    113,0 x 10 -6

    Ссылки:

    • Кадоя К. , Мацунага Н. и Нагасима А. Вязкость и теплопроводность сухого воздуха в газовой фазе // J. Phys. хим. Ссылка Данные, 14, 947, 1985.
    • . Янглав, Б. А. и Хэнли, Х. Дж. М., Коэффициенты вязкости и теплопроводности газообразного и жидкого аргона, J. ​​Phys. хим. Ссылка Data, 15, 1323, 1986.
    • Holland, P.M., Eaton, B.E., and Hanley, H.J.M., Корреляция данных по вязкости и теплопроводности газообразного и жидкого этилена, J. ​​Phys. хим. Ссылка Данные, 12, 917, 1983.

    Теплопроводность газов — tech-science

    Теплопроводность идеальных газов не зависит от давления для не слишком сильно разбавленных газов. Это уже не относится к газам с низким давлением.

    • 1 Введение
    • 2 Независимость теплопроводности от давления при высоких давлениях (плотные газы)
    • 3 Зависимость теплопроводности от давления при низких давлениях (разбавленные газы)
    • 4 Число Кнудсена

    Введение

    5 В статье Теплопроводность твердых тел и идеальных газов была выведена следующая формула для оценки теплопроводности λ идеальных газов:

    \begin{align}
    \label{l}
    & \boxed{\lambda = \frac{1}{3} \cdot c_v \cdot \rho \cdot v \cdot l}  \\[5px]
    \end{align}

    В этой формуле c v обозначает удельную теплоемкость при постоянном объеме, ϱ плотность газа, v среднюю скорость молекул газа и l длину свободного пробега. Эта формула будет объяснена более подробно в этой статье, и будут обсуждаться полученные выводы для газов.

    Рисунок: Длина свободного пробега в разреженном газе с низким давлением и в плотном газе с высоким давлением

    Используя формулу, можно было предположить, что теплопроводность зависит от давления, ведь чем выше давление, тем выше плотность газа. Этот аргумент также можно ясно понять с помощью корпускулярной модели материи, потому что чем больше частиц, тем больше энергии частицы могут переносить в сумме. Обратите внимание, что согласно кинетической теории газов каждая молекула газа несет энергию ½⋅k B ⋅T на степень свободы (с k B в качестве постоянная Больцмана ).

    Однако в той же мере, в какой плотность увеличивается с увеличением давления, длина свободного пробега уменьшается! Фактически, теплопроводность идеальных газов поэтому не зависит от давления или плотности частиц (для ограничения этого утверждения позже)!

    Теплопроводность газов не зависит от давления при не слишком низком давлении!

    Рисунок: Длина свободного пробега и средняя скорость молекул в газе

    Независимость теплопроводности от давления при высоких давлениях (плотные газы)

    Независимость теплопроводности от давления также можно показать математически. Для этого плотность ϱ в уравнении (\ref{l}) сначала выражается через частное массы газа m газа и объема газа V газа . Тогда масса газа может быть выражена количеством вещества n газа ( химическое количество ) и молярной массой M газа газа.

    \begin{align}
    \lambda &= \frac{1}{3} \cdot c_v \cdot \frac{m_{gas}}{V_{gas}} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    &= \frac{1}{3} \cdot c_v \cdot \frac{n_{gas} \cdot M_{gas}}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    \end{align}

    Произведение удельной теплоемкости на молярную массу равно так называемой молярной теплоемкости C m,v , при этом молярная теплоемкость зависит только от степеней свободы f и молярной газовой постоянной R m (C м, v = f/2⋅R м ). Кроме того, количество вещества n газа может быть выражено отношением числа частиц N и константы Авогадро N A (n газ = N/N A ):

    \begin{align}
    \lambda &= \frac{1}{3} \cdot \underbrace{c_v \cdot M_{gas}} _{C_{m,v}} \cdot \frac{n_{gas}}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    & = \frac{1}{3} \cdot \underbrace {C_ {m,v}}_{=\frac{f}{2}R_m} \cdot \frac{N}{N_A \cdot V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    & = \frac{1 }{3} \cdot \frac{f}{2} R_{m} \cdot \frac{1}{N_A} \cdot \frac{N}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    & = \frac{f}{6} \frac{R_m}{N_A} \cdot \frac{N}{V} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    \end{align}

    Отношение числа частиц к объему газа соответствует плотности частиц n, а частное молярной газовой постоянной и постоянной Авогадро соответствует постоянной Больцмана k B (об этом соотношении см. статью Internal Energy & Теплоемкость):

    \begin{align}
    \lambda & = \frac{f}{6} \underbrace{\frac{R_m}{N_A}}_{k_B} \cdot \underbrace{\frac{N} {V}}_{n} \cdot v \cdot l  \\[5px]
    \label{ll}
    & = \frac{f}{6} k_B \cdot n \cdot v \cdot l  \\[5px ]
    \end{align}

    Теперь нам нужны только зависимости средней скорости и длины свободного пробега. Согласно распределению Максвелла-Больцмана средняя скорость v молекул газа зависит от температуры газа T и массы молекулы m (m обозначает массу отдельной частицы газа, а не всей массы газа!)

