PROIECTARE ALIMENTARE CU APA SI CANALIZARE

Scrie: [email protected]

Program de lucru: L-V de la 9-00 la 18-00 (fără prânz)

Tabel de umiditate

Mai jos este un tabel cu umiditatea absolută și relativă a aerului.

Umiditate relativă	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
Temperatura aerului, C	Umiditate absolută, g/m3 Punct de rouă, C
50	8,3	16,6	24,9	33,2	41,5	49,8	58,1	66,4	74,7	83
8	19	26	32	36	40	43	45	48	50
45	6,5	13,1	19,6	26,2	32,7	39,3	45,8	52,4	58,9	65,4
4	15	22	27	32	36	38	41	43	45
40	5,1	10,2	15,3	20,5	25,6	30,7	35,8	40,9	46	51,1
1	11	18	23	27	30	33	36	38	40
35	4	7,9	11,9	15,8	19,8	23,8	27,7	31,7	35,6	39,6
-2	8	14	18	21	25	28	31	33	35
30	3	6,1	9,1	12,1	15,2	18,2	21,3	24,3	27,3	30,4
-6	3	10	14	18	21	24	26	28	30
25	2,3	4,6	6,9	9,2	11,5	13,8	16,1	18,4	20,7	23
-8	0	5	10	13	16	19	21	23	25
20	1,7	3,5	5,2	6,9	8,7	10,4	12,1	13,8	15,6	17,3
-12	-4	1	5	9	12	14	16	18	20
15	1,3	2,6	3,9	5,1	6,4	7,7	9	10,3	11,5	12,8
-16	-7	-3	1	4	7	9	11	13	15
10	0,9	1,9	2,8	3,8	4,7	5,6	6,6	7,5	8,5	9,4
-19	-11	-7	-3	0	1	4	6	8	10
5	0,7	1,4	2	2,7	3,4	4,1	4,8	5,4	6,1	6,8
-23	-15	-11	-7	-5	-2	0	2	3	5
0	0,5	1	1,5	1,9	2,4	2,9	3,4	3,9	4,4	4,8
-26	-19	-14	-11	-8	-6	-4	-3	-2	0
-5	0,3	0,7	1	1,4	1,7	2,1	2,4	2,7	3,1	3,4
-29	-22	-18	-15	-13	-11	-8	-7	-6	-5
-10	0,2	0,5	0,7	0,9	1,2	1,4	1,6	1,9	2,1	2,3
-34	-26	-22	-19	-17	-15	-13	-11	-11	-10
-15	0,2	0,3	0,5	0,6	0,8	1	1,1	1,3	1,5	1,6
-37	-30	-26	-23	-21	-19	-17	-16	-15	-15
-20	0,1	0,2	0,3	0,4	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
-42	-35	-32	-29	-27	-25	-24	-22	-21	-20
-25	0,1	0,1	0,2	0,2	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5	0,6
-45	-40	-36	-34	-32	-30	-29	-27	-26	-25

Această pagină oferă informații despre umiditatea absolută și relativă a aerului sub formă de tabel.

Psihrometrul lui August este format din două termometre cu mercur montate pe un suport sau amplasate într-o carcasă comună. Bila unui termometru este înfășurată într-o cârpă subțire cambrică, coborâtă într-un pahar cu apă distilată.

Când se utilizează psicrometrul august, umiditatea absolută este calculată folosind formula Rainier:
A = f-a(t-t1)H,
unde un - umiditate absolută; f este tensiunea maximă a vaporilor de apă la temperatura bulbului umed (vezi.

masa 2); a - coeficientul psicrometric, t - temperatura termometrului uscat; t1 - temperatura termometrului umed; H - presiunea barometrică la momentul determinării.

Dacă aerul este complet nemișcat, atunci a = 0,00128.

În prezența unei mișcări slabe a aerului (0,4 m/s) a = 0,00110. Umiditatea maximă și relativă sunt calculate așa cum este indicat la p.

Temperatura aerului (°C)		Temperatura aerului (°C)	Tensiunea vaporilor de apă (mmHg)	Temperatura aerului (°C)	Tensiunea vaporilor de apă (mmHg) Umiditatea aerului
-20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0	0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518	+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0	11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663	+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0	42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0

Tabelul 3.

Determinarea umidității relative prin citiri
psicrometru de aspirație (procent)

Tabelul 4.

Determinarea umidității relative a aerului în funcție de citirile termometrelor uscate și umede din psicrometrul august în condiții normale de mișcare calmă și uniformă a aerului în încăpere cu o viteză de 0,2 m/s

Există tabele speciale pentru determinarea umidității relative (tabelele 3, 4).

Citiri mai precise sunt furnizate de psicrometrul Assmann (Fig. 3). Este format din două termometre închise în tuburi metalice, prin care aerul este aspirat uniform folosind un ventilator situat în partea de sus a dispozitivului.

