Плотность воды от давления и температуры таблица: ГСССД 2-77 Таблицы стандартных справочных данных. Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах от 0 до 100 градусов Цельсия / 2 77

Плотность воды от давления и температуры таблица: ГСССД 2-77 Таблицы стандартных справочных данных. Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах от 0 до 100 градусов Цельсия / 2 77

Содержание

Плотность воздуха и воды: Плотность воздуха, его удельная теплоемкость, вязкость и другие физические свойства: таблицы при различных температурах

Плотность воздуха, его удельная теплоемкость, вязкость и другие физические свойства: таблицы при различных температурах

Рассмотрены основные физические свойства воздуха: плотность воздуха, его динамическая и кинематическая вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, число Прандтля и энтропия. Свойства воздуха даны в таблицах в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении.

Плотность воздуха в зависимости от температуры

Представлена подробная таблица значений плотности воздуха в сухом состоянии при различных температурах и нормальном атмосферном давлении. Чему равна плотность воздуха? Аналитически определить плотность воздуха можно, если разделить его массу на объем, который он занимает при заданных условиях (давление, температура и влажность). Также можно вычислить его плотность по формуле уравнения состояния идеального газа. Для этого необходимо знать абсолютное давление и температуру воздуха, а также его газовую постоянную и молярный объем.

Это уравнение позволяет вычислить плотность воздуха в сухом состоянии.

На практике, чтобы узнать какова плотность воздуха при различных температурах, удобно воспользоваться готовыми таблицами. Например, приведенной таблицей значений плотности атмосферного воздуха в зависимости от его температуры. Плотность воздуха в таблице выражена в килограммах на кубический метр и дана в интервале температуры от минус 50 до 1200 градусов Цельсия при нормальном атмосферном давлении (101325 Па).

Плотность воздуха в зависимости от температуры — таблица
t, °С ρ, кг/м3 t, °С ρ, кг/м3 t, °С ρ, кг/м3 t, °С ρ, кг/м3
-50 1,584 20 1,205 150 0,835 600 0,404
-45 1,549 30 1,165 160 0,815 650 0,383
-40 1,515 40 1,128 170 0,797 700 0,362
-35 1,484 50 1,093 180 0,779 750 0,346
-30 1,453 60 1,06 190 0,763 800 0,329
-25 1,424 70 1,029 200 0,746 850 0,315
-20 1,395 80 1 250 0,674 900 0,301
-15 1,369 90 0,972 300 0,615 950 0,289
-10 1,342 100 0,946 350 0,566 1000 0,277
-5 1,318 110 0,922 400 0,524 1050 0,267
0 1,293 120 0,898 450 0,49 1100 0,257
10 1,247 130 0,876 500 0,456 1150 0,248
15 1,226 140 0,854 550 0,43 1200 0,239

При 25°С воздух имеет плотность 1,185 кг/м3.

При нагревании плотность воздуха снижается — воздух расширяется (его удельный объем увеличивается). С ростом температуры, например до 1200°С, достигается очень низкая плотность воздуха, равная 0,239 кг/м3, что в 5 раз меньше ее значения при комнатной температуре. В общем случае, снижение плотности газов при нагреве позволяет проходить такому процессу, как естественная конвекция и применяется, например, в воздухоплавании.

Если сравнить плотность воздуха относительно плотности воды, то воздух легче на три порядка — при температуре 4°С плотность воды равна 1000 кг/м3, а плотность воздуха составляет 1,27 кг/м3. Необходимо также отметить значение плотности воздуха при нормальных условиях. Нормальными условиями для газов являются такие, при которых их температура равна 0°С, а давление равно нормальному атмосферному. Таким образом, согласно таблице, плотность воздуха при нормальных условиях (при НУ) равна 1,293 кг/м3.

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при различных температурах

При выполнении тепловых расчетов необходимо знать значение вязкости воздуха (коэффициента вязкости) при различной температуре.

Эта величина требуется для вычисления числа Рейнольдса, Грасгофа, Релея, значения которых определяют режим течения этого газа. В таблице даны значения коэффициентов динамической μ и кинематической ν вязкости воздуха в диапазоне температуры от -50 до 1200°С при атмосферном давлении.

Коэффициент вязкости воздуха с ростом его температуры значительно увеличивается. Например, кинематическая вязкость воздуха равна 15,06·10-6 м2/с при температуре 20°С, а с ростом температуры до 1200°С вязкость воздуха становиться равной 233,7·10-6 м2/с, то есть увеличивается в 15,5 раз! Динамическая вязкость воздуха при температуре 20°С равна 18,1·10-6 Па·с.

При нагревании воздуха увеличиваются значения как кинематической, так и динамической вязкости. Эти две величины связаны между собой через величину плотности воздуха, значение которой уменьшается при нагревании этого газа. Увеличение кинематической и динамической вязкости воздуха (как и других газов) при нагреве связано с более интенсивным колебанием молекул воздуха вокруг их равновесного состояния (согласно МКТ).

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при различных температурах — таблица
t, °С μ·106, Па·с ν·106, м2 t, °С μ·106, Па·с ν·106, м2 t, °С μ·106, Па·с ν·106, м2
-50 14,6 9,23 70 20,6 20,02 350 31,4 55,46
-45 14,9 9,64 80 21,1 21,09 400 33 63,09
-40 15,2 10,04 90 21,5 22,1 450 34,6 69,28
-35 15,5 10,42 100 21,9 23,13 500 36,2 79,38
-30 15,7 10,8 110 22,4 24,3 550 37,7 88,14
-25 16 11,21 120 22,8 25,45 600 39,1 96,89
-20 16,2 11,61 130 23,3 26,63 650 40,5 106,15
-15 16,5 12,02 140 23,7 27,8 700 41,8 115,4
-10 16,7 12,43 150 24,1 28,95 750 43,1 125,1
-5 17 12,86 160 24,5 30,09 800 44,3 134,8
0 17,2 13,28 170 24,9 31,29 850 45,5 145
10 17,6 14,16 180 25,3 32,49 900 46,7 155,1
15 17,9 14,61 190 25,7 33,67 950 47,9 166,1
20 18,1 15,06 200 26 34,85 1000 49 177,1
30 18,6 16 225 26,7 37,73 1050 50,1 188,2
40 19,1 16,96 250 27,4 40,61 1100 51,2 199,3
50 19,6 17,95 300 29,7 48,33 1150 52,4 216,5
60 20,1 18,97 325 30,6 51,9 1200 53,5 233,7

Примечание: Будьте внимательны! Вязкость воздуха дана в степени 106.