    \begin{align}
    & \boxed{v = \sqrt{\frac{8 k_B T}{\pi m}}}  \\[5px]
    \end{align}

    молекул зависит не только от плотности частиц n, но и от диаметра частиц d и определяется следующей формулой: 93 м }}}   \\[5px]
    \end{align}

    Теперь эта формула ясно показывает, что теплопроводность идеальных газов не зависит от плотности частиц и, следовательно, не зависит от давления. Это также показывает, что газы с относительно большими молекулами имеют более низкую теплопроводность, чем газы с меньшими молекулами (это связано с уменьшением длины свободного пробега в результате большего диаметра столкновения d). Кроме того, теплопроводность газов с легкими частицами выше, чем у газов с более тяжелыми частицами. Кроме того, теплопроводность зависит от температуры. Теплопроводность увеличивается с повышением температуры!

    Теплопроводность газов тем больше, чем меньше и легче молекулы и чем выше температура!

    Зависимость теплопроводности от давления для низких давлений (разбавленные газы)

    Если давление не влияет на теплопроводность газов, то зачем использовать вакуум для теплоизоляции?

    Тот факт, что теплопроводность не зависит от давления, верен только до тех пор, пока длина свободного пробега много меньше размеров объема, в котором содержится газ. Если давление (плотность частиц) в сосуде все больше и больше снижается, частицы сталкиваются уже не друг с другом, а со стенками сосуда. Таким образом, при очень низких давлениях длина свободного пробега определяется размером контейнера, а не свободным пробегом между столкновениями двух частиц.

    Это также применимо, если давление не уменьшается, а уменьшается размер емкости. Это актуально, например, для изоляционных материалов, в которых газы заключены в мелкие поры. Такие ситуации также могут возникнуть с тонкими слоями фольги или небольшими зазорами, если между ними находится газ.

    Рисунок: Влияние размеров контейнера на длину свободного пробега

    Средняя длина свободного пробега в этих случаях примерно соответствует размеру δ объема (например, диаметру пор или зазору) и, следовательно, является постоянной величиной. В этом случае длина свободного пробега больше не зависит от плотности частиц: l≈δ=константа. При постоянной длине свободного пробега уравнение (\ref{ll}) указывает на уменьшение теплопроводности при уменьшении плотности частиц (или давления)!

    \begin{align}
    \label{a}
    &\lambda = \frac{f}{6} k_B \cdot n \cdot v \cdot \delta  \\[5px]
    \end{align}

    В разбавленных газах или при малых объемах газа теплопроводность зависит от давления!

    В так называемых манометрах Пирани это соотношение используется для получения выводов о давлении в условиях высокого вакуума на основе теплопроводности.

    Номер Кнудсена

    Как уже было указано, характерная длина δ пор или расстояние между фольгами в изоляционных материалах часто намного меньше, чем длина свободного пробега l содержащихся в них газов. В этом случае газ уже не может быть описан как сплошная среда, так что уравнение (\ref{a}) уже не может применяться в таком виде (однако качественная формулировка этого уравнения не теряет своей силы).

    Характеристическая длина относится к размеру/размеру системы!

    В этом контексте так называемая Число Кнудсена указывает, можно ли по-прежнему рассматривать газ как континуум или следует применять кинетику газовой теории. Безразмерное число Кнудсена Kn описывает отношение длины свободного пробега l к характерной длине δ объема газа:

    \begin{align}
    &\boxed{Kn := \frac{l}{\delta}}  \ \[5px]
    \end{align}

    Для значений намного меньших 1 по-прежнему применяется механика сплошной среды, а для значений намного больших 1 используется описание с помощью законов кинетической теории газов. 92 \cdot p \cdot \delta}}  \\[5px]
    \end{align}

    В случае изоляционных материалов, где число Кнудсена часто намного меньше 1, теплопроводность заключенного газа может быть определяется по следующей формуле [см. М.Г. Каганер: « Теплоизоляция в криогенной технике », 1969]:

    \begin{align}
    \label{lam}
    &\boxed{\lambda = \frac{\lambda_0}{1+2\beta \cdot Kn}}  \\[5px]
    \end{align}

    В этой формуле λ 0 обозначает теплопроводность при стандартных условиях (1 атм, 0°C), а β является весовым коэффициентом, который далее здесь обсуждаться не будет. Даже если использование уравнения (\ref{lam}) требует, чтобы число Кнудсена было намного меньше 1, оно все равно должно быть как можно больше, особенно для изоляционных материалов! Это приводит к низкой теплопроводности.

    При низкой теплопроводности число Кнудсена должно быть максимально высоким!

    Воздух — теплофизические свойства

    Thermophysical properties of air:

    • Boiling temperature (at 1 bara):                            78. 8 K = -194.4 °C = -317.8 °F
    • Bulk modulus elasticity:                                         1.01325 x 10 5 Pa or N/m 2
    • Температура конденсации (при 1 баре): 81,8 К = -191,4 ° C = -312,5 ° F
    • Критическая температура: 132,63 К = -140,52 ° C = -220,94 ° F
    • Критическое давление: 37,363 Атм = 37,858 бар = 3,7858 МПа (мн/м 2 ) = 549,08 фунтов на квадратный дюйм (= LB F /в 2 )
    • Краткость: 101272 2 )
    • : 101272 2 ). кг/м 3 = 0,5871 СЛУГ/ФТ 3 = 18,89 фунта м /фут 3
    • (при 0 ° C и 1 бара): 1.276 кг/м 9127 3 3 91 3 9 91 3 9 91 2 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 912 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 9 913 3 = 0.00248 slug/ft 3 = 0.0797 lb/ft 3
    • Density (at 60°F and 1 atm):                                  1. 208 kg/m 3 = 0.00234 slug/ft 3 = 0.0754 lb/ft 3
    • Энтальпия (тепло) воздуха при 0 ° C и 1 Bara: 11,57 кДж/моль = 399,4 кДж/кг = 171,7 BTU (IT)/LB
    • Энрепи кДж/моль K = 3,796 кДж/кг K = 0,9067 БТЕ(ИТ)/фунт °F
    • Плотность жидкости при температуре кипения и 1 бар:                        875,50 кг/м 3 = 54,656 фунт/фут 3
    • Молярная масса: 28,9647 г/моль
    • Специфическая теплоемкость (C P ) воздух при 0 ° C и 1 BARA: 1,006 KJ/KGK = 0,24028). /(фунт м °F) или ккал/(кг·К)
    • Удельная теплоемкость (C v ) воздуха при 0°C и 1 бар абс.: 0,7171 кДж/кгK = 0,17128 БТЕ(ИТ)/(фунт м °F) или ккал/(кг·К)
    • Теплопроводность при 0°C и 1 бар абс.:                 24,35 мВт/(м·К) = 0,02094 ккал(ИТ)/(ч м К) = 0,01407 БТЕ(ИТ)/(ч фут °F)
    • Коэффициент теплового расширения при 0°C и 1 бар абс.: 0,00369 1/K = 0,00205 1/°F
    • Тройная точка давление: 0,05196 атм = 0,05265 бар = 5265 PA = 0,7636 PSI (= LB F /в 2 )
    • ТЕМПЕРАТИЦА: 59,75 K = -213,40 ° C = -35913. , динамический, при 0°C и 1 бар абс.:                    17,22 мкПа·с = 0,01722 сП = 0,3596×10 -6 (LB F S) /FT 2 = 11,57×10 -6 LB M /(FT S)
    • ВИЗКОСТЬ, KINEMATIC, AT AT 0 ° C и
    • ВИЗКИНА, KINEMATIC, AT AT 0 ° C и
    • . 2 /с = 13,49 сСт = 0,0001452 фута 2 /с

    Следуйте приведенным ниже ссылкам, чтобы получить значения для перечисленных свойств воздуха при изменении давления и температуры плотности при изменении давления 339106 :

  • Плотность, удельный вес и коэффициент теплового расширения при изменении температуры
  • Коэффициенты диффузии газов в избытке воздуха
  • Динамическая и кинематическая вязкость
  • Число Прандтля
  • Свойства в условиях газожидкостного равновесия
  • Удельная теплоемкость (теплоемкость) при изменении давления температура
  • Теплопроводность
  • Температуропроводность

    • См. также дополнительную информацию об атмосферном давлении, а также STP — Стандартная температура и давление и NTP — Нормальная температура и давление,
    , а также Теплофизические свойства : Ацетон, Ацетилен, Аммиак, Аргон, Бензол, Бутан, Углекислый газ, Угарный газ, Этан, Этанол, Этилен, Гелий, Водород, Сероводород, Метан, Метанол, Азот, Кислород, Пентан , Пропан, Толуол, Вода и тяжелая вода, D 2 O.

    Воздух представляет собой смесь газов при стандартных условиях. Однако при низкой температуре и высоком давлении газовая смесь становится жидкостью. Фазовая диаграмма воздуха показывает фазовое поведение при изменении температуры и давления. Кривая между тройной точкой и критической точкой показывает температуру кипения воздуха при изменении давления.

    • Состав воздуха и молекулярная масса

    В критической точке состояние не изменяется при увеличении давления или при добавлении тепла.

    Тройная точка вещества — это температура и давление, при которых три фазы (газ, жидкость и твердое тело) этого вещества сосуществуют в термодинамическом равновесии.

    Скачать и распечатать диаграмму зависимости плотности воздуха от температуры

    Скачать и распечатать диаграмму зависимости плотности воздуха от температуры

    Пример — масса воздуха при температуре 100 o C

    Из приведенной выше таблицы плотность воздуха равна 2,39912 0,39962

    кг/м. 3 в 100 или C . Массу 10 м 3 воздуха можно рассчитать как

    м = V ρ

        = (10 м 3 ) (0,946 кг/м 3 )53

    = 9,46 кг

    , где

    M = масса (кг)

    V = объем (M 3 ) 9397

  • 2 3 )

  • rpense.

