Плотность воды: что это и при каких условиях какие имеет значения

Плотность — вода

Плотность воды уменьшается с увеличением температуры и возрастает с увеличением солености; обе эти величины с увеличением глубины уменьшаются. На глубинах 25 — 200 м имеется несколько уровней, где температура достаточно резко понижается с глубиной, компенсируя тем самым увеличение солености. На этих уровнях подводная лодка устойчива.
 

Плотность воды и воздуха при температуре опыта берется из таблиц.
 

Плотности воды ( 1 0 г / см3) и дивинила ( 0 62 г / см3) значительно отличаются между собой. Поэтому для создания большой поверхности соприкосновения между ними необходимо перемешивание. Без перемешивания смесь дивинила и воды быстро расслаивается на верхний, более легкий-дивинильный слой и нижний, более тяжелый-водный. Чем сильнее перемешивание, тем быстрее устанавливается равновесное содержание альдегида в дивиниле и воде.
 

Плотности воды ( 1 0 г / сж3) и бутадиена ( 0 62 г / см3) значительно различаются. Поэтому для создания большой поверхности соприкосновения между ними необходимо перемешивание. Без перемешивания смесь бутадиена и воды быстро расслаивается на верхний, более легкий — бутадиеновый слой и нижний, более тяжелый-водный. Чем сильнее перемешивание, тем быстрее устанавливается равновесное содержание альдегида в бутадиене и воде.
 

Плотность воды определяют в тех случаях, когда происходит смешение вод с различными концентрациями растворенных веществ и когда эти различия могут оказывать влияние на режим течения и расход реагентов на установках очистки сточных вод

Важное значение имеет определение плотности шламов и илов.
 . Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое ( О С) не изменяется, как у большинства веществ, а возрастает

При дальнейшем нагревании от 0 до 4 С плотность воды также увеличивается и при 4 С плотность максимальна. При более высоких температурах она уменьшается. Теплоемкость воды аномально велика 4 2 кДж / кг — К, благодаря этому свойству вода является как бы температурным регулятором Земли.
 

Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое ( О С) не изменяется, как у большинства веществ, а возрастает. При дальнейшем нагревании от 0 до 4 С плотность воды также увеличивается и при 4 С плотность максимальна. При более высоких температурах она уменьшается. Теплоемкость воды аномально велика 4 2 кДж / кг — К, благодаря этому свойству вода является как бы температурным регулятором Земли.
 

Плотность воды при О С составляет 0 99987 кг / л; наибольшую плотность, равную 1 000 кг / л или 999 973 кг / м3, вода имеет при 3 98 С.
 

Плотность воды рН) О при данной температуре находят по справочной таблице. С помощью рефрактометра определяют показатель преломления п при данной температуре.
 

Плотность воды в зависимости от температуры приведена в справочниках для широкого диапазона температур. Для установления зависимости плотности от температуры необходимо при заданных температурах взвесить пикнометр с водой и. Масса пустого пикнометра не зависит от температуры.
 

Плотность воды р равна 1000 кг / м3 ( 1 г / см3), масса моля [ л, 18 — Ю 3 кг / моль.
 

Плотность воды следует принимать с учетом засоленности и наличия в ней взвешенных частиц.
 

Плотность воды, так же как и других капельных жидкостей, слабо зависит от температуры и почти пе зависит от давления, так как под влиянием даже больших давлений объем жидкости меняется сравнительно мало.
 

Плотность воды принята равной 1 г. смл при 4 С.
 

Физическое определение

Согласно физическому определению, плотность — это отношение массы к объему.

То есть, эта величина показывает количество данного вещества, сосредоточенного в определенном объеме.

Если посмотреть на молекулярном уровне, плотность показывает, насколько близко друг к другу расположены молекулы того или иного материала.

Показателем, иллюстрирующим значение этого параметра, может стать соотношение веса 1 л разных жидкостей:

• вода — 1 кг;
• масло — 900 г;
• спирт — 800 г и т.д.

То есть, в одинаковом объеме воды больше, чем масла или спирта. Для обозначения плотности в формулах используется греческая буква ρ (ро).

Сама формула в общем виде выглядит следующим образом:

ρ =m/V, где

• m — масса;
• V — объем.

С изменением температуры плотность веществ изменяется. Это происходит из-за ускорения движения атомов. У воды наблюдается особое соотношение этих параметров.