Удельная теплоемкость воздуха при температуре от -50 до 1200°С

Представлена таблица удельной теплоемкости воздуха при различных температурах. Теплоемкость в таблице дана при постоянном давлении (изобарная теплоемкость воздуха) в интервале температуры от минус 50 до 1200°С для воздуха в сухом состоянии. Чему равна удельная теплоемкость воздуха? Величина удельной теплоемкости определяет количество тепла, которое необходимо подвести к одному килограмму воздуха при постоянном давлении для увеличения его температуры на 1 градус. Например, при 20°С для нагревания 1 кг этого газа на 1°С в изобарном процессе, требуется подвести 1005 Дж тепла.

Удельная теплоемкость воздуха увеличивается с ростом его температуры. Однако, зависимость массовой теплоемкости воздуха от температуры не линейная. В интервале от -50 до 120°С ее величина практически не меняется — в этих условиях средняя теплоемкость воздуха равна 1010 Дж/(кг·град). По данным таблицы видно, что значительное влияние температура начинает оказывать со значения 130°С.

Однако, температура воздуха влияет на его удельную теплоемкость намного слабее, чем на вязкость. Так, при нагреве с 0 до 1200°С теплоемкость воздуха увеличивается лишь в 1,2 раза – с 1005 до 1210 Дж/(кг·град).

Следует отметить, что теплоемкость влажного воздуха выше, чем сухого. Если сравнить теплоемкость воды и воздуха, то очевидно, что вода обладает более высоким ее значением и содержание воды в воздухе приводит к увеличению удельной теплоемкости.

Удельная теплоемкость воздуха при различных температурах — таблица
t, °С Cp, Дж/(кг·град) t, °С Cp, Дж/(кг·град) t, °С Cp, Дж/(кг·град) t, °С Cp, Дж/(кг·град)
-50 1013 20 1005 150 1015 600 1114
-45 1013 30 1005 160 1017 650 1125
-40 1013 40 1005 170 1020 700 1135
-35 1013 50 1005 180 1022 750 1146
-30 1013 60 1005 190 1024 800 1156
-25 1011 70 1009 200 1026 850 1164
-20 1009 80 1009 250 1037 900 1172
-15 1009 90 1009 300 1047 950 1179
-10 1009 100 1009 350 1058 1000 1185
-5 1007 110 1009 400 1068 1050 1191
0 1005 120 1009 450 1081 1100 1197
10 1005 130 1011 500 1093 1150 1204
15 1005 140 1013 550 1104 1200 1210

Теплопроводность, температуропроводность, число Прандтля воздуха

В таблице представлены такие физические свойства атмосферного воздуха, как теплопроводность, температуропроводность и его число Прандтля в зависимости от температуры.

Теплофизические свойства воздуха даны в интервале от -50 до 1200°С для сухого воздуха. По данным таблицы видно, что указанные свойства воздуха существенно зависят от температуры и температурная зависимость рассмотренных свойств этого газа различна.

Теплопроводность воздуха λ при повышении температуры увеличивается во всем диапазоне, достигая при 1200°С величины 0,0915 Вт/(м·град). Другие теплофизические свойства воздуха такие, как его температуропроводность a и число Прандтля Pr, по-разному реагируют на изменение температуры. Температуропроводность, как и вязкость воздуха сильно зависит от температуры и при нагревании, например с 0 до 1200°С, ее значение увеличивается почти в 17 раз.

Число Прандтля воздуха слабо зависит от температуры и при нагревании этого газа его величина сначала снижается до величины 0,674, а затем начинает расти, и при температуре 1200°С достигает значения 0,724.

Физические свойства атмосферного воздуха — таблица
t, °С λ·102, Вт/(м·град) а·106, м2 Pr t, °С λ·102, Вт/(м·град) а·106, м2 Pr
-50 2,04 12,7 0,728 170 3,71 45,7 0,682
-40 2,12 13,8 0,728 180 3,78 47,5 0,681
-30 2,2 14,9 0,723 190 3,86 49,5 0,681
-20 2,28 16,2 0,716 200 3,93 51,4 0,68
-10 2,36 17,4 0,712 250 4,27 61 0,677
0 2,44 18,8 0,707 300 4,6 71,6 0,674
10 2,51 20 0,705 350 4,91 81,9 0,676
20 2,59 21,4 0,703 400 5,21 93,1 0,678
30 2,67 22,9 0,701 450 5,48 104,2 0,683
40 2,76 24,3 0,699 500 5,74 115,3 0,687
50 2,83 25,7 0,698 550 5,98 126,8 0,693
60 2,9 27,2 0,696 600 6,22 138,3 0,699
70 2,96 28,6 0,694 650 6,47 150,9 0,703
80 3,05 30,2 0,692 700 6,71 163,4 0,706
90 3,13 31,9 0,69 750 6,95 176,1 0,71
100 3,21 33,6 0,688 800 7,18 188,8 0,713
110 3,28 35,2 0,687 850 7,41 202,5 0,715
120 3,34 36,8 0,686 900 7,63 216,2 0,717
130 3,42 38,6 0,685 950 7,85 231,1 0,718
140 3,49 40,3 0,684 1000 8,07 245,9 0,719
150 3,57 42,1 0,683 1100 8,5 276,2 0,722
160 3,64 43,9 0,682 1200 9,15 316,5 0,724

Будьте внимательны! Теплопроводность воздуха в таблице указана в степени 102.