    Пример — масса воздуха при температуре 20 O C

    Из таблицы выше — плотность воздуха 1,205 кг/м 3 в 20 O . Масса 10 м 3 Воздух можно рассчитать как

    M = (10 м 3 ) (1,205 кг/м 3 )

    = 12,05 кг

    Пример — Поживание

    Воздушный шар объемом 10 м 3 нагревается до 100 o C . Температура окружающего воздуха 20 o С. Изменение силы тяжести (веса) объема воздуха есть потенциальная подъемная сила воздушного шара. Подъемную силу можно рассчитать как

    F L = DM A G

    = V D ρ A G

    g . ) — (0,946 кг/м 3 )] (9,81 м/с 2 )

    = 25,4 N

    , где = 25,4 N

    , где = 25,4

    , где =

    . в силе тяжести (вес) (Н)

    A G = ускорение гравитации (9,81 м/с 2 )

    DM = V D ρ = изменение Mass in The Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass in the Mass. = изменение плотности из-за разницы температур (кг/м 3 )

    Твердые вещества, жидкости и газы. Теплопроводность

    Теплопроводность — это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность можно определить как

    «количество тепла, переданное через единицу толщины материала — в направлении, нормальном к поверхности единицы площади — из-за единичного градиента температуры в стационарных условиях»

    Единицами теплопроводности являются [Вт/( м·К)] в системе СИ и [БТЕ/(час·фут·°F)] в имперской системе.

    См. также изменения теплопроводности в зависимости от температуры и давления , для: воздуха, аммиака, углекислого газа и воды

    Теплопроводность обычных материалов и продуктов:

    7 Асбестоцемент1272 1) 2 Кокс0025

    9 4 5557 9 4 5545 9 медь4547

    Углеродистая сталь 5 4 7

    7

    5

    47 0,009

    5

    (газ)7444447444444444744444444444477 9007 Плутоний

    54547

    .0025770030 Timber, red beech
    Thermal Conductivity
    — k —
    W/(m K)
    Material/Substance Temperature
    25 o C
    ( 77 o F)     		125 o C
    (257 o F)     		225 o C
    (437 o F)
    Acetals 0. 23
    Acetone 0.16
    Acetylene (gas) 0.018
    Acrylic 0.2
    Air, атмосфера (газ) 0,0262 0,0333 0,0398
    Воздух, высота над уровнем моря 10000 м 0,0207
    Agate 10.9
    Alcohol 0.17
    Alumina 36 26
    Aluminum
    Aluminum Brass 121
    Оксид алюминия 30
    Аммиак (газ) 0,0249 0,0369 0.0528
    Antimony 18.5
    Apple (85. 6% moisture) 0.39
    Argon (gas) 0.016
    Asbestos-cement board 1) 0,744
    Листы асбоцементные 1) 0,1665
    2.07
    Asbestos, loosely packed 1) 0.15
    Asbestos mill board 1) 0.14    
    Asphalt 0,75
    BASA Wood 0,048
    Битумен 0,17
    0,17
    055 Bitumen/felt layers 0.5
    Beef, lean (78.9 % moisture) 0.43 — 0.48
    Benzene 0. 16
    Beryllium
    Bismuth 8.1
    Битум 0,17
    Бластовый газ (газ) 0,02
    .0025
    Boiler scale 1.2 — 3.5
    Boron 25
    Brass
    Breeze block 0.10 — 0.20
    Кирпич плотный 1,31
    Кирпич огнеупорный 0,47
    Кирпич теплоизоляционный 0.15
    Brickwork, common (Building Brick) 0.6 -1.0
    Brickwork, dense 1.6
    Bromine (gas) 0. 004
    Бронза
    Руда бурая железная 0,58
    Масло сливочное (влажность 15%

    5 9000)0025

    Cadmium
    Calcium silicate 0.05
    Carbon 1.7
    Carbon dioxide (gas) 0.0146    
    Окись углерода 0,0232
    Чугун
    Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированная 0.23

