FOREDRAG II LYS. FLAMMENS LYSSTYRKE. LUFT KREVES FOR FORbrenning. VANNFORMASJON I siste forelesning så vi på generelle egenskaper og plasseringen av den flytende delen av lyset, samt hvordan denne væsken kommer til der forbrenningen skjer. Er du overbevist om at når stearinlys

Lokalt produsert luft siden indre planeter– Merkur, Venus, Jorden og Mars ligger nær Solen (Fig. 5.2), det er ganske rimelig å anta at de består av de samme råvarene. Dette er sant. Ris. 5.2. Baner til planetene i solsystemet Skala bilder

Hvor mye luft puster du inn? Det er også interessant å beregne hvor mye luften vi puster inn og ut veier i løpet av en dag. For hvert pust introduserer en person omtrent en halv liter luft i lungene. Vi tar i gjennomsnitt 18 inhalasjoner per minutt. Altså i ett

Hvor mye veier all luften på jorden? Forsøkene som nå er beskrevet viser at en 10 m høy vannsøyle veier det samme som en luftsøyle fra jorden til atmosfærens øvre grense, og det er derfor de balanserer hverandre. Derfor er det ikke vanskelig å beregne hvor mye den veier

Stryk damp og fast luft Er det ikke en merkelig kombinasjon av ord? Dette er imidlertid ikke tull i det hele tatt: både jerndamp og fast luft finnes i naturen, men ikke under vanlige forhold. Materiens tilstand bestemmes av to

FØRSTE FORSØK PÅ Å FÅ EN SELVVIRKENDE MOTOR - MEKANISK OSCILLATOR - ARBEID AV DEWARD OG LINDE - FLYTENDE LUFT Da jeg innså denne sannheten, begynte jeg å lete etter måter å gjennomføre ideen min på, og etter mye omtanke kom jeg til slutt opp med et apparat som kunne motta

51 Temmet lyn rett i rommet – og trygt! For eksperimentet trenger vi: to ballonger. Alle har sett lynet En forferdelig elektrisk utladning slår rett fra skyen og brenner alt det treffer. Opptoget er både skummelt og attraktivt. Lyn er farlig, det dreper alle levende ting.

HVOR MANGE? Allerede før hun begynte å studere uranstråler, hadde Maria allerede bestemt seg for at utskrifter på fotografiske filmer var en unøyaktig analysemetode, og hun ønsket å måle intensiteten til strålene og sammenligne mengden stråling som sendes ut. ulike stoffer. Hun visste: Becquerel

Dette er massen (vekten) av 1 kubikkmeter av en blanding av luft og vanndamp ved en viss temperatur og relativ fuktighet. Spesifikt volum er volumet av luft og vanndamp per 1 kg tørr luft.

Fuktighet og varmeinnhold

For å bestemme varmeforbruket for fuktighet, må du vite verdien varmeinnholdet i fuktig luft. Denne verdien forstås som inneholdt i en blanding av luft og vanndamp. Det er numerisk lik summen:

De grunnleggende fysiske egenskapene til luft vurderes: lufttetthet, dens dynamiske og KINEMATISK viskositet, spesifikk varme, termisk ledningsevne, termisk diffusivitet, Prandtl-tall og entropi. Luftens egenskaper er gitt i tabeller avhengig av temperatur ved normalt atmosfærisk trykk.

Lufttetthet avhengig av temperatur

En detaljert tabell over tetthetsverdier for tørr luft ved forskjellige temperaturer og normalt atmosfærisk trykk er presentert. Hva er tettheten til luft? Luftens tetthet kan bestemmes analytisk ved å dele dens masse med volumet den opptar. på gitte forhold(trykk, temperatur og fuktighet). Du kan også beregne tettheten ved hjelp av formelen for den ideelle gassligningen for tilstanden. For å gjøre dette må du vite absolutt trykk og lufttemperatur, så vel som dens gasskonstant og molare volum. Denne ligningen lar deg beregne den tørre tettheten til luft.

På praksis, for å finne ut hva luftens tetthet er ved forskjellige temperaturer, det er praktisk å bruke ferdige bord. For eksempel viser tabellen nedenfor tettheten til atmosfærisk luft avhengig av dens temperatur. Lufttettheten i tabellen er uttrykt i kilogram per kubikkmeter og er gitt i temperaturområdet fra minus 50 til 1200 grader Celsius ved normalt atmosfærisk trykk (101325 Pa).

Ved 25°C har luft en tetthet på 1,185 kg/m3. Ved oppvarming avtar lufttettheten - luften utvider seg (dens spesifikke volum øker). Når temperaturen øker, for eksempel til 1200°C, oppnås en svært lav lufttetthet, lik 0,239 kg/m 3, som er 5 ganger mindre enn verdien ved romtemperatur. Generelt tillater reduksjon under oppvarming at en prosess som naturlig konveksjon finner sted og brukes for eksempel innen luftfart.

Hvis vi sammenligner tettheten av luft i forhold til , så er luft tre størrelsesordener lettere - ved en temperatur på 4°C er tettheten av vann 1000 kg/m3, og luftens tetthet er 1,27 kg/m3. Det er også nødvendig å merke seg lufttettheten ved normale forhold. Normale forhold for gasser er de der temperaturen er 0°C og trykket er lik normalt atmosfærisk trykk. I følge tabellen, lufttetthet under normale forhold (ved NL) er 1,293 kg/m 3.

Dynamisk og kinematisk viskositet av luft ved forskjellige temperaturer

Når du utfører termiske beregninger, er det nødvendig å vite verdien av luftviskositet (viskositetskoeffisient) ved forskjellige temperaturer. Denne verdien er nødvendig for å beregne Reynolds-, Grashof- og Rayleigh-tallene, hvis verdier bestemmer strømningsregimet til denne gassen. Tabellen viser verdiene til de dynamiske koeffisientene μ og kinematisk ν luftviskositet i temperaturområdet fra -50 til 1200°C ved atmosfærisk trykk.

Luftens viskositetskoeffisient øker betydelig med økende temperatur. For eksempel er den kinematiske viskositeten til luft lik 15,06 10 -6 m 2 /s ved en temperatur på 20 °C, og med en økning i temperaturen til 1200 °C blir luftens viskositet lik 233,7 10 -6 m 2 /s, det vil si at den øker 15,5 ganger! Den dynamiske viskositeten til luft ved en temperatur på 20°C er 18,1·10 -6 Pa·s.

Når luft varmes opp, øker verdiene for både kinematisk og dynamisk viskositet. Disse to mengdene er relatert til hverandre gjennom lufttettheten, hvis verdi avtar når denne gassen varmes opp. En økning i den kinematiske og dynamiske viskositeten til luft (så vel som andre gasser) ved oppvarming er assosiert med en mer intens vibrasjon av luftmolekyler rundt deres likevektstilstand (ifølge MKT).

Merk: Vær forsiktig! Luftviskositeten er gitt til styrken 10 6 .

Spesifikk varmekapasitet til luft ved temperaturer fra -50 til 1200°C

En tabell over den spesifikke varmekapasiteten til luft ved forskjellige temperaturer er presentert. Varmekapasiteten i tabellen er gitt ved konstant trykk (isobar varmekapasitet til luft) i temperaturområdet fra minus 50 til 1200°C for luft i tørr tilstand. Hva er den spesifikke varmekapasiteten til luft? Den spesifikke varmekapasiteten bestemmer mengden varme som må tilføres ett kilo luft ved konstant trykk for å øke temperaturen med 1 grad. For eksempel, ved 20°C, for å varme 1 kg av denne gassen med 1°C i en isobar prosess, kreves det 1005 J varme.

Den spesifikke varmekapasiteten til luft øker med økende temperatur. Imidlertid er avhengigheten av massevarmekapasiteten til luft av temperaturen ikke lineær. I området fra -50 til 120 °C endres dens verdi praktisk talt ikke - under disse forholdene er den gjennomsnittlige varmekapasiteten til luft 1010 J/(kg grader). I følge tabellen kan man se at temperaturen begynner å ha en betydelig effekt fra en verdi på 130°C. Imidlertid påvirker lufttemperaturen dens spesifikke varmekapasitet mye mindre enn dens viskositet. Ved oppvarming fra 0 til 1200°C øker således luftens varmekapasitet bare 1,2 ganger - fra 1005 til 1210 J/(kg grader).

Det skal bemerkes at varmekapasiteten til fuktig luft er høyere enn for tørr luft. Sammenligner vi luft er det åpenbart at vann har en høyere verdi og vanninnholdet i luft fører til en økning i spesifikk varmekapasitet.

Termisk ledningsevne, termisk diffusivitet, Prandtl antall luft

Tabellen viser fysiske egenskaper til atmosfærisk luft som termisk ledningsevne, termisk diffusivitet og dens Prandtl-tall avhengig av temperatur. Termofysiske egenskaper til luft er gitt i området fra -50 til 1200°C for tørr luft. I henhold til tabellen kan det sees at de indikerte egenskapene til luft avhenger betydelig av temperaturen og temperaturavhengigheten til de betraktede egenskapene til denne gassen er forskjellig.

Mange kan bli overrasket over det faktum at luft har en viss vekt som ikke er null. Eksakt verdi Denne vekten er ikke så lett å bestemme, siden den i stor grad påvirkes av faktorer som f.eks kjemisk oppbygning, fuktighet, temperatur og trykk. La oss se nærmere på spørsmålet om hvor mye luft veier.

Hva er luft

Før du svarer på spørsmålet om hvor mye luft veier, er det nødvendig å forstå hva dette stoffet er. Luft er et gassformet skall som finnes rundt planeten vår, og som er en homogen blanding av ulike gasser. Luft inneholder følgende gasser:

• nitrogen (78,08%);
• oksygen (20,94%);
• argon (0,93%);
• vanndamp (0,40%);
• karbondioksid (0,035 %).

I tillegg til gassene oppført ovenfor, inneholder luften også minimumsmengder neon (0,0018%), helium (0,0005%), metan (0,00017%), krypton (0,00014%), hydrogen (0,00005%), ammoniakk (0,0003%).

Det er interessant å merke seg at disse komponentene kan separeres ved å kondensere luft, det vil si å gjøre den om til flytende tilstand ved å øke trykket og redusere temperaturen. Siden hver komponent av luft har sin egen kondenseringstemperatur, er det på denne måten mulig å isolere alle komponenter fra luften, som brukes i praksis.

Luftvekt og faktorer som påvirker den

Hva hindrer deg i å svare nøyaktig på spørsmålet om hvor mye en kubikkmeter luft veier? Selvfølgelig er det en rekke faktorer som i stor grad kan påvirke denne vekten.

For det første er dette den kjemiske sammensetningen. Ovenfor er dataene for sammensetningen ren luft Imidlertid er denne luften for tiden svært forurenset mange steder på planeten, og derfor vil sammensetningen være annerledes. Således, nær store byer inneholder luften mer karbondioksid, ammoniakk, metan enn i landlig luft.

For det andre, fuktighet, det vil si mengden vanndamp som finnes i atmosfæren. Jo fuktigere luften er, jo mindre veier den, alt annet likt.

For det tredje, temperatur. Dette er en av viktige faktorer, jo lavere verdi, jo høyere lufttetthet, og følgelig jo større vekt.

For det fjerde atmosfærisk trykk, som direkte gjenspeiler antall luftmolekyler i et visst volum, det vil si vekten.

For å forstå hvordan kombinasjonen av disse faktorene påvirker vekten av luft, la oss gi et enkelt eksempel: massen til en meter kubikk tørr luft ved en temperatur på 25 ° C, som ligger nær jordoverflaten, er 1,205 kg, hvis vi vurderer et lignende volum av luft nær overflaten av havet ved en temperatur på 0 ° C, da vil massen allerede være lik 1,293 kg, det vil si at den vil øke med 7,3%.

Endring i lufttetthet med høyde

Når høyden øker, synker lufttrykket, og tettheten og vekten reduseres tilsvarende. Atmosfærisk luft ved trykket observert på jorden, kan den, til en første tilnærming, betraktes som en ideell gass. Dette betyr at lufttrykk og tetthet er matematisk relatert til hverandre gjennom tilstandsligningen ideell gass: P = ρ*R*T/M, hvor P - trykk, ρ - tetthet, T - temperatur i kelvin, M - molar masse luft, R er den universelle gasskonstanten.

Fra formelen ovenfor kan du få en formel for lufttetthetens avhengighet av høyden, tatt i betraktning at trykket endres i henhold til loven P = P 0 +ρ*g*h, hvor P 0 er trykket ved overflaten av jorden, g er tyngdeakselerasjonen, h er høyden. Ved å erstatte denne formelen for trykk i det forrige uttrykket og uttrykke tettheten, får vi: ρ(h) = P 0 *M/(R*T(h)+g(h)*M*h). Ved å bruke dette uttrykket kan du bestemme tettheten til luft i enhver høyde. Følgelig bestemmes vekten av luft (det ville være mer riktig å si masse) av formelen m(h) = ρ(h)*V, hvor V er det gitte volumet.

I uttrykket for tetthetens avhengighet av høyden kan det bemerkes at temperatur og gravitasjonsakselerasjon også avhenger av høyden. Den siste avhengigheten kan neglisjeres hvis vi snakker om om høyder på ikke mer enn 1-2 km. Når det gjelder temperatur, er dens avhengighet av høyde godt beskrevet ved følgende empiriske uttrykk: T(h) = T 0 -0,65*h, hvor T 0 er lufttemperaturen nær jordoverflaten.

For ikke å hele tiden beregne tettheten for hver høyde, gir vi nedenfor en tabell over avhengigheten av luftens hovedkarakteristika på høyden (opptil 10 km).

Hvilken luft er tyngst

Ved å vurdere hovedfaktorene som bestemmer svaret på spørsmålet om hvor mye luft veier, kan du forstå hvilken luft som vil være tyngst. Kort sagt, kald luft veier alltid mer enn varm luft, siden tettheten til sistnevnte er lavere, og tørr luft veier mer enn fuktig luft. Det siste utsagnet er lett å forstå, siden det er 29 g/mol, og molmassen til et vannmolekyl er 18 g/mol, det vil si 1,6 ganger mindre.

Bestemmelse av luftvekt under gitte forhold

La oss nå løse et spesifikt problem. La oss svare på spørsmålet om hvor mye luft som veier, som opptar et volum på 150 liter, ved en temperatur på 288 K. La oss ta i betraktning at 1 liter er en tusendel av en kubikkmeter, det vil si 1 liter = 0,001 m 3. Når det gjelder temperaturen på 288 K, tilsvarer den 15 ° C, det vil si at den er typisk for mange områder av planeten vår. Deretter må du bestemme lufttettheten. Du kan gjøre dette på to måter:

1. Beregn med formelen ovenfor for en høyde på 0 meter over havet. I dette tilfellet er den oppnådde verdien ρ = 1,227 kg/m 3
2. Se på tabellen over, som ble bygget ut fra T 0 = 288,15 K. Tabellen inneholder verdien ρ = 1,225 kg/m 3.

Dermed har vi to tall som stemmer godt overens. Den lille forskjellen skyldes en feil på 0,15 K ved å bestemme temperaturen, og også det faktum at luft fortsatt ikke er en ideell gass, men en ekte gass. Derfor, for videre beregninger, vil vi ta gjennomsnittet av de to oppnådde verdiene, det vil si ρ = ​​1,226 kg/m 3.

Nå, ved å bruke formelen for forholdet mellom masse, tetthet og volum, får vi: m = ρ*V = 1,226 kg/m 3 * 0,150 m 3 = 0,1839 kg eller 183,9 gram.

Du kan også svare på hvor mye en liter luft veier under gitte forhold: m = 1,226 kg/m3 * 0,001 m3 = 0,001226 kg eller cirka 1,2 gram.

Hvorfor kjenner vi ikke luften presse på oss?

Hvor mye veier 1 m3 luft? Litt mer enn 1 kilo. Hele det atmosfæriske bordet på planeten vår legger press på en person med en vekt på 200 kg! Dette er en ganske stor luftmasse som kan forårsake mye problemer for en person. Hvorfor føler vi det ikke? Dette forklares av to årsaker: For det første er det også indre press i personen selv, som motvirker det ytre. atmosfærisk trykk, for det andre, luft, som er en gass, utøver trykk i alle retninger likt, det vil si at trykk i alle retninger balanserer hverandre.