Не забудьте разделить на 100! Температуропроводность воздуха указана в степени 106. Допускается интерполяция значений физических свойств воздуха в приведенных таблицах.

Энтропия сухого воздуха

В таблице представлены значения такого теплофизического свойства воздуха, как удельная энтропия. Значения энтропии даны для сухого воздуха в  размерности кДж/(кг·град) в зависимости от температуры и давления. Удельная энтропия указана в таблице в интервале температуры от -50 до 50°С при давлении воздуха от 90 до 110 кПа. Следует отметить, что при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа) и температуре, например 30°С, удельная энтропия воздуха равна 0,1044 кДж/(кг·град).

Источники:

  1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
  2. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная теника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справ./ Под ред. С.Н. Богданова. 4-е изд., перераб. и доп. — СПб.: СПбГАХПТ, 1999.- 320 с.

Плотность воды в 850 раз больше плотности воздуха, теплопроводность в 25 раз, а теплоемкость в 4 раза выше, чем у воздуха.

Разыскав место, где должно быть вырезано «окно», водолаз занимает удобное положение и приступает к работе. Направив пламя резака, он прогревает стальную обшивку судна до температуры воспламенения металла и открывает вентиль режущего кислорода. Искры вырываются из стали и, пролетев немного, гаснут в воде. В металле образуется сквозная дыра. Передвигая резак, водолаз вырезает в обшивке дна судна отверстие, позволяющее проникнуть внутрь корабля.

Как же удалось сохранить огонь под водой и разрезать им металл?

Всем хорошо известно, что вода и огонь несовместимы друг с другом. Плотность воды в 850 раз больше плотности воздуха, теплопроводность в 25 раз, а теплоемкость в 4 раза выше, чем у воздуха. Это означает, что в воде невозможно нормальное горение открытого пламени, его как-то нужно защитить.

Еще сравнительно недавно для защиты пламени применялись металлические закрытые колпаки в виде конуса с отодвигающейся передней стенкой.

Колпак этот узкой своей частью плотно прикреплялся к резаку. Впоследствии их заменили открытые колпаки, защищающие пламя только с боков, впереди же доступ воды в колпак преграждался воздухом, выходящим из колпака под большим давлением.

Однако такие колпаки оказались неудобными для работы. Они утяжеляли резак и не позволяли свободно изменять угол и расстояние между резаком и металлом. Кроме того, горелки с такими колпаками гасли при обращении пламени вверх.

В настоящее время для резки металла под водой применяются резаки, у которых роль защитного колпака играет пузырь, образуемый воздухом, выходящим из горелки под большим давлением. Такие резаки имеют три мундштука. Внутренний находится в центре головки резака и служит для подачи режущего кислорода. Средний мундштук окружает внутренний и имеет кольцеобразное отверстие для подачи горючей смеси, состоящей из газа и кислорода.

Наружный мундштук расположен вокруг среднего и также имеет кольцеобразное отверстие, через которое под большим давлением вытекает воздух.

ICSC 1080 — ДИМЕТИЛКАРБОНАТ

ICSC 1080 — ДИМЕТИЛКАРБОНАТ

ДИМЕТИЛКАРБОНАТ ICSC: 1080
Апрель 2005

CAS #: 616-38-6
UN #: 1161
EINECS #: 210-478-4

ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Очень легко воспламеняется.   Смеси паров с воздухом взрывоопасны. НЕ использовать открытый огонь, НЕ допускать образование искр, НЕ КУРИТЬ. НЕ допускать контакта с окислителями.  Замкнутая система, вентиляция, взрывозащищенное электрическое оборудование и освещение. НЕ использовать сжатый воздух для загрузки, выгрузки или обработки. Использовать ручной инструмент, не образующий искры. Использовать распыленную воду, спиртоустойчивую пену, сухой порошок, двуокись углерода.  В случае пожара: охлаждать бочки и т.д. распыляя воду.

СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Кашель. Применять вентиляцию. Свежий воздух, покой.
Кожа

Защитные перчатки. Ополоснуть и затем промыть кожу водой с мылом.
Глаза Покраснение. Использовать защитные очки. Прежде всего промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью.
Проглатывание

Не принимать пищу, напитки и не курить во время работы. Прополоскать рот.

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Индивидуальная защита: респиратор с фильтром для органических газов и паров, подходящий для концентрации вещества в воздухе. Удалить все источники воспламенения. Как можно быстрее собрать пролитую жидкость в закрывающиеся емкости. Удалить оставшуюся жидкость при помощи песка или инертного абсорбента. Затем хранить и утилизировать в соответствии с местными правилами. НЕ сливать в канализацию.

Согласно критериям СГС ООН



Транспортировка
Классификация ООН

Класс опасности по ООН: 3; Группа упаковки по ООН: II 

ХРАНЕНИЕ
Обеспечить огнестойкость. Отдельно от сильных окислителей. Хорошо закрывать. Хранить в местах не имеющих сливов или доступа к канализации
УПАКОВКА

Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза.

© МОТ и ВОЗ 2018

ДИМЕТИЛКАРБОНАТ ICSC: 1080

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Агрегатное Состояние; Внешний Вид

БЕСЦВЕТНАЯ ЖИДКОСТЬ С ХАРАКТЕРНЫМ ЗАПАХОМ. 

Физические опасности

Пар тяжелее воздуха и может перемещаться по поверхности земли; возможно дистанционное воспламенение. Пар хорошо смешивается с воздухом, легко образуются взрывчатые смеси. 

Химические опасности

Интенсивно Реагирует с окислителями и трет-бутоксидом калия. Приводит к появлению опасности пожара. Разлагается при горении. При этом выделяется раздражающие пары.