Диапазон плотностей в природе [ править | править код ]

Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

• Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (2·10 −31 —5·10 −31 кг/м³, без учёта тёмной материи) .
• Плотность межзвёздной среды приблизительно равна 10 −23 —10 −21 кг/м³.
• Средняя плотность красных гигантов в пределах их фотосфер много меньше, чем у Солнца — из-за того, что их радиус в сотни раз больше при сравнимой массе.
• Плотность газообразного водорода (самого лёгкого газа) при нормальных условиях равна 0,0899 кг/м³.
• Плотность сухого воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м³.
• Один из самых тяжёлых газов, гексафторид вольфрама, примерно в 10 раз тяжелее воздуха (12,9 кг/м³ при +20 °C)
• Жидкий водород при атмосферном давлении и температуре −253 °C имеет плотность 70 кг/м³.
• Плотность жидкого гелия при атмосферном давлении равна 130 кг/м³.
• Усреднённая плотность тела человека от 940—990 кг/м³ при полном вдохе, до 1010—1070 кг/м³ при полном выдохе.
• Плотность пресной воды при 4 °C 1000 кг/м³.
• Средняя плотность Солнца в пределах фотосферы около 1410 кг/м³, примерно в 1,4 раза выше плотности воды.
• Гранит имеет плотность 2600 кг/м³.
• Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³.
• Плотность железа равна 7874 кг/м³.
• Плотность металлического урана 19100 кг/м³.
• Плотность атомных ядер приблизительно 2·10 17 кг/м³.
• Теоретически верхняя граница плотности по современным физическим представлениям это планковская плотность 5,1⋅10 96 кг/м³.

Использование определенного объема

Удельный объем чаще всего используется в инженерных и термодинамических расчетах для физики и химии. Он используется для прогнозирования поведения газов при изменении условий.

Рассмотрим воздухонепроницаемую камеру, содержащую заданное количество молекул:

• Если камера расширяется, а число молекул остается постоянным, плотность газа уменьшается, а удельный объем увеличивается.
• Если камера сжимается, а количество молекул остается постоянным, плотность газа увеличивается, а удельный объем уменьшается.
• Если объем камеры поддерживается постоянным, а некоторые молекулы удаляются, плотность уменьшается, а удельный объем увеличивается.
• Если объем камеры поддерживается постоянным во время добавления новых молекул, плотность увеличивается, а удельный объем уменьшается.
• Если плотность удваивается, ее удельный объем уменьшается вдвое.
• Если удельный объем удваивается, плотность уменьшается вдвое.

Изменения плотности

Как правило, плотность можно изменить, изменив давление или температуру . Увеличение давления всегда увеличивает плотность материала. Повышение температуры обычно снижает плотность, но есть заметные исключения из этого обобщения. Например, плотность воды увеличивается между ее температурой плавления от 0 ° C до 4 ° C; аналогичное поведение наблюдается в кремнии при низких температурах.

Влияние давления и температуры на плотность жидкостей и твердых тел невелико. Сжимаемости для типичной жидкости или твердого вещества составляет 10 -6  бар -1 (1 бар = 0,1 МПа) и типичный коэффициент теплового расширения составляет 10 -5  К -1 . Это примерно означает, что для уменьшения объема вещества на один процент требуется примерно в десять тысяч раз атмосферное давление. (Хотя необходимое давление может быть примерно в тысячу раз меньше для песчаной почвы и некоторых глин.) Однопроцентное расширение объема обычно требует повышения температуры на несколько тысяч градусов Цельсия .

Напротив, плотность газов сильно зависит от давления. Плотность идеального газа равна

ρзнак равноMпрТ,{\ displaystyle \ rho = {\ frac {MP} {RT}},}

где M — молярная масса , P — давление, R — универсальная газовая постоянная , а T — абсолютная температура . Это означает, что плотность идеального газа можно увеличить вдвое, удвоив давление или уменьшив вдвое абсолютную температуру.

В случае объемного теплового расширения при постоянном давлении и малых интервалах температур температурная зависимость плотности имеет вид:

ρзнак равноρТ1+α⋅ΔТ{\ displaystyle \ rho = {\ frac {\ rho _ {T_ {0}}} {1+ \ alpha \ cdot \ Delta T}}}

где — плотность при эталонной температуре, — коэффициент теплового расширения материала при температурах, близких к .
ρТ{\ displaystyle \ rho _ {T_ {0}}}α{\ displaystyle \ alpha}Т{\ displaystyle T_ {0}}

Что такое плотность жидкости

Плотность жидкости — это отношение массы жидкости к объёму, который она занимает.

Если две жидкости одинаковой массы налить в сосуды, то их объемы будут разниться. Причина этому — плотность, т.е. расстояние между молекулами и атомами, образующими внутреннее строение. Эта величина скалярная и обозначается буквой ρ. В литературе можно встретить и другие обозначения, например D и d (в переводе с латинского densitans).

Примечание

Понятие плотности касается однородных веществ, в т.ч. в жидком состоянии. Если однородность отсутствует, говорят о средней плотности либо плотности в одной точке.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Обычная вода при температуре 4С имеет максимальное ее значение — 1000 кг/м3. Многие жидкие продукты питания имеют близкое значение плотности. Например, обезжиренное молоко, раствор уксуса, вино. В то же время для сока из ананаса аналогичное значение составляет 1084, из винограда — 1361, апельсина — 1043 кг/м3. Пиво имеет плотность 1030 кг/м3.

Многие жидкости менее плотны, чем вода, это:

• спирт этиловый (789 кг/м3);
• нефть (от 730 до 940 кг/м3);
• бензин (от 680 до 800 кг/м3);
• ДТ (879 кг/м3).

Плотности некоторых газов [ править | править код ]

Плотность газов, кг/м³ при НУ.

Для вычисления плотности произвольного идеального газа, находящегося в произвольных условиях, можно использовать формулу, выводящуюся из уравнения состояния идеального газа:

ρ = p M R T ho =>> ,

p — давление,
M — молярная масса,
R — универсальная газовая постоянная, равная приблизительно 8,314 Дж/(моль·К)
T — термодинамическая температура.

Понятие термодинамической функции. Внутренняя энергия, полная энергия системы. Устойчивость состояния системы.

Другие
параметры, зависящие от основных, наз-сяТД
функциями состояния системы.
В химии наиболее часто используются :

• внутренняя
  энергияUи
  её изменение U
  при V = const;

• энтальпия(теплосодержание)
  H
  и её изменение H
  при p = const;

• энтропияS
  и её изменение S;

• энергия
  Гиббса G
  и её изменение G
  при p = const и T = const.

• Для
  функций состояния характерно, что их
  изменение в хим. реакции определяется
  только начальным и конечным состоянием
  системы и не зависит от пути или способа
  протекания процесса.

Внутренняя
энергия ( Internal Energy) – U.Внутренняя
энергия U
определяется как энергия случайных,
находящихся в неупо-рядоченном движении
молекул. Энергия молекул находится в
диапазоне от высокой, необходимой для
движения, до заметной лишь с помощью
микроскопа энергии на молекулярном или
атомном уровне.

• Кинетическая
  энергия движения системы в целом

• Потенциальная
  энергия, обусловленная положением
  системы во внешнем поле

• Внутренняя
  энергия.

Для
хим. реакций изменение полной энергии
хим. системы опред-ся только изменением
ее внутренней энергии.

Внутренняя
энергия включает поступательную,
вращательную, колебательную энергию
атомов молекул, а также энергию движения
электронов в атомах, внутриядерную
энергию.

Количество
внутренней энергии (U)
вещества определяется количеством
вещества, его составом и состоянием

Устойчивость
системы определяется количеством
внутренней энергии: чем больше внутренняя
энергия, тем менее устойчива система

Запас
внутренней энергии системы зависит от
параметров состояния системы, природы
в-ва и прямо пропорционален массе
вещества.

Абсолютное
значение внутренней энергии определить
невозможно, т.к. нельзя привести систему
в состояние, полностью лишенное энергии.

Можно
судить лишь об изменении внутренней
энергии системы U
при её переходе из начального состояния
U₁
в конечное U₂:

U
= U₂U₁,

Изменение
внутренней энергии системы (U),
как и изменение любой ТД функции, опр-ся
разностью её величин в конечном и
начальном состояниях.

Если
U₂
U₁,
то U
= U₂U₁
0,

если
U₂
U₁,
то U
= U₂U₁
0,

если
внутренняя энергия не изменяется

(U₂
= U₁),
то U
= 0.

Во
всех случаях все изменения подчиняются

закону
сохранения энергии:

Энергия
не исчезает бесследно и не возникает
ни из чего, а лишь переходит из одной
формы в другую в эквивалентных количествах.

Рассмотрим
систему в виде цилиндра с подвижным
поршнем, заполненного газом

При
р = const теплота Q_p
идёт на увеличение запаса внутренней
энергии U₂
(U₂U₁)
U>0
и на совершение системой работы (А) по
расширению газа V₂V₁
и поднятию поршня.

След-но,
Q_р=
U
+ А.

Свойства и состав серебра

По своим свойствам оно исключительно. Сочетание пластичности, устойчивости к щелочной и соляной кислотам, отличной теплопроводности, высокой удельной электропроводимости, прекрасной отражательной способности (близка к 100%) делают этот металл универсальным.

Природные самородки состоят из двух стабильных изотопов, но так как оптимальную применимость материал приобретает в результате добавки лигатур (примесей меди, золота, платины), это и определяет сферы его использования.

Например, 925 проба – для ювелирных изделий, из 800 изготавливают столовые приборы, а 999 – чистое, без добавок, в производстве не используется из-за мягкости. В основном оно служит для изготовления монет.

Плотность серебра в зависимости от пробы

Существует прямая зависимость маркировки от плотности. Посмотрим таблицу:

Например, апробация 960 близка к природному самородку и имеет бо́льшую уплотненность по сравнению с маркой 720. То есть, в одном килограмме сплава такой маркировки 280 граммов приходится на примеси.

Как влияет температура на плотность

Мы знаем, что металлы при нагревании расширяются. Серебро – металл, тепло воздействует на него, уменьшая уплотненность атомной решетки. Иными словами, ваша драгоценная серебряная ложечка в стакане горячего чая станет чуть больше.

Как определить пробу металла по плотности

Существует два способа определения плотности. Именно эта физическая величина делает небольшой по параметрам слиток тяжелым.

1. Для предмета правильной геометрической формы достаточно замерить штангенциркулем высоту, длину и ширину, перемножить показатели. Мы узнали объем. Взвесить на точных весах – узнаем массу. Затем делим массу на объем.
2. Для объекта неправильной геометрической формы другой алгоритм – в метрический стакан с водой (запишите первое деление) опустите измеряемое тело. После полного погружения запишите второе деление. Вычтите из второй цифры первую. Эта разница и есть объем. Изделие взвешиваем – получаем массу. Делим массу на объем и узнаем плотность.

Значения других единиц, равные введённым выше

 открыть 

 свернуть 

Метрическая система

Единицы:

тонна на кубометр
(т/м³)

 /
килограмм на кубометр
(кг/м³)

 /
грамм на кубометр
(г/м³)

 /
миллиграмм на кубометр
(мг/м³)

 /
килограмм на литр
(кг/л)

 /
грамм на литр
(г/л)

 /
миллиграмм на литр
(мг/л)

 /
килограмм на кубический дециметр
(кг/дм³)

 /
грамм на кубический дециметр
(г/дм³)

 /
миллиграмм на кубический дециметр
(мг/дм³)

 /
килограмм на кубический сантиметр
(кг/см³)

 /
грамм на кубический сантиметр
(г/см³)

 /
миллиграмм на кубический сантиметр
(мг/см³)

 /
килограмм на миллилитр
(кг/мл)

 /
грамм на миллилитр
(г/мл)

 /
миллиграмм на миллилитр
(мг/мл)

 открыть 

 свернуть 

Британские и американские единицы

Единицы:

фунты на кубический ярд
(lb/yd³)

 /
фунты на кубический фут
(lb/ft³)

 /
фунты на кубический дюйм
(lb/in³)

 /
фунты на галлон США
(lb/gal)

 /
фунты на британский галлон

 /
фунты на бушель США

 /
унции на кубический ярд
(oz/yd³)

 /
унции на кубический фунт
(oz/ft³)

 /
унции на кубический дюйм
(oz/in³)

 /
унции на галлон США
(oz/gal)

 /
унции на британский галлон

 /
унции на бушель США

 открыть 

 свернуть 

Английские инжернерные и британские гравитационные единицы

Единицы:

Слаг на кубический ярд
(slug/yd³)

 /
Слаг на кубический фут
(slug/ft³)

 /
Слаг на кубический дюйм
(slug/in³)

 открыть 

 свернуть 

Естественнные единицы

В физике естественные единицы измерения базируются только на фундаментальных физических константах. Определение этих единиц никак не связано ни с какими историческими человеческими построениями, только с фундаментальными законами природы.

Единицы:

планковская плотность
(L⁻³M)

 открыть 

 свернуть 

Плотности различных веществ

Это лишь несколько примеров. Все плотности даны для стандартных условий температур и давления.

Единицы:

плотность воздуха на уровне моря

 /
плотность воды при 0°C

 /
плотность воды при 4°C

 /
плотность воды при 100°C

 /
плотность льда

 /
плотность алмаза

 /
плотность железа

 /
плотность меди

 /
плотность серебра

 /
плотность свинца

 /
плотность золота

 /
плотность платины

Плотность некоторых металлов [ править | править код ]

Значения плотности металлов могут изменяться в весьма широких пределах: от наименьшего значения у лития, который легче воды, до наибольшего значения у осмия, который тяжелее золота и платины.

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката. Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе – удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.

Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.

Как определить плотность жидкости

Математический расчет плотности жидкого вещества выглядит как частное от деления взятой массы на тот объем, который оно занимает.

\(\rho=m\div V\)

Где m — масса жидкости, V — ее объем.

Единицей измерения плотности является кг/м3 (для системы СИ). Обозначение в системе CUC — г/см3.

Жидкость, представляющая собой смесь двух и более компонентов, имеет значение плотности, определяемой по формуле:

\(\rho=(\rho1\times V1+\rho2V2)\div(V1+V2)\)

Существует деление жидкостей на:

1. Идеальные — имеются ввиду абсолютно подвижные жидкие вещества, на которых не действуют посторонние силы. Они неизменны в своем объеме. Таких жидкостей практически не бывает.
2. Реальные — могут сжиматься, сопротивляться давлению, т.е. реагировать на посторонние силы.

Реальные, в свою очередь, подразделяются на:

1. Ньютоновские — для них характерно послойное движение (сдвигание), скорость которого пропорциональна напряжению. Когда регистрируется абсолютный покой, напряжение равно нулю. К ньютоновским жидкостям относятся вода, масло, керосин, бензин и др.
2. Бингамовские — жидкости, имеющие начальный предел текучести, ниже которого они не текут и имеют свойства твёрдого тела.

1. ВОДА КАК ВЕЩЕСТВО, ЕЕ МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ

Вода — это простейшее устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом. По своей химической природе—это оксид (окись) водорода Н₂О. В чистом виде вода — вещество бесцветное, не имеющее ни вкуса, ни запаха.

Молекула воды несимметрична: три ядра образуют равнобедренный треугольник с двумя ядрами водорода в основании и ядром кислорода в вершине.

Атом кислорода в молекуле воды присоединяет к себе два элек­трона, отнятых от атомов водорода, и тем самым приобретает от­рицательный заряд.

Оба атома водорода, лишенные электронов, становятся положительно заряженными протонами. Молекула воды поэтому образует электрический диполь.

Полярное строение воды и возникающее в воде электрическое поле обусловливают большую диэлектрическую проницаемость воды— величину, показывающую, во сколько раз силы взаимодей­ствия электрических зарядов уменьшаются в воде по сравнению с силами их взаи­модействия в вакууме. Высокая диэлектрическая проницаемость воды предопределяет большую ее ионизирующую способность, т. е. способность расщеплять молекулы других веществ, что обусловливает сильное растворяющее действие воды.

Переход от полностью упорядоченной рыхлой молекулярной структуры, свойственной льду, к более плотной структуре, свойственной воде в жидком состоянии, не происходит мгновенно в процессе плавления льда, а продолжается и в жидкой воде.

При повышении температуры наряду с упомянутым уплотнением «упа­ковки» молекул происходит и свойственное всем веществам увели­чение объема воды вследствие роста интенсивности теплового дви­жения молекул. В диапазоне повышения температуры от 0 до 4 °С преобладает процесс уплотнения  воды, при тем­пературе выше 4°С — тепловое расширение, поэтому вода обладает «аномальным» свойством — наибольшей плотностью не при температуре плавления, а при 4°С.

Водород и кислород имеют несколько природных изотопов:

1Н —  «обычный» водород),

2Н  — «тяжелый» водород, или дейте­рий),

3Н — радиоактивный «сверхтяжелый» водород, или три­тий).