Rezervorul de mercur al unuia dintre termometre este învelit într-o bucată de cambric, care este umezită cu apă distilată folosind o pipetă specială înainte de fiecare determinare. După ce termometrul a fost umezit, porniți ventilatorul cu cheia și agățați dispozitivul pe un trepied. După 4-5 minute, înregistrați citirile termometrelor uscate și umede. Deoarece umiditatea se evaporă și căldura este absorbită de la suprafața unei bile de mercur, un termometru umed, va indica o temperatură mai scăzută.

Umiditatea absolută se calculează folosind formula Sprung:

unde A este umiditatea absolută; f este tensiunea maximă a vaporilor de apă la temperatura bulbului umed; 0,5 - coeficient psicrometric constant (corecție pentru viteza aerului); t - temperatura bulbului uscat; t1 - temperatura termometrului umed; H - presiunea barometrică; 755 - presiunea barometrică medie (determinată conform tabelului 2).

Umiditatea maximă (F) este determinată folosind Tabelul 2 pe baza temperaturii bulbului uscat.

Umiditatea relativă (R) se calculează folosind formula:

unde R este umiditatea relativă; A - umiditate absolută; F este umiditatea maximă la temperatura bulbului uscat.

Pentru a determina fluctuațiile umidității relative în timp, se folosește un dispozitiv higrograf.

Dispozitivul este proiectat similar unui termograf, dar partea de primire a higrografului este un smoc de păr fără grăsime.

Orez. 3. Psicrometru de aspirație Assmann:

1 - tuburi metalice;
2 - termometre cu mercur;
3 - orificii pentru evacuarea aerului aspirat;
4 - clemă pentru agățarea psicrometrului;
5 - pipeta pentru umezirea termometrului umed.

1. Indicațiile termometrului uscat al psicrometrului de aspirație sunt 20°C, termometrul umed 10°C. Găsiți umiditatea relativă din sufragerie. Dă-i un rating de igienă.

2. Citirile termometrului uscat al psicrometrului de aspiratie din sufragerie sunt de 22°C, termometrul umed este de 14,5°C. Evaluați condițiile de temperatură și umiditate din cameră.

În atelierul de forjă, temperatura termometrului uscat al psicrometrului de aspirație este de 23°C, termometrul umed este de 13,5 C. Evaluați condițiile de temperatură și umiditate din atelier.

4. În ce mod va pierde o persoană căldură dacă temperatura aerului și a pereților din cameră este de 37°C, umiditatea este de 45% și viteza aerului este de 0,4 m/sec?

Umiditatea relativă a aerului la determinarea temperaturii cu un psicrometru (tabel)

Determinați în ce condiții starea termică a unei persoane va fi mai bună:

a) la temperatura aerului de 30°C, umiditate 40%, viteza de deplasare
aer 0,8 m/sec.

b) la temperatura aerului de 28°C, umiditate 85%, viteza
aer 0,2 m/sec.

6. În ce condiții se va simți o persoană mai rece:

a) la temperatura aerului de 14°C, umiditate 40%

b) la temperatura aerului de 14°C, umiditate 80%

În ce condiții se va supraîncălzi o persoană:

a) la temperatura aerului de 40°C, umiditate 40%

b) la temperatura aerului de 40°C, umiditate 90%

8. În ce atelier este de preferat microclimatul?

a) în atelierul 1, temperatura aerului și a pereților este de 38°C, umiditatea aerului este de 70%,
viteza aerului 0,3 m/sec.

b) în atelierul 2, temperatura aerului și a pereților este de 39 C, umiditatea aerului este de 35%,
viteza aerului 0,8 m/sec.

În sala de operație temperatura aerului este de 22 C, umiditate 43%, viteza aerului 0,3 m/sec. Oferiți o evaluare igienă a microclimatului sălii de operație.

10. În saloanele centrului de ardere, temperatura aerului este de 25°C, umiditatea relativă 52%, viteza aerului 0,15 m/sec.

Este conform?

microclimatul spațiilor medicale la standarde de igienă

Anexa nr. 5

Tabelul nr. 1 Determinarea umidității relative în funcție de citirile unui psicrometru de aspirație, %

Indicatii	Citirile termometrului umed, °C
bulb uscat °C	10,0	10,5	11,0	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0	14,5	15,0	15,5	16,0	16,5	17,0	17,5	18,0	18,5	19,0	19,5	20,0	20,5	21,0	21,5	22,0	22,5	23,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
22,0
22,5
23,0

Anexa nr. 6

Tabelul nr. 2 Standarde igienice pentru parametrii de microclimat pentru diferite încăperi

⇐ Anterior1234567

Data publicării: 2015-09-17; Citește: 3046 | Încălcarea drepturilor de autor ale paginii

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,001 s)...

Calculul umidității absolute (conținutul de umiditate) a aerului

Umiditatea absolută se calculează folosind formula:

unde f este umiditatea maximă a aerului (vezi.

masa 2,2 după temperatura termometrului „umed”, g/m3;

tc și tв – temperaturi ale termometrelor „uscat” și „umed”, °C;

B – presiunea barometrică, mm Hg.

Metode de asigurare a parametrilor de microclimat necesari
spațiile de producție

Crearea condițiilor meteorologice optime în spațiile industriale este o sarcină complexă, a cărei soluție merge în următoarele direcții.

Soluții raționale de amenajare și proiectare a spațiului pentru clădiri industriale . Magazinele fierbinți sunt amplasate, ori de câte ori este posibil, în clădiri cu un etaj, cu unul și două travee.

Curțile interioare sunt amplasate astfel încât să asigure o bună ventilație. Nu este recomandat să amplasați extensii în jurul perimetrului clădirii care ar interfera cu fluxul de aer proaspăt.

Clădirea în sine este poziționată astfel încât axa longitudinală a felinarului de aerare să facă un unghi de 90...60° cu direcția vântului predominant de vară. Pentru a proteja împotriva pătrunderii aerului rece în spațiile de producție, intrările sunt echipate cu blocuri de aer, iar ușile sunt echipate cu perdele de aer.

Folosesc geamuri termopan la ferestre, izolează garduri, podele etc.

Amplasarea rațională a echipamentelor. Este recomandabil să plasați sursele principale de căldură direct sub felinarul de aerare, lângă pereții exteriori ai clădirii și într-un rând la o astfel de distanță unul de celălalt, încât căldura care curge de la acestea să nu traverseze la locul de muncă. Nu așezați materiale de răcire pe calea aerului proaspăt.

Trebuie prevăzute încăperi separate pentru răcirea produselor fierbinți. Cea mai bună soluție este amplasarea echipamentelor care emit căldură în încăperi izolate sau în spații deschise.

Mecanizarea si automatizarea proceselor de productie. Se fac multe în această direcție acum. Se introduce încărcarea mecanică a cuptoarelor în metalurgie, transportul prin conducte pentru metal lichid, turnare continuă a oțelului etc.

Control de la distanță și supraveghere permite în multe cazuri îndepărtarea unei persoane din conditii nefavorabile. Un exemplu este controlul de la distanță a macaralelor în magazine fierbinți.

Introducerea unor procese și echipamente tehnologice mai raționale. De exemplu, înlocuirea metodei la cald de prelucrare a metalelor cu una rece, încălzirea cu flacără cu inducție, cuptoarele inelare în producția de cărămidă cu cele de tunel etc.

etc., precum și izolarea termică rațională a echipamentelor, protecția lucrătorilor tipuri variate ecrane, ventilație și încălzire rațională, raționalizarea programelor de muncă și odihnă, utilizarea echipamentului individual de protecție.

Cum se calculează umiditatea relativă

Metodologie de determinare a parametrilor de microclimat pentru muncitori
locațiile personalului de producție

Parametrii de microclimat în munca de laborator sunt definite după cum urmează:

1. Măsurați temperatura aerului din cameră folosind termometrele „uscat” și „umed” ale psicrometrului Assmann, tsfȘi tvfÎn consecință, scrieți rezultatul în coloana „valori reale” a protocolului.

Determinați presiunea barometrică din barometru, V (mm Hg).

3. Determinați viteza de mișcare a aerului la locul de muncă Sph folosind un anemometru cu pahar cu afișaj digital.

Determinați perioada anului ținând cont de temperatura medie zilnică exterioară specificată pentru opțiune (de ex daca tnar> +10 C, apoi perioada anului cald, Dacă tnar< +10 С, то период года rece ).

Tabelul 2.1

Determinați excesul de căldură sensibilă Qex din cameră folosind formula:

unde QISP este excesul de căldură sensibilă, (kJ/h m3);

QЯВН – căldură sensibilă în atelier, (kJ/h);

t°C F sau f t°C F sau f t°C F sau f 7 7,51 12,79 23 21,07 8 8,04 16 13,63 22,38 9 8,61 17 14,53 23,76 10 9,21 18 15,48 25,91 11 9,84 19 16,48 26,74 12 10,52 20 17,54 30,04 13 11,23 21 18,65 31,04 14 11,99 22 19,83 31,82

Determinați conform DSN 3.3.6.042-99 valorile necesare ale temperaturii tн, umidității relative jн, viteza de circulație a aerului la locul de muncă Сн (Anexa A.2). Valorile standard ale parametrilor de microclimat sunt selectate în funcție de perioada anului, categoria de severitate a muncii, precum și categoria încăperii în funcție de condițiile termice. Deci, dacă camera este „fierbinte”, atunci valorile din coloana „permisă” sunt acceptate, dacă camera este „rece”, atunci sunt acceptate valorile din coloana „optimală”. Locurile permanente corespund categoriei ușoare de muncă ( 1a, 16), locuri de muncă nepermanente – categorii de muncă medii și grele ( IIa, IIb, III).

Introduceți datele obținute în tabelul de protocol în coloana „valoare normativă”.

12. Comparați datele normative cu datele reale. Trageți o concluzie despre conformitatea microclimatului spațiilor de producție cu valorile standard în conformitate cu GOST 12.1.003-88 și DSN 3.3.6.042-99.

Perechi saturate și nesaturate

Abur saturat

În timpul evaporării, concomitent cu trecerea moleculelor de la lichid la vapor, are loc și procesul invers. Mișcându-se aleator peste suprafața lichidului, unele dintre moleculele care l-au părăsit revin din nou în lichid.

Dacă evaporarea are loc într-un vas închis, atunci la început numărul de molecule care părăsesc lichidul va fi mai mare decât numărul de molecule care se întorc înapoi în lichid. Prin urmare, densitatea vaporilor din vas va crește treptat. Pe măsură ce densitatea vaporilor crește, crește și numărul de molecule care se întorc în lichid. Destul de curând, numărul de molecule care părăsesc lichidul va deveni egal cu numărul de molecule de vapori care se întorc înapoi în lichid. Din acest moment, numărul de molecule de vapori deasupra lichidului va fi constant. Pentru apa la temperatura camerei acest număr este aproximativ egal cu $10^(22)$ molecule per $1c$ per $1cm^2$ suprafață. Are loc așa-numitul echilibru dinamic între vapori și lichid.

Vaporii care se află în echilibru dinamic cu lichidul său se numesc vapori saturati.

Aceasta înseamnă că într-un anumit volum la o anumită temperatură nu poate exista o cantitate mai mare de abur.

În echilibru dinamic, masa lichidului dintr-un recipient închis nu se modifică, deși lichidul continuă să se evapore. În același mod, masa de vapori saturati deasupra acestui lichid nu se modifică, deși vaporii continuă să se condenseze.

Presiunea vaporilor saturati. Când vaporii saturați sunt comprimați, a căror temperatură este menținută constantă, echilibrul va începe mai întâi să fie perturbat: densitatea vaporilor va crește și, ca urmare, vor trece mai multe molecule din gaz în lichid decât din lichid în gaz; aceasta va continua până când concentrația de vapori din noul volum devine aceeași, corespunzătoare concentrației de vapori saturați la o anumită temperatură (și echilibrul este restabilit). Acest lucru se explică prin faptul că numărul de molecule care părăsesc lichidul pe unitatea de timp depinde doar de temperatură.

Deci, concentrația de molecule de abur saturat la o temperatură constantă nu depinde de volumul acestuia.

Deoarece presiunea unui gaz este proporțională cu concentrația moleculelor sale, presiunea vaporilor saturați nu depinde de volumul pe care îl ocupă. Se numește presiunea $р_0$ la care lichidul este în echilibru cu vaporii săi presiunea aburului saturat.

Când vaporii saturati sunt comprimați, majoritatea se transformă într-o stare lichidă. Lichidul ocupă un volum mai mic decât vaporii de aceeași masă. Ca urmare, volumul de abur, în timp ce densitatea acestuia rămâne neschimbată, scade.

Dependența presiunii vaporilor saturați de temperatură. Pentru un gaz ideal, este valabilă o dependență liniară a presiunii de temperatura la volum constant. Așa cum se aplică aburului saturat cu presiune $р_0$, această dependență este exprimată prin egalitatea:

Deoarece presiunea vaporilor saturați nu depinde de volum, ea depinde deci doar de temperatură.

Dependența determinată experimental $P_0(T)$ diferă de dependența $p_0=nkT$ pentru un gaz ideal. Odată cu creșterea temperaturii, presiunea vaporilor saturați crește mai repede decât presiunea unui gaz ideal (secțiunea curbei $AB$). Acest lucru devine deosebit de evident dacă desenați o izocoră prin punctul $A$ (linie întreruptă). Acest lucru se întâmplă deoarece atunci când un lichid este încălzit, o parte din acesta se transformă în abur, iar densitatea aburului crește.

Prin urmare, conform formulei $p_0=nkT$, presiunea vaporilor saturați crește nu numai ca urmare a creșterii temperaturii lichidului, ci și ca urmare a creșterii concentrației de molecule (densitatea) vaporilor. Principala diferență în comportamentul unui gaz ideal și al vaporilor saturați este modificarea masei vaporilor cu o modificare a temperaturii la un volum constant (într-un vas închis) sau cu o modificare a volumului la o temperatură constantă. Nimic de genul acesta nu se poate întâmpla cu un gaz ideal (MCT-ul unui gaz ideal nu asigură o tranziție de fază de la gaz la lichid).

După ce tot lichidul s-a evaporat, comportamentul vaporilor va corespunde comportamentului unui gaz ideal (secțiunea $BC$ a curbei).

Abur nesaturat

Dacă într-un spațiu care conține vapori de lichid, poate avea loc o evaporare suplimentară a acestui lichid, atunci vaporii aflați în acest spațiu sunt nesaturat.

Vaporii care nu sunt în echilibru cu lichidul său se numesc nesaturați.

Vaporii nesaturați pot fi transformați în lichid prin simpla comprimare. Odată ce această transformare a început, vaporii aflati în echilibru cu lichidul devin saturati.

Umiditatea aerului

Umiditatea aerului este conținutul de vapori de apă din aer.

Aerul atmosferic din jurul nostru, din cauza evaporării continue a apei de la suprafața oceanelor, a mărilor, a rezervoarelor, a solului umed și a plantelor, conține întotdeauna vapori de apă. Cu cât există mai mulți vapori de apă într-un anumit volum de aer, cu atât vaporii sunt mai aproape de starea de saturație. Pe de altă parte, cu cât temperatura aerului este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de vapori de apă necesară pentru a-l satura.

În funcție de cantitatea de vapori de apă prezenți în atmosferă la o anumită temperatură, aerul are grade diferite de umiditate.

Cuantificarea umidității

Pentru a cuantifica umiditatea aerului, se folosesc, în special, conceptele absolutȘi umiditate relativă.

Umiditatea absolută este numărul de grame de vapori de apă conținute în $1m^3$ de aer în condiții date, adică este densitatea vaporilor de apă $p$ exprimată în g/$m^3$.

Umiditate relativă aer $φ$ este raportul dintre umiditatea absolută a aerului $p$ și densitatea $p_0$ a vaporilor saturati la aceeași temperatură.

Umiditatea relativă este exprimată în procente:

$φ=((p)/(p_0))·100%$

Concentrația vaporilor este legată de presiune ($p_0=nkT$), astfel încât umiditatea relativă poate fi definită ca procent presiune parțială$р$ abur în aer la presiunea $р_0$ aburului saturat la aceeași temperatură:

$φ=((p)/(p_0))·100%$

Sub presiune parțialăînțelegeți presiunea vaporilor de apă pe care ar produce-o dacă toate celelalte gaze din aerul atmosferic ar fi absente.

Dacă aer umed se răcește, apoi la o anumită temperatură aburul din el poate fi adus la saturație. Odată cu răcirea suplimentară, vaporii de apă vor începe să se condenseze sub formă de rouă.

punct de condensare

Punctul de rouă este temperatura la care aerul trebuie să se răcească pentru ca vaporii de apă din acesta să ajungă la o stare de saturație la presiune constantă și o umiditate dată a aerului. Când punctul de rouă este atins în aer sau pe obiectele cu care intră în contact, vaporii de apă încep să se condenseze. Punctul de rouă poate fi calculat din valorile temperaturii și umidității aerului sau determinat direct higrometru de condensare. La umiditatea relativă a aerului$φ = 100%$ punctul de rouă coincide cu temperatura aerului. La $φ

Cantitatea de căldură. Capacitatea termică specifică a unei substanțe

Cantitatea de căldură este o măsură cantitativă a schimbării energie interna corpurile în timpul schimbului de căldură.

Cantitatea de căldură este energia pe care o degajă un corp în timpul schimbului de căldură (fără a lucra). Cantitatea de căldură, ca și energia, se măsoară în jouli (J).

Capacitatea termică specifică a unei substanțe

Capacitatea de căldură este cantitatea de căldură absorbită de un corp atunci când este încălzit cu $1$ grad.

Capacitatea termică a unui corp este notă cu litera latină majusculă C.

De ce depinde capacitatea termică a unui corp? În primul rând, din masa sa. Este clar că încălzirea, de exemplu, a 1 $ kilogram de apă va necesita mai multă căldură decât încălzirea $200$ grame.

Dar tipul de substanță? Să facem un experiment. Să luăm două vase identice și, după ce am turnat apă cu o masă de $400$ g într-unul dintre ele și ulei vegetal cu o masă de $400$ g în celălalt, vom începe să le încălzim folosind arzătoare identice. Observând citirile termometrului, vom vedea că uleiul se încălzește mai repede. Pentru a încălzi apa și uleiul la aceeași temperatură, apa trebuie încălzită mai mult timp. Dar cu cât încălzim mai mult apa, cu atât primește mai multă căldură de la arzător.

Astfel, pentru a încălzi aceeași masă de substanțe diferite la aceeași temperatură este necesar cantități diferite căldură. Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea unui corp și, prin urmare, capacitatea acestuia de căldură depind de tipul de substanță din care este compus corpul.

Deci, de exemplu, pentru a crește temperatura apei cu greutatea de $1$ kg cu $1°$С, este necesară o cantitate de căldură egală cu $4200$ J și pentru a încălzi aceeași masă cu $1°$С ulei de floarea soarelui cantitatea de căldură necesară este de $1700$ J.

O mărime fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a încălzi $1$ kg dintr-o substanță cu $1°$C se numește capacitatea termică specifică a acestei substanțe.

Fiecare substanță are a ei căldura specifică, care este notat cu litera latină $с$ și măsurat în jouli pe kilogram-grad (J/(kg$·°$С)).

Capacitatea termică specifică a aceleiași substanțe în diferite stări de agregare (solid, lichid și gazos) este diferită. De exemplu, capacitatea termică specifică a apei este de $4200$ J/(kg$·°$С), iar capacitatea termică specifică a gheții este de $2100$ J/(kg$·°$С); aluminiul în stare solidă are o capacitate termică specifică egală cu $920$ J/(kg$·°$С), iar în stare lichidă - $1080$ J/(kg$·°$С).

Rețineți că apa are o capacitate termică specifică foarte mare. Prin urmare, apa din mări și oceane, care se încălzește vara, se absoarbe din aer un numar mare de căldură. Datorită acestui fapt, în acele locuri care sunt situate lângă corpuri mari de apă, vara nu este la fel de caldă ca în locurile departe de apă.

Calculul cantității de căldură necesară pentru încălzirea unui corp sau eliberată de acesta în timpul răcirii

Din cele de mai sus reiese clar că cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp depinde de tipul de substanță din care constă corpul (adică, capacitatea de căldură specifică) și de masa corpului. De asemenea, este clar că cantitatea de căldură depinde de câte grade vom crește temperatura corpului.

Deci, pentru a determina cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp sau eliberată de acesta în timpul răcirii, trebuie să înmulțiți capacitatea termică specifică a corpului cu masa sa și cu diferența dintre temperaturile sale finale și inițiale:

unde $Q$ este cantitatea de căldură, $c$ este capacitatea termică specifică, $m$ este masa corpului, $t_1$ este temperatura inițială, $t_2$ este temperatura finală.

Când un corp este încălzit, $t_2 > t_1$ și, prin urmare, $Q > 0$. Când corpul se răcește $t_2

Dacă se cunoaşte capacitatea termică a întregului corp $C, Q$ este determinată de formula

Căldura specifică de vaporizare, topire, ardere

Căldura de vaporizare (căldura de evaporare) este cantitatea de căldură care trebuie transmisă unei substanțe (la presiune constantă și la temperatură constantă) pentru a transforma complet o substanță lichidă în vapori.

Căldura de vaporizare este egală cu cantitatea de căldură eliberată atunci când aburul se condensează în lichid.

Transformarea unui lichid în vapori la o temperatură constantă nu duce la o creștere a energiei cinetice a moleculelor, ci este însoțită de o creștere a energiei potențiale a acestora, deoarece distanța dintre molecule crește semnificativ.

Căldura specifică de vaporizare și condensare. Experimentele au stabilit că pentru a converti complet $1 $ kg de apă în abur (la punctul de fierbere), este necesar să cheltuiți $2,3$ MJ de energie. Pentru a transforma alte lichide în vapori, este necesară o cantitate diferită de căldură. De exemplu, pentru alcool este de 0,9 USD MJ.

O mărime fizică care arată câtă căldură este necesară pentru a transforma un lichid care cântărește $1$ kg în vapori fără a schimba temperatura se numește căldură specifică de vaporizare.

Căldura specifică de vaporizare se notează cu litera $r$ și se măsoară în jouli pe kilogram (J/kg).

Cantitatea de căldură necesară pentru vaporizare (sau eliberată în timpul condensului). Pentru a calcula cantitatea de căldură $Q$ necesară pentru a transforma un lichid de orice masă luată la punctul de fierbere în vapori, căldura specifică de vaporizare $r$ trebuie înmulțită cu masa $m$:

Când aburul se condensează, se eliberează aceeași cantitate de căldură:

Căldura specifică de fuziune

Căldura de fuziune este cantitatea de căldură care trebuie transmisă unei substanțe la presiune constantă și temperatură constantă egală cu punctul de topire pentru a o transforma complet dintr-o stare solidă cristalină într-un lichid.

Căldura de fuziune este egală cu cantitatea de căldură care este eliberată în timpul cristalizării unei substanțe din stare lichidă.

În timpul topirii, toată căldura furnizată unei substanțe duce la creșterea energiei potențiale a moleculelor sale. Energia cinetică nu se modifică deoarece topirea are loc la o temperatură constantă.

Studiind experimental topirea diferitelor substanțe de aceeași masă, se poate observa că sunt necesare cantități diferite de căldură pentru a le transforma în lichid. De exemplu, pentru a topi un kilogram de gheață, trebuie să cheltuiți $332$ J de energie, iar pentru a topi $1$ kg de plumb, trebuie să cheltuiți $25$ kJ.

O mărime fizică care arată cât de multă căldură trebuie transmisă unui corp cristalin care cântărește $1$ kg pentru a-l transforma complet într-o stare lichidă la temperatura de topire se numește căldură specifică de fuziune.

Căldura specifică de fuziune este măsurată în jouli pe kilogram (J/kg) și este notă cu litera greacă $λ$ (lambda).

Căldura specifică de cristalizare este egală cu căldura specifică de fuziune, deoarece în timpul cristalizării este eliberată aceeași cantitate de căldură care este absorbită în timpul topirii. De exemplu, atunci când apa care cântărește $1$ kg îngheață, se eliberează aceeași energie de $332$ J care este necesară pentru a transforma aceeași masă de gheață în apă.

Pentru a afla cantitatea de căldură necesară pentru a topi un corp cristalin de masă arbitrară, sau căldură de fuziune, este necesar să se înmulțească căldura specifică de fuziune a acestui corp cu masa sa:

Cantitatea de căldură eliberată de organism este considerată negativă. Prin urmare, atunci când se calculează cantitatea de căldură eliberată în timpul cristalizării unei substanțe de masă $m$, ar trebui să se folosească aceeași formulă, dar cu semnul minus:

Căldura specifică de ardere

Căldura de ardere (sau puterea calorică, puterea calorică) este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a combustibilului.

Pentru a încălzi corpurile, este adesea folosită energia eliberată în timpul arderii combustibilului. Combustibilii convenționali (cărbune, petrol, benzină) conțin carbon. În timpul arderii, atomii de carbon se combină cu atomii de oxigen din aer, rezultând formarea de molecule de dioxid de carbon. Energia cinetică a acestor molecule se dovedește a fi mai mare decât cea a particulelor originale. Creșterea energiei cinetice a moleculelor în timpul arderii se numește eliberare de energie. Energia eliberată în timpul arderii complete a combustibilului este căldura de ardere a acestui combustibil.

Căldura de ardere a combustibilului depinde de tipul de combustibil și de masa acestuia. Cu cât masa combustibilului este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii sale complete.

O cantitate fizică care arată cât de multă căldură este eliberată în timpul arderii complete a combustibilului cu greutatea de $1$ kg se numește căldură specifică de ardere a combustibilului.

Căldura specifică de ardere este notată cu litera $q$ și măsurată în jouli pe kilogram (J/kg).

Cantitatea de căldură $Q$ eliberată în timpul arderii a $m$ kg de combustibil este determinată de formula:

Pentru a afla cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii complete a unui combustibil de o masă arbitrară, căldura specifică de ardere a acestui combustibil trebuie înmulțită cu masa acestuia.

Ecuația echilibrului termic

Într-un sistem termodinamic închis (izolat de corpurile externe), o modificare a energiei interne a oricărui corp al sistemului $∆U_i$ nu poate duce la o modificare a energiei interne a întregului sistem. Prin urmare,

$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$

Dacă niciun corp nu lucrează în interiorul sistemului, atunci, conform primei legi a termodinamicii, o modificare a energiei interne a oricărui corp are loc numai datorită schimbului de căldură cu alte corpuri ale acestui sistem: $∆U_i= Q_i$. Ținând cont de ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$), obținem:

$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$

Această ecuație se numește ecuație echilibru termic. Aici $Q_i$ este cantitatea de căldură primită sau eliberată de corpul $i$. Oricare dintre cantitățile de căldură $Q_i$ poate însemna căldura degajată sau absorbită în timpul topirii oricărui corp, arderii combustibilului, evaporării sau condensării aburului, dacă astfel de procese au loc cu diferite corpuri ale sistemului și vor fi determinate de corespunzătoare. relatii.

Ecuația de echilibru termic este o expresie matematică a legii conservării energiei în timpul transferului de căldură.

Umiditatea aerului- conţinut în aer, caracterizat printr-un număr de valori. Apa care se evaporă de la suprafață atunci când sunt încălzite intră și se concentrează în straturile inferioare ale troposferei. Temperatura la care aerul atinge saturația cu umiditate pentru un anumit conținut de vapori de apă și constantă se numește punct de rouă.

Umiditatea este caracterizată de următorii indicatori:

Umiditate absolută(Latina absolutus - complet). Se exprimă prin masa vaporilor de apă în 1 m de aer. Calculat în grame de vapori de apă la 1 m3 de aer. Cu cât este mai mare, cu atât umiditatea absolută este mai mare, deoarece mai multă apă când este încălzit, se schimbă de la starea lichidă la starea de vapori. În timpul zilei, umiditatea absolută este mai mare decât noaptea. Indicatorul umidității absolute depinde de: în latitudinile polare, de exemplu, este egal cu până la 1 g pe 1 m2 de vapori de apă, la ecuator până la 30 de grame pe 1 m2 în Batumi (, coasta) umiditatea absolută este de 6 g pe 1 m, iar în Verkhoyansk ( , ) - 0,1 grame pe 1 m Acoperirea de vegetație a zonei depinde în mare măsură de umiditatea absolută a aerului;

Umiditate relativă. Acesta este raportul dintre cantitatea de umiditate din aer și cantitatea pe care o poate conține la aceeași temperatură. Umiditatea relativă este calculată ca procent. De exemplu, umiditatea relativă este de 70%. Aceasta înseamnă că aerul conține 70% din cantitatea de vapori pe care o poate reține la o anumită temperatură. Dacă ciclu diurnÎn timp ce umiditatea absolută este direct proporțională cu tendința temperaturii, umiditatea relativă este invers proporțională cu această tendință. O persoană se simte bine la 40-75%. Abaterea de la normă provoacă o stare dureroasă a corpului.

Aerul în natură este rareori saturat cu vapori de apă, dar conține întotdeauna o anumită cantitate. Nicăieri pe Pământ nu a fost înregistrată o umiditate relativă de 0%. Pe statii meteo Umiditatea este măsurată cu ajutorul unui higrometru; în plus, se folosesc înregistratoare - higrografe;

Aerul este saturat și nesaturat. Când apa se evaporă de pe suprafața oceanului sau a pământului, aerul nu poate reține vaporii de apă la infinit. Această limită depinde de. Aerul care nu mai poate reține umiditatea se numește aer saturat. Din acest aer, la cea mai mică răcire, încep să se elibereze picături de apă sub formă de rouă. Acest lucru se întâmplă deoarece apa, atunci când este răcită, trece dintr-o stare (abur) în stare lichidă. Aer deasupra uscat și suprafata calda, conține de obicei mai puțini vapori de apă decât ar putea conține la o anumită temperatură. Un astfel de aer se numește nesaturat. Când se răcește, apa nu se eliberează întotdeauna. Cu cât aerul este mai cald, cu atât este mai mare capacitatea sa de a absorbi umezeala. De exemplu, la o temperatură de -20°C, aerul nu conține mai mult de 1 g/m apă; la o temperatură de + 10°C - aproximativ 9 g/m3 și la +20°C - aproximativ 17 g/m3 Prin urmare, cu umiditatea aerului aparent ridicată în

Umiditate absolută

Umiditatea absolută este cantitatea de umiditate (în grame) conținută într-un metru cub de aer. Datorită valorii sale mici, se măsoară de obicei în g/m3. Dar datorita faptului ca la o anumita temperatura aerului aerul poate contine doar o cantitate maxima maxima de umiditate (cu cresterea temperaturii aceasta cantitate maxima posibila de umiditate creste, odata cu scaderea temperaturii aerului cantitatea maxima posibila de umiditate scade) conceptul de Relativ A fost introdusă umiditatea.

Umiditate relativă

O definiție echivalentă este raportul dintre fracția de masă a vaporilor de apă din aer și maximul posibil la o anumită temperatură. Măsurat ca procent și determinat prin formula:

unde: - umiditatea relativă a amestecului (aerului) în cauză; - presiunea parțială a vaporilor de apă din amestec; - presiunea vaporilor saturați de echilibru.

Presiunea vaporilor saturați a apei crește foarte mult odată cu creșterea temperaturii (vezi graficul). Prin urmare, cu răcirea izobară (adică la presiune constantă) a aerului cu o concentrație constantă de vapori, vine un moment (punctul de rouă) când vaporii sunt saturati. În acest caz, aburul „extra” se condensează sub formă de ceață sau cristale de gheață. Procesele de saturare și condensare a vaporilor de apă joacă un rol imens în fizica atmosferică: procesele de formare și formare a norilor fronturi atmosferice sunt în mare măsură determinate de procesele de saturație și condensare; căldura degajată în timpul condensării vaporilor de apă atmosferici asigură mecanismul energetic pentru apariția și dezvoltarea ciclonilor tropicali (uragane).

Estimarea umidității relative

Umiditatea relativă a unui amestec apă-aer poate fi estimată dacă temperatura acestuia este cunoscută ( T) și temperatura punctului de rouă ( Td). Când TȘi Td exprimată în grade Celsius, atunci următoarea expresie este adevărată:

Unde este estimată presiunea parțială a vaporilor de apă dintr-un amestec e p :

Și presiunea vaporilor umezi a apei din amestec la temperatură este estimată e s :

Vapori de apă suprasaturați

În absența centrelor de condensare, când temperatura scade, se poate forma o stare suprasaturată, adică umiditatea relativă devine mai mare de 100%. Ionii sau particulele de aerosoli pot acționa ca centre de condensare; este vorba de condensarea vaporilor suprasaturați pe ionii formați în timpul trecerii unei particule încărcate într-un astfel de vapor, încât principiul de funcționare al camerei Wilson și al camerelor de difuzie se bazează: picături de apă condensarea pe ionii formați formează o urmă vizibilă (urmă) a particulelor încărcate.

Un alt exemplu de condensare a vaporilor de apă suprasaturați îl reprezintă contraile aeronavelor, care apar atunci când vaporii de apă suprasaturați se condensează pe particulele de funingine de la evacuarea motorului.

Mijloace și metode de control

Pentru determinarea umidității aerului se folosesc instrumente numite psihrometre și higrometre. Psihrometrul lui august este format din două termometre - uscat și umed. Un termometru cu bulb umed arată o temperatură mai scăzută decât un termometru cu bulb uscat, deoarece... rezervorul său este învelit într-o cârpă înmuiată în apă, care îl răcește pe măsură ce se evaporă. Intensitatea evaporării depinde de umiditatea relativă a aerului. Pe baza citirilor termometrelor uscate și umede, umiditatea relativă a aerului este găsită cu ajutorul tabelelor psicrometrice. ÎN În ultima vreme Senzorii de umiditate integrati (de obicei cu iesire de tensiune) au devenit utilizati pe scara larga, pe baza proprietatii unor polimeri de a-si modifica caracteristicile electrice (cum ar fi constanta dielectrica a mediului) sub influenta vaporilor de apa continuti in aer. Pentru verificarea instrumentelor de măsurare a umidității, se folosesc instalații speciale - higrostate.