 

Формула: C3H6O3 / H3COCOOCH3

Молекулярная масса: 90.1

Температура кипения: 90°C
Температура плавления: 3°C
Относительная плотность (вода = 1): 1.07
Растворимость в воде: не растворяется
Давление пара, kPa при 25°C: 7.4
Удельная плотность паров (воздух = 1): 3.1
Относительная плотность смеси пара и воздуха при 20°C (воздух = 1): 1.1
Температура вспышки: 18°C o.c.
Температура самовоспламенения : 458°C
Предел взрываемости, % в объеме воздуха: 4.2-12.9 

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Пути воздействия

 

Эффекты от кратковременного воздействия

Пар оказывает легкое раздражающее воздействие на глаза.

 

Риск вдыхания

 

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия

 

Предельно-допустимые концентрации

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ


Классификация ЕС

Символ: F; R: 11; S: (2)-9-16 

(ru) Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации.
© Версия на русском языке, 2018

Влажный или сухой воздух- что проще? Один из самых интересных вопросов термодинамики

Один из самых интересных вопросов термодинамики заключается в том, что воздух легче, влажный или сухой. Вода, видимо, тяжелее воздуха, но почему тогда влажный воздух легче высушить?

Ответ кроется в совокупном состоянии воды. Вода в жидком состоянии тяжелее воздуха. Плотность воды в нормальном состоянии составляет около 1000 кг/кубических метров, а плотность воздуха — около 1,2 кг/кубических метров, поэтому тот же объем воды при том же давлении в 830 раз тяжелее воздуха.

Однако в газовом состоянии ситуация меняется. Водяной пар легче воздуха. Плотность водяного пара составляет всего 0,72 кг/кубических метров, что почти в 1,7 раза легче воздуха. Этот вывод вытекает из соотношения моляровских масс молекул воды и воздуха. Моляровая масса воды (h4O) составляет 18 г/мол, а воздух (в среднем, 25% кислорода (O2) с молярной массой 32 г/мол и 75% азота (N2) с молярной массой 28 г/мол)-29 г/мол.

Влажный воздух представляет собой смесь газосухого воздуха и водяного пара. Учитывая, что плотность сухого воздуха составляет 1,2 кг/кубических метров, а плотность водяного пара -0,72 кг/кубических метров, становится очевидным, что влажный воздух легче высушить.

В вентиляционных системах этот факт играет большую роль.

Это связано с тем, что влажный воздух легче высушить, капот помещения, где находятся люди, лучше делать в верхней части комнаты под потолком.

Влага, которая отличает человека через дыхание и потливость, испаряет воздух, увлажняя его. Отходы влажного воздуха фокусируется на верхней зоне. Таким образом, отработанный капот воздуха должен происходить из верхней зоны.

Такой же фактор учитывается при вентиляции бассейнов. Зеркало воды постепенно испаряется и влажный воздух скап
ливается на потолке (крыше) бассейн.

Компания «Вент Проект» разработает для вас проект вентиляции бассейна. Позвони нам. Это самый простой и быстрый способ получить необходимый совет.

No 38067-656-7101, No 38063-498-3531

Плотность воздуха

1.2. Отношения в рамках модели идеального газа. Влияние влажности. (The effect of humidity)

Под влажностью понимается наличие в воздухе газообразных паров воды, парциальное давление которых не превышает данных давление пара в атмосферных условиях. Добавление водяного пара в воздух уменьшает его плотность, что объясняется более низкой молярной массы воды 18 г / моль по сравнению с молярной массой сухого воздуха ~29 г /. моль влажный воздух может рассматриваться как смесь идеальных газов, сочетание плотностей каждого из которых позволяет получить требуемое значение для смеси. такое толкование позволяет определить значения плотности с погрешностью менее чем 0.2 % в диапазоне температур от -10 до 50 °C и может быть выражена следующим образом:

ρ h u m i d a i r = p d R d (ч у м и Д А и р = р д р) ⋅ T + p v R v (р в р) ⋅ T, {\displaystyle \rho _{\,\mathrm {humid~air} ({влажным~воздуха}) }={\frac {p_{d}}{R_{d}\cdot T}}+{\frac {p_{v}}{R_{v}\cdot T}},}

где ρ h u m i d a i r (ч у м я Д О я) {\свойства стиль отображения значение \РО _{\,\mathrm {humid~air} }} ({влажным~воздуха} }}) — плотность влажного воздуха, килограмм / м3 p d (П) {\свойства стиль отображения значение p_{d}} (р{д}}) — парциальное давление сухого воздуха, ПА, R d (Р) {\свойства стиль отображения значение R_{d}} (Г_{д}}) — газовая постоянная для сухого воздуха 287.

{\frac {7.5\cdot T-2048.625}{T-35.85}},}

что дает результат в мбар.

Давление сухого воздуха p d (П) {\свойства стиль отображения значение p_{d}} (р{д}}) определяется разницей:

p d = p (р д =) − p v (п), {\displaystyle p_{d}=p-p_{v},}

где p {\свойства стиль отображения значение p} обозначает абсолютное давление системы.

VODACO | ВОДАКО — Технологии

Наиболее эффективным способом очистки от химических соединений, а также металлов, находящихся в растворенной форме в сточной воде, являются процессы химического осаждения при помощи добавления в сточную воду соответственных реагентов. Для улучшения эффективности данных процессов используются методы коагуляции и флокуляции.

Коагуляция
Помимо крупных частиц загрязнений в сточной воде находятся также мелкие коллоидные частицы, которые не могут быть осаждены в отстойниках вне зависимости от времени осаждения. Из-за их малых размеров сила движения частиц жидкости, в которой они находятся, оказывает на них большее влияние, чем силы гравитации.

Для отделения коллоидных частиц от жидкости для последующего осаждения необходимо дестабилизировать эту систему. Такой процесс дестабилизации называется коагуляция. В сточную воду добавляется химический реагент (коагулянт), который способствует разрыву электрических связей между коллоидными частицами и молекулами воды и возникновению связей притяжения между самими коллоидными частицами с целью их последующего укрупнения. Процесс дестабилизации может осуществляться различными путями в зависимости от химического состава загрязняющих веществ в сточной воде, поэтому наиболее эффективный коагулянт подбирается индивидуально к каждому стоку на основании лабораторных исследований.

Процесс флокуляции — это процесс укрупнения первичных дестабилизированных частиц и образования крупных соединений (флокул), способных к отделению от жидкости путем осаждения или флотации. При проведении флокуляции в сточную воду добавляется реагент (флокулянт), способствующий более интенсивному проведению процесса слипания частиц. Само же слипание частиц происходит из-за перемешивания сточной воды с необходимой скоростью, что приводит к столкновению и слипанию частиц друг с другом. Органические флокулянты в большинстве случаев представляют собой синтетические продукты полимеризации на основе акриламида, которые различают по молекулярному весу, заряду и ионогенности. Для флокуляции растворенные молекулы полимеров должны попадать на поверхность твердых частиц. Для этого механизма есть два основных способа. При модели мостикового соединения полимерные цепи прилипают к поверхности твердых частиц только в некоторых местах и соединяют частицы друг с другом. Согласно этой модели образованию флокул подвергаются, прежде всего, высокомолекулярные полимеры с длинной цепью. Молекулы полимеров с короткой цепью попадают непосредственно на поверхность твердых частиц и оказывают влияние на заряд частиц. Таким образом, флокула состоит из негомогенных частиц. Ее прочность и устойчивость на срез существенно зависят от внешней формы и внутренней пористости. В общем случае наиболее устойчивыми являются флокулы с небольшой пористостью.

Отделение крупных частиц от осветленной сточной воды можно проводить двумя основными методами: осаждением (описано выше) и флотацией.

Флотация
Данный метод очистки в основном применяется для очистки сильнозагрязненных производственных сточных вод. Флотация представляет собой процесс отделения загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии, от очищаемой воды при помощи восходящего потока воздуха. Поток воздуха подается через распределительные устройства, находящиеся в нижней части флотационной установки. Пузырек воздуха, проходя через толщу воды, сближается с частицей загрязнений. В процессе контакта пузырек плотно прилипает к частице. Поскольку плотность воздуха с частицей ниже плотности окружающей жидкости, то пузырек вместе с загрязнением продолжает подниматься, пока не достигнет поверхности жидкости. Таким образом, на поверхности образуется пена, которую затем отделяют от очищенной воды механически.

Наиболее эффективен данный метод очистки для удаления поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов, жиров, масел и снижения концентраций взвешенных веществ и БПК.

Одним из наиболее эффективных (для сточных вод) решений реализации процесса флотации является напорная флотация. При напорной флотации сточная вода или часть очищенной воды насыщаются воздухом под давлением от 4 до 6 бар и, с помощью понижающей давление арматуры, направляется во флотационный резервуар. После разрежения до атмосферного давления избыточный воздух выходит в виде мелких пузырьков, которые в зоне контакта и перемешивания захватывают частицы ила и переносят их к поверхности резервуара, где предусмотрено устройство для их удаления.

Абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха

Этот калькулятор переводит относительную влажность воздуха в абсолютную влажность воздуха при заданной температуре и атмосферном давлении. Калькулятор под ним выполняет обратную операцию — переводит абсолютную влажность воздуха в относительную. Немного теории и формулы находятся под калькулятором.

Абсолютная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха, процентов

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст.гектопаскальТочность вычисления

Знаков после запятой: 3

Абсолютная влажность воздуха, кг/м3

content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет

Относительная влажность воздуха

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст.гектопаскаль

Относительная влажность воздуха, %

content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет

Начнем с нескольких определений
Относительная влажность воздуха — отношение парциального давления водяного пара к его предельному значению (давлению насыщенного водяного пара) над плоской поверхностью чистой воды, при постоянном давлении и температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность показывает соотношение между количеством водяного пара в воздухе и количеством водяного пара в воздухе в состоянии насыщение, то есть максимальным количеством водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре и давлении.

Абсолютная влажность воздуха — масса водяного пара в единице объема влажного воздуха. Абсолютная влажность показывает количественное содержание воды в воздухе.

Благодаря Всемирной метеорологической организации, мы можем найти значение давления насыщенного водяного пара при заданной температуре и давлении (подробнее смотри Давление насыщенного водяного пара).
Зная давление насыщения и относительную влажность, мы можем найти соответствующее давление водяного пара.

Перейти к абсолютной влажности поможет известное уравнение Менделеева-Клапейрона.

В нашем случае это будет

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8313.6, а Rv — газовая постоянная для водяного пара, равная 461.5

Откуда можно выразить соотношение массы к объему:

Вот так — для температуры 25 градусов Цельсия и относительной влажности воздуха 60% мы получаем, что в кубометре воздуха содержится примерно 14 грамм воды, что, в общем-то, соответствует тем таблицам перевода относительной влажности в абсолютную, что я находил.

Давление и плотность воздуха

Свойства материи

Практическая деятельность
для 14-16

Демонстрация

Здесь представлена ​​трубка барометра и давление, оказываемое атмосферой Земли.

Аппаратура и материалы

  • Трубка барометра
  • Желоб
  • Метрическая линейка
  • Поднос Mercury i.е. большой неметаллический поддон с гладкой поверхностью (в идеале с небольшим сливным отверстием в одном углу и резиновой пробкой), 2
  • Полупрозрачный экран и лампа
  • Подставка для реторты, втулка и зажим
  • Меркурий
  • Маленькая пластиковая воронка

Техника безопасности и здоровья

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Пары ртути очень токсичны, но жидкость испаряется очень медленно. При условии тщательного сбора пролитой ртути эту демонстрацию можно провести в лаборатории с нормальной вентиляцией.Полезно иметь два поддона для ртути: один на полу для заполнения трубки, а другой на столе для самого барометра. Подсказки см. В разделе 12.13.2 Справочника лаборатории CLEAPSS.

При заполнении закрытой трубки, как описано ниже, полезно сначала заполнить трубку, пока она не станет почти полной, до нескольких сантиметров от открытого конца. Закройте этот открытый конец пальцем и наклоните трубку, чтобы очень медленно направить воздушный пузырь к другому концу трубки и обратно. Он будет собирать любые маленькие пузыри на своем пути.Затем заполните трубку до верха.

Весь эксперимент можно было провести перед полупрозрачным экраном и лампой. Это сделает его четко видимым для класса за счет силуэта на ярком фоне.

Альтернативой этому методу является использование трубки с открытым концом. Один конец погружают в емкость с ртутью, другой подключают к вакуумному насосу, и воздух удаляется. Обратите внимание, что в этом случае вам понадобится ловушка, состоящая из прочной колбы с круглым дном, вставленной между насосом и вертикальной трубкой.Это предотвращает попадание ртути в насос в случае аварии.

Процедура

  1. Заполните барометр ртутью, удерживая ее над лотком.
  2. Удерживая палец на открытой верхней части полной пробирки, переверните ее в емкость с ртутью. Не убирайте палец, пока конец трубки не окажется ниже поверхности.
  3. Удерживая барометр зажимом, измерьте высоту столбика ртути.
  4. Ежедневные измерения давления можно производить с помощью барометра, который надежно хранится в вытяжном шкафу.

Учебные заметки

  • Студентам необходимо понять, что давление воздуха на ртуть в чаше уравновешивает давление столба ртути в трубке.
  • Некоторым ученикам просто нужно понять, что чем больше давление воздуха, тем выше столбик ртути. Другие согласятся с аргументом, что давление, оказываемое колонной, равно весу колонны / области, на которой она находится.
    • Вес колонны
    • = масса колонны x г
    • = плотность x объем x г
    • = плотность x высота колонны x площадь x г
    • Итак, давление воздуха = плотность x высота колонны x площадь x г / площадь = плотность x высота колонны x g
  • Это может привести к некоторым наводящим на размышления вопросам:
  • Мы живем на дне океана воздуха, и молекулы воздуха создают давление воздуха, отскакивая от поверхности Земли.Давление воздуха на ртуть снаружи в чаше толкает ртуть вверх внутри трубки барометра, и столб ртути просто уравновешивает давление воздуха. А теперь представьте, что мы живем в атмосфере ртути вместо воздуха. Насколько высока должна быть ртуть от пола до верха атмосферы, если это все, что нужно для создания давления, в котором мы на самом деле живем, внизу, на полу? Да, высота должна быть равной высоте барометра, около 75 см ртутного столба.

    А теперь подумайте о настоящей атмосфере.Насколько это было бы высоко, если бы он продолжал подниматься и поднимался с такой же плотностью, как воздух в этой комнате, а затем остановился бы на верхних уровнях атмосферы, а наверху больше не было бы ничего? Насколько высока должна быть атмосфера воздуха, чтобы создать давление, которое мы здесь измеряем?

    Атмосфера ртути должна быть высотой 75 см, такой же высоты, как высота ртутного барометра; потому что это высота ртути, которая может давить на основание чего угодно с тем же давлением, что и вся атмосфера.Насколько высоко должен быть водяной барометр? Нам нужно знать плотность воды по сравнению с ртутью. Итак, теперь мы должны пойти и найти это сравнение.

    Наконец, какой высоты должна быть атмосфера, чтобы уравновесить ртутный барометр или водяной барометр? Нам потребуется плотность воздуха по сравнению с плотностью воды или ртути.

  • Студенты, способные использовать уравнения движения, могли определить, насколько быстро молекула воздуха будет двигаться, когда достигнет поверхности Земли после падения с вершины этого океана / атмосферы и прохождения через промежутки между другими молекулами.Полученный результат будет примерно на 20% ниже реальной средней скорости молекул воздуха (500 м / с).
    • Это может привести к полезному обсуждению оценок и допущений, на которых они основаны. Кроме того, чтобы придать ему некоторую респектабельность, этот метод был использован Больцманом для получения распределения Максвелла с модификацией для предположения о равномерной плотности.
    • Например: Если высота однородной атмосферы воздуха составляет приблизительно 8 км,
    • Затем, используя кинетическое уравнение v 2 = u 2 + 2 как
    • Скорость у поверхности Земли √ (2 x 10 x 8 x 10 3 ) = 400 м / с
  • Студенты, знающие pV = 1/3 нмv 2 или p = 1/3 ρ v 2 , смогут вычислить скорость молекул воздуха на поверхности Земли.
  • Это поразительный результат; быстрее, чем пуля из небольшой винтовки, и более 1000 миль в час. Конечно, одни молекулы воздуха движутся быстрее, а другие — медленнее. 500 м / с — это просто средняя скорость.Причина, по которой молекулы газа имеют большое разнообразие скоростей, заключается в том, что они часто сталкиваются друг с другом и обмениваются кинетической энергией при столкновениях, так что молекула иногда движется быстрее, а иногда медленнее. Конечно, все устройства все время сохраняют одну и ту же общую кинетическую энергию.Скорости имеют статистическое распределение вокруг постоянного среднего значения, которое характерно для температуры, как показано на диаграммах.

Этот эксперимент прошел испытания на безопасность в июле 2006 г.

Плотность влажного влажного воздуха

Плотность влажного воздуха зависит от содержания воды и температуры. Когда температура увеличивается, более высокое движение молекул приводит к расширению объема и уменьшению плотности.

Плотность газа, сухого воздуха, водяного пара или смеси сухого воздуха и водяного пара, например влажного или влажного воздуха, можно рассчитать с помощью закона идеального газа.

Плотность сухого воздуха

Плотность сухого воздуха можно рассчитать

ρ a = 0,0035 p a / T (1)

где

ρ a = плотность сухого воздуха (кг / м 3 )

p a = парциальное давление воздуха (Па, Н / м 2 )

T = абсолютная температура по сухому термометру (K)

Плотность водяного пара

Плотность воды пар можно вычислить

ρ w = 0.0022 p w / T (2)

, где

p w = парциальное давление водяного пара (Па, Н / м 2 )

ρ w = плотность водяного пара (кг / м 3 )

T = абсолютная температура по сухому термометру (K)

Плотность влажного воздуха — смесь паров воздуха

Количество водяного пара в воздухе влияет на плотность. Водяной пар относительно легкий по сравнению с двухатомным кислородом и двухатомным азотом — доминирующими компонентами воздуха.

Когда содержание пара во влажном воздухе увеличивается, количество кислорода и азота уменьшается на единицу объема, а плотность смеси уменьшается, так как масса уменьшается.

На основании удельного объема влажного воздуха можно рассчитать плотность влажного воздуха

ρ = 1 / v

= (p / R a T) (1 + x) / (1 + x R w / R a ) (3)

, где

v = удельный объем влажного воздуха на единицу массы сухого воздуха и водяного пара (м 3 / кг)

R a = 286.9 — индивидуальная газовая постоянная воздуха (Дж / кг · К)

R w = 461,5 — индивидуальная газовая постоянная водяного пара (Дж / кг · К)

x = соотношение влажности (кг / кг)

p = давление в влажный воздух (Па)

Плотность сухого воздуха может быть выражена как:

ρ da = p / R a T (4)

где

ρ da = плотность сухого воздуха (кг / м 3 )

Объединение (4) и (3):

ρ = ρ da (1 + x) / (1 + x R w / R a ) (5)

Соотношение газовой постоянной между водяным паром и воздухом составляет

R w / R a = (461.5 Дж / кг K) / (286,9 Дж / кг K)

= 1,609

Подставив соотношение в (5):

ρ = ρ da (1 + x) / (1 + 1.609 x) (6)

Примечание! Как видно из (6) — повышенная влажность снижает плотность влажного воздуха — сухой воздух более плотный, чем влажный.

домашний эксперимент — Измерение плотности воздуха — откуда взялась моя огромная ошибка?

Я преподаю физику и химию 13-летнему мальчику на домашнем обучении, и вчерашний эксперимент был попыткой измерить плотность воздуха.

Используя электронные весы, которые оказались довольно надежными и взвешивают предметы весом до нескольких десятков граммов с точностью +/- 0,01 г, мы взвесили пустой воздушный шар на маленькой картонной платформе (всего около 7 г).

Затем мы надули его, дуя в него, и снова взвесили.

Разница в весе составила 0,3 г.

Затем мы захватили воздух следующим образом, используя:

  • большая миска с водой
  • пластиковый кухонный мерный кувшин объемом 1 л, калиброванный с шагом 50 мл

Кувшин наполняли водой, погружая его под поверхность в чаше, и держали перевернутым краем примерно на 1 см ниже поверхности воды.

Воздух был выпущен из баллона под водой, захватив его в перевернутый кувшин, остановив поток и наполнив кувшин водой, когда каждый раз набиралось 800 мл.

Общий объем собранного воздуха: 4000 мл, +/- 200 мл.

Это дает плотность:

(1000000/4000) x 0,3 = 75 г на кубический метр.

В то время как принятая плотность сухого воздуха больше похожа на 1,3 кг на кубический метр.

Так что мой результат в 17 раз меньше!

Мой метод был довольно грубым, но здесь явно колоссальная ошибка.

Конечно, выдыхаемый воздух влажный и теплее, чем окружающий, с большим количеством углекислого газа и меньшим количеством кислорода и, следовательно, другой плотности — но не в 17 раз!

Сбор воздуха под водой также мог вызвать ошибки — однако с каждым кувшином воды я был осторожен, чтобы убедиться, что после сбора каждой партии 800 мл воздуха уровень воды внутри кувшина был таким же, как и уровень воды. в чаше, чтобы воздух внутри кувшина был достаточно близок к атмосферному давлению.Опять же, здесь ошибки будут составлять несколько процентов, а не большой фактор!

Я думаю, что давление в воздушном шаре не имеет значения — содержащийся в нем воздух весит все, что он весит — важен собранный объем, а не объем в воздушном шаре.

Итак, что я делаю не так?


Изменить, чтобы описать обновленный метод:

Очнувшись от смущения из-за того, что я не смог сделать это должным образом в первый раз, некоторые могут быть заинтересованы в повторении эксперимента, который дал гораздо лучший результат:

Я вырезал клапан из камеры велосипеда и приклеил его к крышке двухлитровой бутылки, предварительно просверлив в крышке подходящее отверстие, через которое можно проткнуть клапан.

Это позволило мне накачать бутылку до 25 фунтов на квадратный дюйм с помощью велосипедного насоса.

На этот раз, в отличие от воздушного шара, баллон слегка растягивается под давлением, так что дополнительный вес на самом деле является дополнительным весом воздуха.

Отвешенный лишний воздух собирали над водой, как и раньше, для измерения ее объема. 2,65 г воздуха имели объем 2,4 л.

Плотность составила 1100 г / м 3 , что не слишком далеко от принятого значения 1225.

Плотность воздуха и воды Часть 2

Вот часть 2 от Майкла Хауша из Housh Home Energy в Огайо.Спасибо, Майкл!


Это вторая часть серии статей, посвященных более глубокому изучению уравнений скорости явного тепла. Первую статью можно найти здесь, если вы ее пропустили. В этой статье я подробнее расскажу о плотности «стандартного воздуха» и воды в зависимости от изменения температуры. «Стандартный воздух» — это воздух с относительной влажностью 0% и на уровне моря (14,7 фунтов на кв. Дюйм).