16О, 17О, 18О. Поэтому и сама вода имеет переменный изотопный состав.      

Природная вода — это смесь вод разного изотопногосостава.

Наиболее распространена вода, состоящая из изотопов 1Н и 16О – «обычная» вода, доля других изотопных видов воды ничтожна — менее 0,27 %. Приведенные в дальнейшем сведения относятся только к «обычной» воде.

Одна из главных причин, приводящих к различию изотопного состава природных вод,— процесс испарения.

В результате испарения происходит некоторое обогащение воды более тяжелыми изотопами, а в результате конденсации — более легкими.

Поэтому поверхност­ные воды, формирующиеся атмосферными осадками, содержат «тяжелого» водорода (3Н) и «тяжелого» кислорода (18О) меньше, чем океанические воды.

Объем, масса, плотность, удельный объем. Приведение к нормальным и стандартным условиям и пересчет

Приведение к нормальным и стандартным условиям

Единицей измерения объема газа является кубический метр (м³). Измеренный объем приводится к нормальным физическим условиям. Нормальные физические условия: давление 101 325 Па, температура 273,16 К (0 °С).

Стандартные условия: давление 101 325 Па, температура 293,16 К (+20 °С).

В настоящее время эти обозначения выходят из употребления. Поэтому в дальнейшем следует указывать те условия, к которым относятся объемы и другие параметры газа. Если эти условия не указываются, то это значит, что параметры газа даны при 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²). Иногда объем газа (особенно в иностранной литературе и нормах) при пользовании системой СИ приводится к 288,16 °К (+15 °С) и давлению 1 бар (105 Па).

Если известен объем газа при одних условиях, то пересчитать его в объемы при других условиях можно с помощью коэффициентов, приведенных следующей таблице.

Коэффициенты для пересчета объемов газа из одних условий в другие

Для приведения объемов газа к 0 °С (273,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²), а также к 20 °С (293,16 °К) и 760 мм рт. ст. (1,033 кгс/см²) могут быть применены следующие формулы:

где V0 °С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 0 °С и 760 мм рт. ст., м³; V20° С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 20 °С и 760 мм рт. ст., м³; VP — объем газа в рабочих условиях, м³; р — абсолютное давление газа в рабочих условиях, мм рт. ст.; Т — абсолютная температура газа в рабочих условиях, °К.

Пересчет объемов газа, приведенных к 0 °С и 760 мм рт. ст., а также к 20 °С и 760 мм рт. ст., в объемы при других (рабочих) условиях можно производить по формулам:

Любой газ способен расширяться. Следовательно, знание объема, который занимает газ, недостаточно для определения его массы, так как в любом объеме, целиком заполненном газом, его масса может быть различной.

Масса — это мера вещества какого-либо тела (жидкости, газа) в состоянии покоя; скалярная величина, характеризующая инерционные и гравитационные свойства тела. Единицы массы в СИ — килограмм (кг).

Плотность, или масса единицы объема, обозначаемая буквой p, — это отношение массы тела m, кг, к его объему, V, м³:

p = m/V

или с учетом химической формулы газа:

p = M/VМ = M/22,4,

где M — молекулярная масса, VМ — молярный объем.

Единица плотности в СИ — килограмм на кубический метр (кг/м³).

Зная состав газовой смеси и плотность ее компонентов, определяем по правилу смешения среднюю плотность смеси:

pсм = (p1V1 + p2V2 + … + pnVn)/100,

где p1, p2, …, pn — плотность компонентов газового топлива, кг/м³; V1, V2, …, Vn — содержание компонента, об. %.

Величину, обратную плотности, называют удельным, или массовым, объемом (ν) и измеряют в кубических метрах на килограмм (м³/кг).

Как правило, на практике, чтобы показать, на сколько 1 м³ газа легче или тяжелее 1 м³ воздуха, используют понятие относительная плотность d, которая представляет собой отношение плотности газа к плотности воздуха:

d = p/1,293

и

d = M/(22,4×1,293).

Способы снижения теплопотерь

Но важно помнить, что на температуру в помещении влияет не только температура теплоносителя, уличного воздуха и сила ветра. Также должна учитываться степень утепления фасада, дверей и окон в доме. Чтобы снизить теплопотери жилья, нужно побеспокоиться о его максимальной термоизоляции

Утепленные стены, уплотненные двери, металлопластиковые окна помогут сократить утечку тепла. Также при этом снизятся затраты на отопление

Чтобы снизить теплопотери жилья, нужно побеспокоиться о его максимальной термоизоляции. Утепленные стены, уплотненные двери, металлопластиковые окна помогут сократить утечку тепла. Также при этом снизятся затраты на отопление.

(Пока оценок нет)

Понятие нормы отопления может быть совершенно разным для двух ситуаций: когда квартира отапливается централизованно, и когда в доме установлено и функционирует автономное отопление.

Централизованное отопление в квартире

pc=m/Ve

где m — масса материала, Ve — объем материала.

Среднюю плотность сыпучих материалов — щебня, гравия, песка, цемента и др. — называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.

Эту характеристику необходимо знать при расчетах прочности конструкций с учетом их собственного веса, а также для выбора транспортных средств при перевозках строительных материалов.

Относительная плотность, d — отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4оС, имеющая плотность 1000 кг/м3.

Пористостью, П называется отношение объема пор к общему объему материала. Пористость вычисляется по формуле

Теплопроводность воды в зависимости от температуры и давления

В таблице приведены значения теплопроводности воды и водяного пара при температурах от 0 до 700°С и давлении от 1 до 500 атм.

Как известно, вода при атмосферном давлении закипает и переходит в пар при температуре 100°С. Коэффициент теплопроводности воды в этих условиях равен 0,683 Вт/(м·град). При увеличении давления растет и температура кипения воды (закон Клапейрона — Клаузиуса). По данным таблицы видно, при давлении в 100 раз выше атмосферного (100 бар) вода находится в виде пара при температуре от 310°С и имеет теплопроводность 0,523 Вт/(м·град).

Таким образом, следует отметить, что изменение давления влияет как на температуру кипения воды, так и на величину ее теплопроводности. Высокая теплопроводность воды достигается за счет роста давления — при повышении давления коэффициент теплопроводности воды увеличивается. Например, при давлении 1 бар и температуре 20°С вода имеет теплопроводность, равную 0,603 Вт/(м·град). При росте давления до 500 бар теплопроводность воды становится равной 0,64 Вт/(м·град) при этой же температуре.

Источник

Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С

В таблице представлены следующие физические свойства воды: плотность воды ρ, удельная энтальпия h, удельная теплоемкость Cp, теплопроводность воды λ, температуропроводность воды а, вязкость динамическая μ, вязкость кинематическая ν, коэффициент объемного теплового расширения β, коэффициент поверхностного натяжения σ, число Прандтля Pr. Физические свойства воды приведены в таблице при нормальном атмосферном давлении в интервале от 0 до 100°С.

Физические свойства воды существенно зависят от ее температуры. Наиболее сильно эта зависимость выражена у таких свойств, как удельная энтальпия и динамическая вязкость. При нагревании значение энтальпии воды значительно увеличивается, а вязкость существенно снижается. Другие физические свойства воды, например, коэффициент поверхностного натяжения, число Прандтля и плотность уменьшаются при росте ее температуры. К примеру, плотность воды при нормальных условиях (20°С) имеет значение 998,2 кг/м3, а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м3.

Такое свойство воды, как теплопроводность (или правильнее — коэффициент теплопроводности) при нагревании имеет тенденцию к увеличению. Теплопроводность воды при температуре кипения 100°С достигает значения 0,683 Вт/(м·град). Температуропроводность H2O также увеличивается при росте ее температуры.

Следует отметить нелинейное поведение кривой зависимости удельной теплоемкости этой жидкости от температуры. Ее значение снижается в интервале от 0 до 40°С, затем происходит постепенный рост теплоемкости до величины 4220 Дж/(кг·град) при 100°С. Физические свойства воды при атмосферном давлении — таблица

Примечание: Температуропроводность в таблице дана в степени 108 , вязкость в степени 106 и т. д. для других свойств. Размерность физических свойств воды выражена в единицах .

Похожие записи:

Установка крана для фильтра питьевой воды Разбавление антифриза водой: можно ли, в каких пропорциях и чем это чревато для авто Отправка уведомления в роскомнадзор Как правильно выбрать и установить фильтр аквафор морион Как сделать вибростол для тротуарной плитки своими руками Меловые маркеры: чем отличаются, как пользоваться и для чего нужны