    Cellulose acetate, molded, sheet

    		 0.17 — 0.33
    Cellulose nitrate, celluloid 0.12 — 0.21
    Cement, Portland 0. 29
    Цемент, раствор 1,73
    Керамические материалы
    Chalk 0.09    
    Charcoal 0.084
    Chlorinated poly-ether 0.13
    Chlorine (gas) 0.0081
    Chrome Никель Сталь 16.3
    Хром
    Оксид хрома 0.42
    Clay, dry to moist 0.15 — 1.8    
    Clay, saturated 0.6 — 2.5    
    Coal 0.2
    Кобальт
    Треска (влажность 83 %) 0,54
    Concrete, lightweight 0. 1 — 0.3
    Concrete, medium 0.4 — 0.7
    Concrete, dense 1.0 — 1.8
    Concrete, камень 1.7    
    константан 23.3
    Corian (ceramic filled) 1.06
    Cork board 0.043
    Cork, re-granulated 0.044
    Cork 0.07
    Хлопок 0,04
    Вата 0,029
    025
    Cotton Wool insulation 0.029
    Cupronickel 30% 30
    Diamond 1000
    Diatomaceous earth (Sil-o-cel) 0,06
    Диатомит 0,12
    Дюралий Earth, dry 1. 5    
    Ebonite 0.17
    Emery 11.6
    Engine Oil 0.15
    Ethane (gas ) 0,018
    Эфир 0,14
    Этилен (газ) 2 0 595
    Epoxy 0.35
    Ethylene glycol 0.25
    Feathers 0.034
    Felt insulation 0.04
    Fiberglass 0,04
    Изоляционная плита из волокна 0,048
    ДВП из волокна 0.2    
    Fire-clay brick 500 o C 1. 4
    Fluorine (gas) 0.0254
    Foam glass 0.045
    Дихлордифторметан R-12 (газ) 0,007    
    Дихлордифторметан R-12 (жидкий)
    Gasoline 0.15
    Glass 1.05
    Glass, Pearls, dry 0.18
    Glass, Pearls, saturated 0.76
    Стекло, окно 0,96    
    Стекло, вата Изоляция 0,04 405027
    Glycerol 0.28
    Gold
    Granite 1.7 — 4.0
    Graphite 168
    Gravel 0. 7
    Земля или почва, очень влажная зона 1,4
    Земля или почва, влажная зона 1.0
    Ground or soil, dry area 0.5
    Ground or soil, very dry area 0.33
    Gypsum board 0.17
    Войлок 0,05    
    Оргалит высокой плотности 0,15
    550025 0.16
    Hastelloy C 12
    Helium (gas) 0.142
    Honey (12.6% moisture content) 0.5
    Hydrochloric кислота (газ) 0,013
    Водород (газ) 0,168
    Сероводород 0. 013
    Ice (0 o C, 32 o F) 2.18
    Inconel 15
    Ingot iron 47 — 58
    Insulation materials 0.035 — 0.16
    Iodine 0.44
    Iridium 147
    Iron
    Iron-oxide 0.58
    Kapok insulation 0.034
    Kerosene 0.15
    Krypton (gas) 0,0088
    Свинец
    Кожа, сухая 0,147 9 44547
    Limestone 1.26 — 1.33
    Lithium
    Magnesia insulation (85%) 0. 07
    Magnesite 4.15    
    Магний
    Магниевый сплав 70 — 145
    Мрамор 2.08 — 2.94
    Mercury, liquid
    Methane (gas) 0.030
    Methanol 0.21
    Mica 0.71
    Молоко 0,53
    Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. 0,04    
    Molybdenum
    Monel
    Neon (gas) 0.046
    Neoprene 0.05
    Nickel
    Оксид азота (газ) 0,0238
    Азот (газ) 0,024
    Nitrous oxide (gas) 0. 0151
    Nylon 6, Nylon 6/6 0.25
    Oil, machine lubricating SAE 50 0.15
    Olive Масло 0,17
    Кислород (газ) 0,024
    Палладий 70,9444444744444444444444444444444444444447 70,9
    70,9
    444744444447 70,9030 Paper 0.05
    Paraffin Wax 0.25
    Peat 0.08
    Perlite, atmospheric pressure 0.031    
    Perlite, vacuum 0,00137    
    Фенольные литые смолы 0,15
    Phenol-formaldehyde moulding compounds 0. 13 — 0.25
    Phosphorbronze 110
    Pinchbeck 159
    Pitch 0.13
    Pit coal 0,24
    Штукатурка светлая 0,2
    Штукатурка, металлическая рейка 0.47
    Plaster, sand 0.71
    Plaster, wood lath 0.28
    Plasticine 0.65 — 0.8
    Plastics, foamed ( изоляционные материалы) 0,03
    Платина
    Plywood 0.13
    Polycarbonate 0. 19
    Polyester 0.05
    Polyethylene low density, PEL 0.33
    Polyethylene высокая плотность, PEH 0,42 — 0,51
    Натуральный полиизопреновый каучук 0,13
    Polyisoprene hard rubber 0.16
    Polymethylmethacrylate 0.17 — 0.25
    Polypropylene, PP 0.1 — 0.22    
    Polystyrene, expanded 0,03
    Полистирол 0,043
    Пенополиуретан 0.03
    Porcelain 1.5
    Potassium 1
    Potato, raw flesh 0. 55
    Propane (gas) 0.015
    Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 0,25
    Поливинилхлорид, ПВХ 0,19
    Pyrex glass 1.005
    Quartz mineral 3
    Radon (gas) 0.0033
    Red metal
    Rhenium
    Родий
    Камень твердый 2 — 7  0025
    Rock, porous volcanic (Tuff) 0.5 — 2.5    
    Rock Wool insulation 0.045
    Rosin 0.32
    Rubber, cellular 0,045
    Натуральный каучук 0,13
    Рубидий
    Salmon (73% moisture content) 0. 50
    Sand, dry 0.15 — 0.25
    Sand, moist 0.25 — 2    
    Sand, saturated 2 — 4
    Sandstone 1.7    
    Sawdust 0.08
    Selenium
    Sheep wool 0.039
    Silica aerogel 0.02    
    Silicon cast resin 0.15 — 0.32
    Silicon carbide 120
    Силиконовое масло 0,1
    Серебро
    Slag wool 0.042
    Slate 2. 01
    Snow (temp < 0 o C) 0.05 — 0.25
    Sodium
    Сфальные деревы (FIR, Pine ..) 0,12
    почва, глина 1,1
    0.15 — 2    
    Soil, saturated 0.6 — 4    

    Solder 50-50

    		 50

    Soot

    		 0.07

    Пар, насыщенный

    		 0,0184
    Пар, низкое давление 0,00304547
    Steatite 2
    Steel, Carbon
    Steel, Stainless
    Straw slab insulation, compressed 0. 09
    Styrofoam 0,033
    Сера диоксид (газ) 0,0086
    Сера кристаллическая 0.2
    Sugars 0.087 — 0.22
    Tantalum
    Tar 0.19
    Tellurium 4.9
    Thorium
    Древесина ольха 0,17
    Древесина ясень 0,16
    Timber, birch 0.14
    Timber, larch 0.12
    Timber, maple 0.16
    Timber, oak 0.17
    Лес, сосна 0,14
    Лес, рябина 0,19
    0. 14
    Timber, red pine 0.15
    Timber, white pine 0.15
    Timber, walnut 0.15
    TIN
    Титан
    TUNGSTEN
    303030025
    Urethane foam 0.021    
    Vacuum 0
    Vermiculite granules 0.065    
    Vinyl ester 0,25
    Вода 0,606
    Вода, пар (пар) 0.0267 0.0359
    Wheat flour 0.45
    White metal 35 — 70
    Wood across the grain, white pine 0. 12
    Древесина поперек волокон, бальза 0,055
    Древесина поперек волокон, сосна желтая, брус 0,147
    Wood, oak 0.17    
    Wool, felt 0.07
    Wood wool, slab 0.1 — 0.15
    Xenon (gas) 0,0051
    Цинк

    1) Это, по-видимому, усугубляется курением сигарет, и в результате возникают такие заболевания, как мезотелиома и рак легких.

    • 1 Вт/(м K) = 1 Вт/(м o C) = 0,85984 ккал/(ч·м o C) = 0,5779 БТЕ/(фут·ч o F) = 0,048 БТЕ/( in h o F) = 6,935 (Btu in)/(ft²·h °F)
    • Теплопроводность – конвертер единиц измерения
    • Что такое кондуктивная теплопередача?

    Пример.

    Кондуктивная теплопередача через алюминиевый котел по сравнению с котлом из нержавеющей стали

    Кондуктивный перенос тепла через стенку котелка можно рассчитать как

    q = (k / s) A dT                                                (1)

    or alternatively

    q / A = (k / s) dT 

    where 

    q = heat теплопередача (Вт, БТЕ/ч)

    A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )

    q / A = теплопередача на единицу площади (Вт/м 2 , БТЕ/A (высота фут 2 ))

    k = теплопроводность (Вт/мК, БТЕ/(час·фут·°F) )

    dT = t 1 — t 2 = разность температур )

    s = wall thickness (m, ft)

    Conductive Heat Transfer Calculator

    k = thermal conductivity  (W/mK, Btu/(hr ft °F) )

    s = толщина стены (м, фут)

    A = surface area (m 2 , ft 2 )

    dT = t 1 — t 2 = temperature difference ( o C, o F)

    Note ! — что общая теплопередача через поверхность определяется » общим коэффициентом теплопередачи » — который помимо кондуктивной теплопередачи — зависит от

    • коэффициентов конвективной теплопередачи на внутренней и внешней поверхностях
    • коэффициенты лучистой теплопередачи на внутренней и внешней поверхностях
    • Калькулятор общей теплопередачи
    Кондуктивная теплопередача через стенку алюминиевой емкости толщиной 2 мм — разница температур 80
    o C

    Теплопроводность для алюминия 215 Вт/(м·К) (из таблицы выше). Кондуктивную теплопередачу на единицу площади можно рассчитать как

      q / A = [(215 Вт/(м·К)) / (2 10 -3 M)] (80 O C)

    = 8600000 (W/M 2 )

    = 8673)

    = 8673)

    = 8673).

    Кондуктивная теплопередача через стенку емкости из нержавеющей стали толщиной 2 мм — разница температур 80
    o C

    Теплопроводность для нержавеющей стали составляет 17 Вт/(м·К) (из таблицы выше). Кондуктивную теплопередачу на единицу площади можно рассчитать как

    Q / a = [(17 Вт / (M K)) / (2 10 -3 M) ] (80 O C)

    = 68000000 (W / M

    = 68000000. )

              = 680 (кВт/м 2 )

    Теплопроводность жидкостей — газов и жидкостей

    Флюиды являются подмножеством фаз материи и включают жидкости , газы , плазма и, в некоторой степени, твердые пластмассы. Поскольку межмолекулярное расстояние намного больше, а движение молекул более хаотично для жидкого состояния, чем для твердого, перенос тепловой энергии менее эффективен. Теплопроводность газов и жидкостей обычно меньше, чем у твердых тел. В жидкостях теплопроводность обусловлена ​​атомной или молекулярной диффузией. В газах теплопроводность обусловлена ​​диффузией молекул с более высокого энергетического уровня на более низкий уровень.

    Теплопроводность газов

    Влияние температуры, давления и химических соединений на теплопроводность газа можно объяснить с точки зрения кинетической теории газов . Воздух и другие газы обычно являются хорошими изоляторами при отсутствии конвекции. Таким образом, многие изоляционные материалы (например, полистирол) функционируют просто благодаря большому количеству заполненных газом карманов, из которых предотвращают крупномасштабную конвекцию . Чередование газового кармана и твердого материала вызывает передачу тепла через множество поверхностей раздела, что приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.

    Теплопроводность газов прямо пропорциональна плотности газа, средней молекулярной скорости и особенно длине свободного пробега молекулы. Длина свободного пробега также зависит от диаметра молекулы, причем более крупные молекулы с большей вероятностью столкнутся, чем мелкие молекулы, что представляет собой среднее расстояние, пройденное энергоносителем (молекулой) до столкновения. Легкие газы, такие как водород и гелий, обычно имеют высокую теплопроводность , а плотные газы, такие как ксенон и дихлордифторметан, имеют низкую теплопроводность.

    Как правило, теплопроводность газов увеличивается с повышением температуры.

    Теплопроводность жидкостей

    Как уже писалось, в жидкостях теплопроводность обусловлена ​​атомной или молекулярной диффузией, но физические механизмы объяснения теплопроводности жидкостей изучены недостаточно. Жидкости, как правило, обладают лучшей теплопроводностью, чем газы, а способность течь делает жидкость подходящей для отвода избыточного тепла от механических компонентов. Тепло можно отводить, пропуская жидкость через теплообменник. Теплоносители, используемые в ядерных реакторах, включают воду или жидкие металлы, такие как натрий или свинец.

    Теплопроводность неметаллических жидкостей обычно уменьшается с повышением температуры.

     

    Теплопроводность натрия

    Жидкий натрий используется в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов , поскольку он имеет высокую теплопроводность и низкое сечение поглощения нейтронов, необходимое для достижения высокого нейтронного потока в реакторе. Высокие свойства теплопроводности эффективно создают резервуар теплоемкости, который обеспечивает тепловую инерцию против перегрева.

    Специальный справочник: Теплофизические свойства материалов для ядерной энергетики: Учебное пособие и сбор данных. IAEA-THPH, МАГАТЭ, Вена, 2008 г. ISBN 978–92–0–106508–7.

    Теплопроводность воды и пара

    Вода и пар являются общими жидкостями, используемыми для теплообмена в первом контуре (от поверхности твэлов к потоку теплоносителя) и во втором контуре. Он используется из-за его доступности и высокая теплоемкость, как для охлаждения, так и для обогрева. Особенно эффективен перенос тепла посредством испарения и конденсации воды из-за ее очень большой скрытой теплоты испарения .

    Недостатком является то, что реакторы с водяным замедлителем должны использовать первичный контур высокого давления для поддержания воды в жидком состоянии и достижения достаточного термодинамического КПД. Вода и пар также реагируют с металлами, обычно используемыми в таких отраслях, как сталь и медь, которые быстрее окисляются необработанной водой и паром. Почти на всех тепловых электростанциях (угольных, газовых, атомных) вода используется в качестве рабочего тела (используется в замкнутом контуре между котлом, паровой турбиной и конденсатором) и теплоносителя (используется для обмена отработанного тепла на тепло). водоем или уносят путем испарения в градирне).

    Теплопроводность воды

    Теплопроводность пара

    IAEA-THPH, МАГАТЭ, Вена, 2008 г. ISBN 978–92–0–106508–7.

    Теплопроводность гелия

    Гелий — это химический элемент с атомным номером 2, , что означает наличие 2 протонов и 2 электронов в атомной структуре. химический символ  для гелия He .

    Это бесцветный, без запаха, без вкуса, нетоксичный, инертный, одноатомный газ, первый в группе благородных газов в периодической таблице. Его температура кипения самая низкая среди всех элементов.

    Из-за относительно низкой молярной (атомной) массы гелия его теплопроводность, удельная теплоемкость и скорость звука в газовой фазе выше, чем у любого другого газа, кроме водорода. Из-за своей инертности и высокой теплопроводности, нейтронной прозрачности, а также из-за того, что он не образует радиоактивных изотопов в реакторных условиях, гелий используется в качестве теплоносителя в некоторых газоохлаждаемых ядерных реакторах (например, высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах — ВТГР).

    Специальный справочник: Теплофизические свойства материалов для ядерной энергетики: Учебное пособие и сбор данных. IAEA-THPH, МАГАТЭ, Вена, 2008 г. ISBN 978–92–0–106508–7.

     

    Ссылки:

    Теплопередача:

    1. Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
    2. Тепло- и массообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
    3. Основы тепломассообмена. CP Котандараман. New Age International, 2006 г., ISBN: 9788122417722.
    4. Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и течения жидкости. Справочник по основам Министерства энергетики США, том 2 из 3, май 2016 г.

    Ядерная и реакторная физика:

    1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
    2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
    3. В. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
    4. Гласстоун, Сесонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
    5. WSC. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г. , ISBN: 978-0198520467
    6. Г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
    7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, стр. 1988.
    8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
    9. Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP ​​Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.

    Advanced Reactor Physics:

    1. К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
    2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
    3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
    4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

    Теплопроводность

    сообщите об этом объявлении

    Транспортные свойства в газах | Понятия теплофизики

    • Иконка Цитировать Цитировать

    • Разрешения

    • Делиться
      • Твиттер
      • Подробнее

    Ссылка

    Блунделл, Стивен Дж. И Кэтрин М. Блунделл,

    ‘Транспортные свойства в газах

    ,

    Концепции в термической физике

    , 2nd Edn

    (

    Oxford,

    2009;

    (

    ,

    9 edn,

    Oxford Academic

    , 1 января 2010 г.

    ), https://doi.org/10.1093/acprof:oso/97801991.003.0009,

    , по состоянию на 3 октября 2027 г.

    . Выберите формат Выберите format.ris (Mendeley, Papers, Zotero).enw (EndNote).bibtex (BibTex).txt (Medlars, RefWorks)

    Закрыть

    Фильтр поиска панели навигации Oxford AcademicConcepts in Thermal Physics (2-е изд.) Астрономия и астрофизикаКнигиЖурналы Термин поиска мобильного микросайта

    Закрыть

    Фильтр поиска панели навигации Oxford AcademicConcepts in Thermal Physics (2-е изд.) Астрономия и астрофизикаКнигиЖурналы Термин поиска на микросайте

    Advanced Search

    Abstract

    В этой главе описывается, как газ может переносить импульс, энергию или частицы из одного места в другое. Он рассматривает неравновесные ситуации, но еще в стационарном состоянии, т. е. так, что параметры системы не зависят от времени, но окружение будет зависеть от времени. Изучаемые явления называются транспортными свойствами, и рассматриваются следующие: (i) вязкость, которая представляет собой перенос импульса; (ii) теплопроводность, то есть перенос тепла; и (iii) диффузия, которая представляет собой перенос частиц.

    Ключевые слова: импульс, энергия, частицы, вязкость, теплопроводность, диффузия

    Предмет

    Астрономия и астрофизика

    В настоящее время у вас нет доступа к этой главе.

    Войти

    Получить помощь с доступом

    Получить помощь с доступом

    Доступ для учреждений

    Доступ к контенту в Oxford Academic часто предоставляется посредством институциональных подписок и покупок. Если вы являетесь членом учреждения с активной учетной записью, вы можете получить доступ к контенту одним из следующих способов:

    Доступ на основе IP

    Как правило, доступ предоставляется через институциональную сеть к диапазону IP-адресов. Эта аутентификация происходит автоматически, и невозможно выйти из учетной записи с IP-аутентификацией.

    Войдите через свое учреждение

    Выберите этот вариант, чтобы получить удаленный доступ за пределами вашего учреждения. Технология Shibboleth/Open Athens используется для обеспечения единого входа между веб-сайтом вашего учебного заведения и Oxford Academic.

    1. Щелкните Войти через свое учреждение.
    2. Выберите свое учреждение из предоставленного списка, после чего вы перейдете на веб-сайт вашего учреждения для входа в систему.
    3. : Находясь на сайте учреждения, используйте учетные данные, предоставленные вашим учреждением. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
    4. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

    Если вашего учреждения нет в списке или вы не можете войти на веб-сайт своего учреждения, обратитесь к своему библиотекарю или администратору.

    Войти с помощью читательского билета

    Введите номер своего читательского билета, чтобы войти в систему. Если вы не можете войти в систему, обратитесь к своему библиотекарю.

    Члены общества

    Доступ члена общества к журналу достигается одним из следующих способов:

    Войти через сайт сообщества

    Многие общества предлагают единый вход между веб-сайтом общества и Oxford Academic. Если вы видите «Войти через сайт сообщества» на панели входа в журнале:

    1. Щелкните Войти через сайт сообщества.
    2. При посещении сайта общества используйте учетные данные, предоставленные этим обществом. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
    3. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

    Если у вас нет учетной записи сообщества или вы забыли свое имя пользователя или пароль, обратитесь в свое общество.

    Вход через личный кабинет

    Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для предоставления доступа своим членам. Смотри ниже.

    Личный кабинет

    Личную учетную запись можно использовать для получения оповещений по электронной почте, сохранения результатов поиска, покупки контента и активации подписок.

    Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для предоставления доступа своим членам.

    Просмотр учетных записей, вошедших в систему

    Щелкните значок учетной записи в правом верхнем углу, чтобы:

    • Просмотр вашей личной учетной записи и доступ к функциям управления учетной записью.

    • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *