Тығыздық. Газ тұрақтысы және ылғалды ауаның энтальпиясы

Ылғалды ауаның есептеуді жүзеге асыру кезінде id диаграммасын қолданған кезде белгіленген өлшемдердің мәндерін білу керек:

1. 
   Ылғалды ауаның тығыздығы:
   

 = _Б + _А , кг/м³ (2.6)

 - киломоль кг/м;

 - құрғақ ауа мен будың киломолді бөлшектері.

Ылғалды ауаның энтальпиясын құрғақ ауа мен су буының энтальпияларының қосындысымен айқындайды. Аталған энтальпияны 1кг құрғақ ауаға алынады, яғни ылғады ауаның құрамдық саны (1+d) кг тең болады.Бұл жағдайда ылғалды ауаның энтальпиясы

Ауаның соңғы ылғалдық құрамын, 1кг ылғалдылыққа жұмсалған аука мен жылудың шығынын анықтау. Кептіргіш үрндісі өте қолайлы болып есептеледі.

Шешімі:

(2.2 сур.) id-диаграммасынан t₁ = 25 ^оС және  = 50 % қиылысу сызықтарынан 1 нүктесіндегі алғашқы ылғалды құрамды d₁= 16 г/кг және энтальпияны i₁ = 70 кДж/кг өлшемдерін табамыз. Ауаны қыздыру деңгейі d = const өлшемімен аңықталады, t₂ = 90 ^оС изотермамен қиылысунда 2 нүктесін табамыз,бұл нүкте жылытқыштан шығатын қыздырылған ауаның күйін айқындайды. i = const кезінде 2 нүктесінен бастап t₃ = 35 ^оС изотермасымен қиылысуына дейін сызық жүргіземіз де 3 нүктесімен табамыз, бұл нүкте кептіргіштен шығатын ауаның күйін айқындайды. Осы нүкте үшін: d₃ = 37 к/кг; i₃ = i₂ = 135 кДж/кг и ₃ = 60 % өлшемдерін табамыз.

1. 
   Ылғалды ауа деп нені айтады?
   
2. 
   Ылғалды ауаға қолданылатын Дальтон Заңы.
   
3. 
   Қаныққан және қанықпаған ылғалды ауа.
   
4. 
   Абсолютті ылғалдылық
   
5. 
   Қатысты ылғалдылық және оның өлшеу шектері.
   
6. 
   Ылғалдық құрамы және оның негіздері.
   
7. 
   Шық нүктесіндегі температура.
   
8. 
   Ылғалды ауаның тығыздығын қалай анықтайды?
   
9. 
   Ылғалды ауаның газ тұрақтылығын қалай анықтайды?
   
10. 
    Ылғалды ауаның энтальпиясын қалай анықтайды?
    
11. 
    id – диаграммасында қандай сызықтар бейнеленген?
    
12. 
    id – диаграммасында негізгі үрдістер қалай бейнеленген?
    

1. 
   Кіріспе
   

Негізгі жылулық көрсеткіштеріне меншікті көлем,қысым және температура жатады. Біртекті заттың меншікті көлемі – көлем массасының қатынасына тең физикалық шама:

Дене массасының оның көлемінің қатынасына тең шаманы тығыздық деп атайды. Яғни,меншікті көлемге қарама-қарсы шама:

Паскаль күшке перпендикуляр орналасқан 1 м² бетінің ауданында біркелкі орныққан 1Н күшімен шақырылатын қысымға тең. МКГСС жүйесінде қысым бірлігі 1 ат = 1 кгс/см² техникалық атмосферасы болып табылады. Жүйеден тыс қысым бірліктері бар: физикалық атмосфера (атм.), су бағанасының миллиметрі (су.бағ.мм.), сынап бағанасының миллиметрі (сын.бағ.мм.), олардың көмегімен өлшенген қысымды сұйықтық бағанасы қысымымен салыстырады. 1Па қысымы өте кішкентай шама: 1 Па = 0,102 су.бағ.мм.Сондықтан тәжірибелік қолдануға жүйелік емес бірлік – бар қолданылады. 1 бар = 10 Н/см² = 10⁵ Па.

Қысымның түрлі бірліктерінің арасындағы байланысы келесіде:

1 кгс/см² = 1 ат = 0,98·10⁵ Па = 736 сын.бағ.мм. = 10⁴ су.бағ.мм.;

1 ат = 10,1325 Па = 760 сын.бағ.мм. = 1,033 кгс/см² = 10,33 су.бағ.мм.;

1 су.бағ.мм. = 9,81 Па; 1 сын.бағ.мм. = 133,32 Па.

Қысым келесіге ажыратылады:барометрлік немесе атмосфералық қысым Р_б = Р_о (барометрмен өлшенеді), абсолюттік қысым Р (ыдыста немесе қоршаған ортадағы газ немесе сұйықтың қысымы үшін ығыстырылған қысым термині емес,ал толық емес «абсолюттік қысым» терминін қолдану керек), артық қысым Р_Арт. (манометрмен өлшенеді) және серіттілу Р_С немесе вакуум Р_в (мұнда «вакуум» емес, ал «серіттілу» терминін қолдану керек).

Артық деп атмоферадағы және ыдыстағы газ арасындағы қысымның айырмашылығын айтады: мм. түрлі бірліктерінің арасындағы байланысы келесіде:ен салыстырады. 1Па қысымы өте кішкентай шама: 1 Па Р_арт. = Р_о – Р.

Р_в = Р – Р_о.
Ыдыстағы газдың қысымы нөлге тең болған жағдайда ғана максималды серіттілу санды түрде атмосфералық қысымға тең болады. Минималды серіттілу қысым атмосфераға тең болған жағдайда нөлге тең болады.

Егер атмосфералық қысымның нақты мәні белгісіз болса (барометр болмаса), онда олар жуық мәнде 1 бар = 100 кПа деп аламыз.

Қоспа құрамының қысымы үшін «серпінділік» термині емес,ал «парциалды қысым» терминің қолдану керек.

Ұзындық бірліктерімен көрсететін қысымды арын(сызықтық шама) деп атауы дұрыс болмайды,мысалы,дұрысы 0,3 Мпа» және дұрыс емес «су арыны 0,3 Мпа», дұрысы «су арыны 30 м» және дұрысы емес «су қысымы 30 м». Қысым мен арын арысындағы байланыс:

«Температура» түсінігінің анықтамасына келесі тұжырымдамалар негізінен келуге болады. Дене температурасын еруші мұз температурасымен сәйкестендіріп,дене температурасы бұл жағдайда 0 ^оС деп алып,дене көлемі V_Д мәнін айқындаймыз. Кейін осы денені қайнап жатқан сумен теңестіреміз. Осы жағдайда оған 100 ^оС –ге тең температурасын қосамыз:

Гей-Люссака заңына сәйес берілген газ массасы өзгермейтін көлем жағдайында температурағаи сай өзгереді:

1 +  t = 0.

Одан t = -1/ = – 273 15 ^оС.

Бастапқы температуралық есепті осы нүктеге ауыстырсақ,біз Цельсия арқылы өтетін шкала температурасынан Кельвин шкаласына көшеміз. Сол себептен, Кельвин және Цельсия шкалалары өзара жай ғана бір – шама жылжытылған:

1. 
   Термодинамикалық,бастапқы екінші термодинамикада негізделген;
   
2. 
   Халықаралық тәжірибелік 1968 ж., он бір реперлік нүктеде негізделген;
   

Өлшемі бойынша Цельсия градусы Кельвинге тең: 1 ^оС = 1 К.Температуралық аралығы Кельвинде және Цельсия градусында білдіріледі:  Т =  t = 1 К = 1 ^оС.

Газдардың сәйкес кинетикалық теориялары температура бөлек молекулалардың орта кинетикалық энергиясын мінездемі береді.

Сана газ термиялық параметрлері аралық байланыс күй-жағдай теңдеуімен айтылады, үшін газ жеке көпшіліктері түрді болады:

Пропорционал коэффициенті R меншікті газ тұрақтысы деп аталады(немесе газ тұрақтысы). Меншікті газ тұрақтысының шамасы газ табиғатына байланысты (1 К-гі 1 кг құрайтын барлық газ молекулалардың кинетикалық энергиясын сипаттайды) және келесі формуламен анықталады:

Газь қоспасы үшін меншік газ тұрақтысы: