ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนอุณหภูมิของของไหลทำงานในกรณีนี้คืออากาศหนึ่งองศา ความจุความร้อนของอากาศโดยตรงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ในเวลาเดียวกัน สามารถใช้วิธีการต่างๆ เพื่อศึกษาความจุความร้อนประเภทต่างๆ ได้

ในทางคณิตศาสตร์ ความจุความร้อนของอากาศแสดงเป็นอัตราส่วนของปริมาณความร้อนต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ความจุความร้อนของวัตถุที่มีมวล 1 กิโลกรัม มักเรียกว่าความร้อนจำเพาะ ความจุความร้อนโมลของอากาศคือความจุความร้อนของสารหนึ่งโมล ความจุความร้อนถูกกำหนดให้เป็น J/K ความจุความร้อนของกราม ตามลำดับ J/(mol*K)

ความจุความร้อนถือได้ว่าเป็นคุณลักษณะทางกายภาพของสาร ในกรณีนี้คืออากาศ หากทำการวัดภายใต้สภาวะคงที่ ส่วนใหญ่แล้วการวัดดังกล่าวจะดำเนินการที่ความดันคงที่ นี่คือวิธีการกำหนดความจุความร้อนไอโซบาริกของอากาศ มันจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิและความดันที่เพิ่มขึ้น และยังเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของปริมาณเหล่านี้ด้วย ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะเกิดขึ้นที่ความดันคงที่ ในการคำนวณความจุความร้อนไอโซบาริก จำเป็นต้องกำหนดอุณหภูมิและความดันเทียม ถูกกำหนดโดยใช้ข้อมูลอ้างอิง

ความจุความร้อนของอากาศ ลักษณะเฉพาะ

อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ เมื่อพิจารณาในอุณหพลศาสตร์จะมีการตั้งสมมติฐานดังต่อไปนี้ ก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสมต้องกระจายเท่าๆ กันตลอดปริมาตร ดังนั้นปริมาตรของก๊าซจึงเท่ากับปริมาตรของส่วนผสมทั้งหมด ก๊าซแต่ละชนิดในส่วนผสมมีแรงดันบางส่วนของตัวเองซึ่งออกแรงบนผนังของถัง ส่วนประกอบแต่ละส่วนของส่วนผสมของก๊าซต้องมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของส่วนผสมทั้งหมด ในกรณีนี้ ผลรวมของแรงกดดันบางส่วนของส่วนประกอบทั้งหมดจะเท่ากับความดันของส่วนผสม การคำนวณความจุความร้อนของอากาศดำเนินการตามข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของส่วนผสมของก๊าซและความจุความร้อนของส่วนประกอบแต่ละชิ้น

ความจุความร้อนแสดงลักษณะของสารอย่างคลุมเครือ จากกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ เราสามารถสรุปได้ว่าพลังงานภายในของร่างกายเปลี่ยนแปลงไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับปริมาณความร้อนที่ได้รับเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับงานที่ร่างกายทำด้วย ภายใต้สภาวะต่างๆ ของกระบวนการถ่ายเทความร้อน การทำงานของร่างกายอาจแตกต่างกันไป ดังนั้นความร้อนที่ส่งผ่านไปยังร่างกายในปริมาณที่เท่ากันอาจทำให้อุณหภูมิและพลังงานภายในร่างกายเปลี่ยนแปลงต่างกันได้ คุณลักษณะนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับสารที่เป็นก๊าซเท่านั้น สารที่เป็นก๊าซต่างจากของแข็งและของเหลวตรงที่สามารถเปลี่ยนปริมาตรและทำงานได้อย่างมาก นั่นคือเหตุผลที่ความจุความร้อนของอากาศเป็นตัวกำหนดลักษณะของกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์เอง

อย่างไรก็ตาม เมื่อปริมาตรคงที่ อากาศจะไม่ทำงาน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในจึงเป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ อัตราส่วนของความจุความร้อนในกระบวนการที่มีแรงดันคงที่ต่อความจุความร้อนในกระบวนการที่มีปริมาตรคงที่เป็นส่วนหนึ่งของสูตรสำหรับกระบวนการอะเดียแบติก แสดงด้วยอักษรกรีกแกมมา

จากประวัติศาสตร์

คำว่า "ความจุความร้อน" และ "ปริมาณความร้อน" ไม่ได้อธิบายสาระสำคัญของพวกมันได้ดีมาก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกเขามาถึงวิทยาศาสตร์สมัยใหม่จากทฤษฎีแคลอรี่ซึ่งเป็นที่นิยมในศตวรรษที่สิบแปด ผู้นับถือทฤษฎีนี้ถือว่าความร้อนเป็นสารไร้น้ำหนักชนิดหนึ่งที่มีอยู่ในร่างกาย สารนี้ไม่สามารถถูกทำลายหรือสร้างขึ้นได้ การระบายความร้อนและความร้อนของร่างกายอธิบายได้จากปริมาณแคลอรี่ที่ลดลงหรือเพิ่มขึ้นตามลำดับ เมื่อเวลาผ่านไป ทฤษฎีนี้ก็พบว่าไม่สามารถป้องกันได้ เธอไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมพลังงานภายในของร่างกายจึงมีการเปลี่ยนแปลงแบบเดียวกันเมื่อมีการถ่ายเทความร้อนในปริมาณที่แตกต่างกันไป และยังขึ้นอยู่กับงานที่ร่างกายทำอีกด้วย

สหพันธรัฐรัสเซีย พิธีสารมาตรฐานรัฐล้าหลัง

GSSSD 8-79 อากาศของเหลวและก๊าซ ความหนาแน่น เอนทาลปี เอนโทรปี และความจุความร้อนไอโซบาริกที่อุณหภูมิ 70-1500 K และความดัน 0.1-100 MPa

ตั้งค่าบุ๊กมาร์ก

ตั้งค่าบุ๊กมาร์ก

บริการสถานะของข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน

ตารางข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน

อากาศเป็นของเหลวและเป็นแก๊ส ความหนาแน่น เอนทาลปี เอนโทรปี และความจุความร้อนไอโซบาริกที่อุณหภูมิ 70-1500 K และความดัน 0.1-100 MPa

ตารางข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน
อากาศของเหลวและก๊าซ ความหนาแน่น เอนทัลปี เอนโทรปี และความจุความร้อนไอโซบาริกที่อุณหภูมิ 70 ถึง 1500 เคลวิน และความดันตั้งแต่ 0.1 ถึง 100 เมกะปาสคาล

พัฒนาโดยสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ All-Union แห่งบริการมาตรวิทยา, สถาบันวิศวกรทางทะเลโอเดสซา, มอสโก คำสั่งของสถาบันพลังงานเลนิน

แนะนำให้ได้รับการอนุมัติโดยคณะกรรมการแห่งชาติโซเวียตเพื่อการรวบรวมและประเมินข้อมูลตัวเลขในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของรัฐสภาของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต ศูนย์วิจัย All-Union ของบริการข้อมูลอ้างอิงมาตรฐานของรัฐ

ได้รับการอนุมัติโดยคณะกรรมการผู้เชี่ยวชาญ SSSSD ประกอบด้วย:

ปริญญาเอก เทคโนโลยี วิทยาศาสตร์ N.E. Gnezdilova ปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมศาสตร์ วิทยาศาสตร์ I.F. Golubeva ปริญญาเอกสาขาเคมี Sciences L.V. Gurvich ปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมศาสตร์ วิทยาศาสตรบัณฑิต Rabinovich ปริญญาวิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต วิทยาศาสตร์ A.M. Sirota

เตรียมพร้อมสำหรับการอนุมัติโดยศูนย์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ All-Union ของหน่วยงานบริการข้อมูลอ้างอิงมาตรฐานของรัฐ

การใช้ข้อมูลอ้างอิงมาตรฐานเป็นสิ่งจำเป็นในทุกภาคส่วนของเศรษฐกิจของประเทศ

ตารางเหล่านี้มีค่าความหนาแน่นเอนทาลปีเอนโทรปีและความจุความร้อนไอโซบาริกของอากาศของเหลวและก๊าซที่เป็นประโยชน์มากที่สุด

การคำนวณตารางขึ้นอยู่กับหลักการดังต่อไปนี้:

1. สมการสถานะที่แสดงข้อมูลการทดลองที่เชื่อถือได้ซึ่งมีความแม่นยำสูงบน , , - การพึ่งพาสามารถให้การคำนวณคุณสมบัติแคลอรี่และเสียงที่เชื่อถือได้โดยใช้ความสัมพันธ์ทางอุณหพลศาสตร์ที่ทราบ

2. การเฉลี่ยค่าสัมประสิทธิ์ของสมการสถานะจำนวนมากซึ่งเทียบเท่าในแง่ของความถูกต้องของการอธิบายข้อมูลเริ่มต้นช่วยให้เราได้สมการที่สะท้อนถึงพื้นผิวทางอุณหพลศาสตร์ทั้งหมด (สำหรับชุดข้อมูลการทดลองที่เลือกระหว่างสมการของ ประเภทที่ยอมรับ) การเฉลี่ยดังกล่าวทำให้สามารถประมาณข้อผิดพลาดแบบสุ่มที่เป็นไปได้ในค่าที่คำนวณได้ของปริมาณความร้อน แคลอรี่ และอะคูสติก โดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบของการทดลอง , , -ข้อมูล และข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเลือก รูปแบบของสมการของรัฐ

สมการเฉลี่ยของสถานะของของเหลวและก๊าซอากาศมีรูปแบบ

ที่ไหน ; - -

สมการนี้รวบรวมจากค่าความหนาแน่นเชิงทดลองที่เชื่อถือได้มากที่สุดที่ได้รับในงานและครอบคลุมช่วงอุณหภูมิ 65-873 K และความดัน 0.01-228 MPa ข้อมูลการทดลองอธิบายด้วยสมการที่มีค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย 0.11% ค่าสัมประสิทธิ์ของสมการสถานะเฉลี่ยได้มาจากการประมวลผลระบบสมการ 53 สมการที่มีความแม่นยำเทียบเท่ากับการอธิบายข้อมูลการทดลอง ในการคำนวณค่าต่อไปนี้ของค่าคงที่ของก๊าซและพารามิเตอร์วิกฤตถูกนำมาใช้: 287.1 J/(kg · K); 132.5 เค; 0.00316 ม./กก.

ค่าสัมประสิทธิ์ของสมการสถานะอากาศเฉลี่ย:

ความจุความร้อนเอนทัลปี เอนโทรปี และไอโซบาริกถูกกำหนดโดยใช้สูตร

โดยที่ , คือความจุความร้อนเอนทาลปี เอนโทรปี และไอโซคอริกในสถานะก๊าซอุดมคติ ค่านิยมและถูกกำหนดจากความสัมพันธ์

ที่ไหน และ เป็นเอนทาลปีและเอนโทรปีที่อุณหภูมิ - ความร้อนระเหิดที่ 0 K; - ค่าคงที่ (0 ในงานนี้)

ค่าความร้อนของการระเหิดของอากาศคำนวณจากข้อมูลความร้อนของการระเหิดของส่วนประกอบต่างๆ และมีค่าเท่ากับ 253.4 kJ/kg (ในการคำนวณสันนิษฐานว่าอากาศไม่มี CO และประกอบด้วย 78.11% N 20.96% O และ 0.93% Ar โดยปริมาตร) ค่าเอนทัลปีและเอนโทรปีที่อุณหภูมิ 100 K ซึ่งเป็นจุดอ้างอิงเสริมเมื่อรวมสมการสำหรับ มีค่าเท่ากับ 3.48115 kJ/kg และ 20.0824 kJ/(kg K ตามลำดับ)

ความจุความร้อนไอโซบาริกในสถานะก๊าซอุดมคติยืมมาจากงานและประมาณด้วยพหุนาม

ค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ยรากของการประมาณข้อมูลเริ่มต้นในช่วงอุณหภูมิ 50-2000 K คือ 0.009% ค่าสูงสุดคือประมาณ 0.02%

ข้อผิดพลาดแบบสุ่มของค่าที่คำนวณได้จะคำนวณด้วยความน่าจะเป็นความเชื่อมั่น 0.997 โดยใช้สูตร

ค่าเฉลี่ยของฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์อยู่ที่ไหน - ค่าของฟังก์ชันเดียวกันที่ได้รับจากสมการที่ 3 จากระบบที่มีสมการ

ตารางที่ 1-4 แสดงค่าฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์ของอากาศ และตารางที่ 5-8 แสดงข้อผิดพลาดแบบสุ่มที่สอดคล้องกัน ค่าความผิดพลาดในตารางที่ 5-8 แสดงไว้สำหรับส่วนหนึ่งของไอโซบาร์ และสามารถรับค่าสำหรับไอโซบาร์ระดับกลางได้ด้วยความแม่นยำที่ยอมรับได้โดยการประมาณค่าเชิงเส้น ข้อผิดพลาดแบบสุ่มในค่าที่คำนวณได้สะท้อนถึงการแพร่กระจายของค่าหลังที่สัมพันธ์กับสมการเฉลี่ยของสถานะ สำหรับความหนาแน่น จะมีค่าน้อยกว่าค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ยอย่างมากในคำอธิบายของอาเรย์ข้อมูลการทดลองดั้งเดิม ซึ่งทำหน้าที่เป็นการประมาณค่าแบบอินทิกรัลและรวมถึงการเบี่ยงเบนอย่างมากสำหรับข้อมูลบางอย่างที่มีคุณลักษณะแบบกระจาย

ตารางที่ 1

ความหนาแน่นของอากาศ

ความต่อเนื่อง

	กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ที่ , MPa,

ตารางที่ 2

เอนทัลปีของอากาศ

ความต่อเนื่อง

	KJ/กก. ที่ , MPa,

ตารางที่ 3

เอนโทรปีของอากาศ

ความต่อเนื่อง

	KJ/(กก., K) ที่ , MPa,

ตารางที่ 4

ความจุความร้อนไอโซบาริกของอากาศ

________________

* ข้อความในเอกสารสอดคล้องกับต้นฉบับ - หมายเหตุของผู้ผลิตฐานข้อมูล

ความต่อเนื่อง

	KJ/(กก., K) ที่ , MPa,

ตารางที่ 5. ค่าคลาดเคลื่อนสุ่มกำลังสองเฉลี่ยของค่าความหนาแน่นที่คำนวณได้

, % ที่ , MPa

ตารางที่ 6 ข้อผิดพลาดแบบสุ่มรูตค่าเฉลี่ยกำลังสองของค่าเอนทาลปีที่คำนวณได้

KJ/กก. ที่ , MPa

เนื่องจากการใช้รูปแบบไวเรียลของสมการสถานะ ตารางจึงไม่แสร้งอธิบายคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ในบริเวณใกล้กับจุดวิกฤติ (126-139 K, 190-440 กก./ม.) ได้อย่างแม่นยำ

ข้อมูลเกี่ยวกับการศึกษาทดลองคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของอากาศ วิธีการรวบรวมสมการสถานะและตารางการคำนวณ ความสอดคล้องของค่าที่คำนวณได้กับข้อมูลการทดลอง รวมถึงตารางรายละเอียดเพิ่มเติมที่มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจุความร้อนไอโซคอริก ความเร็วของเสียง งานนี้ให้ความร้อนของการระเหย ผลของคันเร่ง อนุพันธ์บางอย่าง และคุณสมบัติบนเส้นโค้งการเดือดและการควบแน่น

ข้อมูลอ้างอิง

1. Nolborn L., Schultre N. ตาย Druckwage และตาย Isothermen von Luft, Argon und Helium Zwischen 0 ถึง 200 °C - แอน. ฟิสิกส์ 1915 ม., Bd 47, N 16, S.1089-1111.

2. Michels A., Wassenaar T., Van Seventer W. ไอโซเทอร์มของอากาศระหว่าง 0 °C ถึง 75 °C และที่ความดันสูงถึง 2200 atm -Appl วิทยาศาสตร์ Res., 1953, ฉบับ. 4, ฉบับที่ 1, หน้า 52-56.

3. ค่าไอโซเทอร์มของการอัดอากาศที่อุณหภูมิระหว่าง -25 °C ถึง -155 °C และที่ความหนาแน่นสูงถึง 560 Amagats (ความดันสูงถึง 1,000 บรรยากาศ) / Michels A.. Wassenaar T., Levelt J.M., De Graaff W. - Appl . วิทยาศาสตร์ Res., 1954, ฉบับที่. เอ 4, น 5-6, หน้า 381-392.

4. การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับปริมาตรอากาศจำเพาะ/Vukalovich M.P., Zubarev V.N., Aleksandrov A.A., Kozlov A.D. - วิศวกรรมพลังงานความร้อน, 2511, N 1, หน้า 70-73

5. Romberg N. Neue Messungen der thermischen ler Luft bei tiefen Temperaturen และตาย Berechnung der kalorischen mit Hilfe des Kihara-ศักยภาพ - VDl-Vorschungsheft, 1971, - N 543, S.1-35

6. Вlanke W. Messung der thermischen von Luft im Zweiphasengebiet und Seiner Umgebung. วิทยานิพนธ์ของ Erlangung des Grades eines Doctor-Ingenieurs/. โบฮัม., 1973.

7. การวัดความหนาแน่นของอากาศที่อุณหภูมิ 78-190 K สูงถึงความดัน 600 บาร์ / Wasserman A.A., Golovsky E.A., Mitsevich E.P., Tsymarny V.A., M., 1975 (ฝากใน VINITI 28.07 .76 N 2953-76)

8. Landolt N., R. Zahlenwerte และ Funktionen aus Physik, Chemie, ดาราศาสตร์, Geophysik และ Technik เบอร์ลิน, Springer Verlag, 1961, Bd.2.

9. ตารางคุณสมบัติทางความร้อนของก๊าซ วาชิงตัน, ผู้ว่าการรัฐ พิมพ์ ปิด พ.ศ. 2498 XI (กระทรวงพาณิชย์ของสหรัฐอเมริกา NBS Girc. 564)

10. คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของอากาศ/Sychev V.V., Wasserman A.A., Kozlov A.D. และคนอื่นๆ. M., Standards Publishing House, 1978.

พลังงานขนส่ง (ขนส่งเย็น) ความชื้นในอากาศ ความจุความร้อนและเอนทาลปีของอากาศ

ความชื้นในอากาศ ความจุความร้อนและเอนทาลปีของอากาศ

อากาศในบรรยากาศเป็นส่วนผสมของอากาศแห้งและไอน้ำ (จาก 0.2% ถึง 2.6%) ดังนั้นอากาศจึงถือว่าชื้นเกือบตลอดเวลา

เรียกว่าส่วนผสมเชิงกลของอากาศแห้งและไอน้ำ อากาศชื้นหรือส่วนผสมของอากาศและไอน้ำ ปริมาณความชื้นไอระเหยในอากาศสูงสุดที่เป็นไปได้ ม.น.ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ทีและแรงกดดัน ปสารผสม เมื่อมีการเปลี่ยนแปลง ทีและ ปอากาศสามารถเปลี่ยนจากไม่อิ่มตัวในตอนแรกไปสู่สภาวะอิ่มตัวด้วยไอน้ำ จากนั้นความชื้นส่วนเกินจะเริ่มตกตะกอนในปริมาตรก๊าซและบนพื้นผิวที่ปิดล้อมในรูปของหมอก น้ำค้างแข็ง หรือหิมะ

พารามิเตอร์หลักที่แสดงลักษณะของอากาศชื้น ได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน ปริมาตรจำเพาะ ปริมาณความชื้น ความชื้นสัมพัทธ์และสัมบูรณ์ น้ำหนักโมเลกุล ค่าคงที่ของก๊าซ ความจุความร้อน และเอนทาลปี

ตามกฎของดาลตันสำหรับส่วนผสมของก๊าซ ความดันรวมของอากาศชื้น (P)คือผลรวมของแรงกดดันบางส่วนของอากาศแห้ง P c และไอน้ำ P p: P = P c + P p

ในทำนองเดียวกัน ปริมาตร V และมวล m ของอากาศชื้นจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:

V = V c + V p, m = m c + m p

ความหนาแน่นและ ปริมาตรอากาศชื้นจำเพาะ (v)กำหนด:

น้ำหนักโมเลกุลของอากาศชื้น:

โดยที่ B คือความกดอากาศ

เนื่องจากความชื้นในอากาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในระหว่างกระบวนการทำให้แห้ง และปริมาณอากาศแห้งในส่วนผสมของไอน้ำและอากาศยังคงที่ กระบวนการทำให้แห้งจะถูกตัดสินโดยการเปลี่ยนแปลงของปริมาณไอน้ำต่ออากาศแห้ง 1 กิโลกรัม และตัวบ่งชี้ทั้งหมดของ ส่วนผสมของไอน้ำและอากาศ (ความจุความร้อน ปริมาณความชื้น เอนทาลปี และอื่นๆ) หมายถึงอากาศแห้ง 1 กิโลกรัมที่อยู่ในอากาศชื้น

d = m p / m c, g/kg หรือ X = m p / m c

ความชื้นในอากาศสัมบูรณ์- มวลไอน้ำในอากาศชื้น 1 m 3 ค่านี้เป็นตัวเลขเท่ากับ

ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ -คืออัตราส่วนของความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศไม่อิ่มตัวต่อความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศอิ่มตัวภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด:

ที่นี่ แต่บ่อยครั้งกว่าที่ระบุความชื้นสัมพัทธ์เป็นเปอร์เซ็นต์

สำหรับความหนาแน่นของอากาศชื้น ความสัมพันธ์ต่อไปนี้ใช้ได้:

ความร้อนจำเพาะอากาศชื้น:

c = c c + c p ×d/1000 = c c + c p ×X, kJ/(กก.× °C)

โดยที่ c c คือความจุความร้อนจำเพาะของอากาศแห้ง c c = 1.0;

c p - ความจุความร้อนจำเพาะของไอน้ำ โดยที่ n = 1.8

ความจุความร้อนของอากาศแห้งที่ความดันคงที่และช่วงอุณหภูมิต่ำ (สูงถึง 100 o C) สำหรับการคำนวณโดยประมาณสามารถพิจารณาค่าคงที่ได้ เท่ากับ 1.0048 kJ/(kg × ° C) สำหรับไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ความจุความร้อนไอโซบาริกเฉลี่ยที่ความดันบรรยากาศและระดับความร้อนยวดยิ่งต่ำยังสามารถนำมาใช้เป็นค่าคงที่และเท่ากับ 1.96 กิโลจูล/(กก.×เคล)

เอนทาลปี (i) ของอากาศชื้น- นี่เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการคำนวณการติดตั้งการอบแห้งโดยส่วนใหญ่เพื่อกำหนดความร้อนที่ใช้ในการระเหยความชื้นจากวัสดุที่ถูกทำให้แห้ง เอนทัลปีของอากาศชื้นหมายถึงอากาศแห้งหนึ่งกิโลกรัมในส่วนผสมของไอน้ำและอากาศ และถูกกำหนดเป็นผลรวมของเอนทัลปีของอากาศแห้งและไอน้ำ นั่นคือ

i = i c + i p ×XX, kJ/kg

เมื่อคำนวณเอนทาลปีของสารผสม จุดเริ่มต้นสำหรับเอนทาลปีของแต่ละส่วนประกอบจะต้องเท่ากัน สำหรับการคำนวณอากาศชื้น เราสามารถสรุปได้ว่าเอนทัลปีของน้ำเป็นศูนย์ที่ 0 o C จากนั้นเรายังนับเอนทัลปีของอากาศแห้งจาก 0 o C อีกด้วย นั่นคือ i ใน = c ใน *t = 1.0048t

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 1

คำจำกัดความของมวลไอโซบาร์

ความจุความร้อนของอากาศ

ความจุความร้อนคือความร้อนที่ต้องเติมลงในหน่วยปริมาณของสารเพื่อให้ความร้อนขึ้น 1 K ปริมาณหน่วยของสารสามารถวัดได้ในหน่วยกิโลกรัม ลูกบาศก์เมตร ภายใต้สภาวะทางกายภาพปกติ และกิโลเมตร ก๊าซหนึ่งกิโลโมลคือมวลของก๊าซมีหน่วยเป็นกิโลกรัม ซึ่งเท่ากับตัวเลขของน้ำหนักโมเลกุล ดังนั้น ความจุความร้อนจึงมีสามประเภท: มวล c, J/(kg⋅K); ปริมาตร s′, J/(m3⋅K) และฟันกราม, J/(kmol⋅K) เนื่องจากก๊าซหนึ่งกิโลโมลมีมวล μ เท่ามากกว่าหนึ่งกิโลกรัม จึงไม่มีการกำหนดความจุความร้อนของโมลาร์แยกต่างหาก ความสัมพันธ์ระหว่างความจุความร้อน:

โดยที่ = 22.4 ลบ.ม./กิโลเมตร คือปริมาตรของก๊าซในอุดมคติหนึ่งกิโลกรัมภายใต้สภาวะทางกายภาพปกติ – ความหนาแน่นของก๊าซภายใต้สภาวะทางกายภาพปกติ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

ความจุความร้อนที่แท้จริงของก๊าซคืออนุพันธ์ของความร้อนเทียบกับอุณหภูมิ:

ความร้อนที่จ่ายให้กับแก๊สขึ้นอยู่กับกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ สามารถกำหนดได้โดยกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์สำหรับกระบวนการไอโซคอริกและไอโซบาริก:

นี่คือความร้อนที่จ่ายให้กับก๊าซ 1 กิโลกรัมในกระบวนการไอโซบาริก – การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของก๊าซ – การทำงานของก๊าซต่อแรงภายนอก

โดยพื้นฐานแล้ว สูตร (4) จะกำหนดกฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งสมการของเมเยอร์จะเป็นดังนี้:

ถ้าเราใส่ = 1 K ความหมายทางกายภาพของค่าคงที่ของก๊าซคืองานที่ทำโดยก๊าซ 1 กิโลกรัมในกระบวนการไอโซบาริกเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 1 K

สมการของเมเยอร์ต่อก๊าซ 1 กิโลเมตรมีรูปแบบ

โดยที่ = 8314 J/(kmol⋅K) คือค่าคงที่ก๊าซสากล

นอกจากสมการของเมเยอร์แล้ว ความจุความร้อนมวลไอโซบาริกและไอโซคอริกของก๊าซยังสัมพันธ์กันผ่านเลขชี้กำลังอะเดียแบติก k (ตารางที่ 1):

ตารางที่ 1.1

ค่าของเลขชี้กำลังอะเดียแบติกสำหรับก๊าซในอุดมคติ

ความเป็นอะตอมของก๊าซ
ก๊าซโมเลกุลเดี่ยว
ก๊าซไดอะตอมมิก
ก๊าซไตรอะตอมและโพลีอะตอมมิก

วัตถุประสงค์ของการทำงาน

การรวบรวมความรู้ทางทฤษฎีเกี่ยวกับกฎพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ การพัฒนาวิธีปฏิบัติในการกำหนดความจุความร้อนของอากาศโดยพิจารณาจากความสมดุลของพลังงาน

การทดลองหาค่าความจุความร้อนจำเพาะของอากาศและการเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้กับค่าอ้างอิง

1.1. คำอธิบายการตั้งค่าห้องปฏิบัติการ

การติดตั้ง (รูปที่ 1.1) ประกอบด้วยท่อทองเหลือง 1 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน d =
= 0.022 ม. ในตอนท้ายมีเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าพร้อมฉนวนกันความร้อน 10. การไหลของอากาศเคลื่อนที่ภายในท่อซึ่งจ่ายให้ 3. สามารถควบคุมการไหลของอากาศได้โดยการเปลี่ยนความเร็วพัดลม ท่อ 1 ประกอบด้วยท่อแรงดันเต็ม 4 และแรงดันสถิตส่วนเกิน 5 ซึ่งเชื่อมต่อกับเกจความดัน 6 และ 7 นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งเทอร์โมคัปเปิล 8 ในท่อ 1 ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ไปตามหน้าตัดพร้อมกันกับท่อแรงดันเต็ม ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเทอร์โมคัปเปิลถูกกำหนดโดยโพเทนชิออมิเตอร์ 9 การให้ความร้อนของอากาศที่เคลื่อนที่ผ่านท่อถูกควบคุมโดยใช้หม้อแปลงอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ 12 โดยการเปลี่ยนกำลังของเครื่องทำความร้อนซึ่งกำหนดโดยการอ่านของแอมมิเตอร์ 14 และโวลต์มิเตอร์ 13 อุณหภูมิของอากาศที่ทางออกของเครื่องทำความร้อนถูกกำหนดโดยเทอร์โมมิเตอร์ 15

1.2. ขั้นตอนการทดลอง

การไหลของความร้อนของเครื่องทำความร้อน W:

ที่ฉัน – ปัจจุบัน, A; U – แรงดันไฟฟ้า, V; = 0.96; -
= 0.94 – สัมประสิทธิ์การสูญเสียความร้อน

รูปที่.1.1. แผนภาพการตั้งค่าการทดลอง:

1 – ท่อ; 2 – สับสน; 3 – แฟน; 4 – ท่อสำหรับวัดความดันแบบไดนามิก

5 – ท่อ; 6, 7 – เกจวัดความดันแตกต่าง 8 – เทอร์โมคัปเปิล; 9 – โพเทนชิออมิเตอร์; 10 – ฉนวน;

11 – เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า; 12 – หม้อแปลงอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ; 13 – โวลต์มิเตอร์;

14 – แอมมิเตอร์; 15 – เทอร์โมมิเตอร์

ฟลักซ์ความร้อนที่ถูกดูดซับโดยอากาศ W:

โดยที่ ม. – การไหลของมวลอากาศ, กิโลกรัม/วินาที; – การทดลอง ความจุความร้อนไอโซบาริกมวลของอากาศ J/(kg · K) – อุณหภูมิอากาศที่ทางออกจากส่วนทำความร้อนและที่ทางเข้า°C

การไหลของมวลอากาศ, กก./วินาที:

. (1.10)

นี่คือความเร็วลมเฉลี่ยในท่อ m/s; d – เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ, m; – ความหนาแน่นของอากาศที่อุณหภูมิ ซึ่งหาได้จากสูตร kg/m3:

, (1.11)

โดยที่ = 1.293 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร – ความหนาแน่นของอากาศภายใต้สภาวะทางกายภาพปกติ B – ความดัน มม. rt. เซนต์; – แรงดันอากาศคงที่ส่วนเกินในท่อ (มม.) น้ำ ศิลปะ.

ความเร็วลมถูกกำหนดโดยความดันไดนามิกในส่วนที่เท่ากันสี่ส่วน m/s:

ความดันไดนามิกอยู่ที่ไหน mm น้ำ ศิลปะ. (กก./ตร.ม.); g = 9.81 m/s2 – ความเร่งการตกอย่างอิสระ

ความเร็วลมเฉลี่ยในหน้าตัดของท่อ, m/s:

ความจุความร้อนมวลไอโซบาริกเฉลี่ยของอากาศหาได้จากสูตร (1.9) โดยแทนที่การไหลของความร้อนจากสมการ (1.8) ค่าที่แน่นอนของความจุความร้อนของอากาศที่อุณหภูมิอากาศเฉลี่ยหาได้จากตารางความจุความร้อนเฉลี่ยหรือจากสูตรเชิงประจักษ์ J/(kg⋅K):

. (1.14)

ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของการทดสอบ %:

. (1.15)

1.3. ดำเนินการทดลองและประมวลผล

ผลการวัด

การทดลองจะดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้

1. ขาตั้งห้องปฏิบัติการเปิดอยู่ และหลังจากสร้างโหมดหยุดนิ่งแล้ว ให้อ่านค่าต่อไปนี้:

แรงดันอากาศแบบไดนามิกที่สี่จุดของส่วนท่อเท่ากัน

แรงดันอากาศคงที่มากเกินไปในท่อ

กระแส I, A และแรงดันไฟฟ้า U, V;

อุณหภูมิอากาศขาเข้า °C (เทอร์โมคัปเปิล 8);

อุณหภูมิขาออก °C (เทอร์โมมิเตอร์ 15);

ความดันบรรยากาศ B, มม. rt. ศิลปะ.

การทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีกในโหมดถัดไป ผลการวัดถูกป้อนไว้ในตารางที่ 1.2 การคำนวณจะดำเนินการในตาราง 1.3.

ตารางที่ 1.2

ตารางการวัด

	ชื่อของปริมาณ
	อุณหภูมิอากาศเข้า°C
	อุณหภูมิอากาศขาออก°C
	ความกดอากาศแบบไดนามิก มม. น้ำ ศิลปะ.
	ความกดอากาศคงที่มากเกินไป mm. น้ำ ศิลปะ.
	ความดันบรรยากาศ B, มม. rt. ศิลปะ.
	แรงดันไฟฟ้า U, V

ตารางที่ 1.3

ตารางการคำนวณ

	ชื่อของปริมาณ
	ความดันไดนามิก N/m2
	อุณหภูมิการไหลเข้าเฉลี่ย°C