Как упоминалось в предыдущем документе, плотность может быть определена как его масса на единицу объема (или вес на единицу объема).Также ранее упоминалось, что уравнения скорости ощутимого тепла происходят из уравнения нижнего уровня, которое касается перемещения массы жидкости.

Давайте сначала посмотрим на уравнение, чтобы найти плотность воздуха. Следующее уравнение можно использовать для определения плотности воздуха при заданном давлении и температуре. Для всех наших уравнений и графиков мы будем использовать абсолютное давление 14,7 (давление на уровне моря).

Формула:

Сначала мы должны преобразовать нашу температуру в абсолютную температуру (Ренкин).

Где:
T = Температура (° F)

Затем мы можем найти плотность для данной температуры и атмосферного давления.

Где:
D = плотность воздуха (фунт / фут3)

Па = абсолютное давление воздуха (фунт / кв. Дюйм) = 14,7

Tr = температура (° R), преобразованная на предыдущем шаге

Как видите, мы имеем дело с очень незначительными изменениями плотности воздуха в зависимости от изменения температуры, когда влажность составляет 0%.

Вышеупомянутая формула также может быть использована для определения плотности воздуха на разных высотах, заменив Па на абсолютное давление на данной высоте, но это останется вам выяснить.

Теперь давайте посмотрим на уравнение плотности воды. Это немного более сложное уравнение. Он также действителен только для температуры воды от 50 ° F до 250 ° F.

Где:

D = плотность воды (фунт / фут3)

T = температура (° F)

Как видите, плотность воды немного больше зависит от температуры, чем плотность воздуха.

Во-первых, когда мы соотносим их с уравнениями физического расхода тепла (которые касаются движущихся фунтов жидкости), мы видим, что на массу может влиять значительное количество (по крайней мере, в случае воды).Во-вторых, 1 кубический фут воды весит значительно больше, чем 1 кубический фут воздуха.

Представим себе 2 куба размером 1 дюйм x 1 дюйм x 1 дюйм, один из которых наполнен воздухом, а другой — водой. Оба они имеют температуру 50 ° F. Представим, что у нас есть вентилятор или насос, перемещающий 1 из этих кубиков каждую минуту. Затем давайте посмотрим, как мы будем сравнивать перенос / отбраковку Btu из обоих этих кубов с дельтой 20 ° T.

Мы собираемся использовать уравнение нижнего уровня из первой статьи, чтобы преобразовать его в

.

немного проще для понимания.

Q = M * C * T

Где:

Q = БТЕ, абсорбированные или выведенные из жидкости (БТЕ / час)

M = масса / плотность жидкости (фунт / фут3)

C = удельная теплоемкость (БТЕ / фунт): воздух = 0,24 и вода = 1,0

T = изменение температуры по сухому термометру (° F)

Когда мы вычисляем плотность жидкости, которая имеет изменение температуры, мы хотим использовать плотность для средней температуры. Итак, для нашего эксперимента, поскольку мы начинаем с 50 ° и заканчиваем 70 °, мы будем использовать Плотность для воды и для воздуха при 60 °.

Воздух (плотность при 60 ° = 0,076,

Удельная теплоемкость = 0,24)

Вода (плотность при 60 ° = 62,37,

Удельная теплоемкость = 1,0)

Q = 0,076 * 0,24 * 20 * 60 (мин) Q = 62,37 * 1,0 * 20 * 60 (мин)
Q = 21,89 БТЕ / ч Q = 74844 БТЕ / ч

При этих параметрах нам пришлось бы переместить еще 3419 кубических футов воздуха, чтобы получить то же самое, что и 1 кубический фут воды.

Итак, давайте посмотрим, как мы можем использовать эту информацию, чтобы построить немного лучшее уравнение, чем стандартные уравнения для норм явного тепла для «стандартного воздуха» и «стандартной воды».

Поскольку плотность воздуха довольно сложна и зависит как от высоты, так и от влажности, я бы порекомендовал использовать онлайн-калькулятор в школе HVACR. Что касается воды, я бы использовал приведенное выше уравнение, чтобы найти плотность или график выше. Помните, что для обоих из них мы хотим использовать среднюю температуру для определения плотности.

А теперь давайте перепишем уравнения расхода ощутимого тепла для более точного расчета BTU / ч как воздуха, так и воды.

Давайте проведем небольшое сравнение этих уравнений из уравнений «стандартного воздуха» и «стандартной воды». Сначала я начну со стороны воздуха. Представим, что у нас температура возвратного воздуха 70 ° и температура приточного воздуха 130 ° (перепад температур 60 °). Относительная влажность составляет 40%, и я использовал высоту моего дома, которая составляет примерно 800 футов.над уровнем моря. С помощью онлайн-калькулятора я вычислил, что плотность средней температуры воздуха при этих параметрах составляет 0,06857. Теперь предположим, что у нас есть 800 кубических футов в минуту, движущихся по нашему устройству, так что теперь мы можем решить для передачи BTU нашего устройства в воздух.

Стандартный воздух Улучшенный воздух
Q = 1,08 x 800 x 60 = 51 840 БТЕ / час Q = 0,06857 x 14,4 x 800 x 60 = 47 395 БТЕ / час

Это примерно 10% разница с поправкой на плотность воздуха.

Далее, что касается воды, предположим, что у нас есть температура воды на входе 170 ° и температура воды на выходе 190 ° через котел (перепад температур 20 °). Наш насос движется со скоростью 5 галлонов в минуту. Плотность воды при средней температуре 180 ° составляет 60,59814, так что теперь мы можем решить перевод БТЕ из котла в воду.

Стандартная вода Улучшенная вода
Q = 500 x 5 x 20 = 50000 БТЕ / час Q = (60.59814 / 7,48) x 60 x 5 x 20 = 48 605 БТЕ / час

Это примерно 5% разница с поправкой на плотность воды.

Для некоторых разница в точности может не стоить того в полевых условиях, но это зависит от того, что вы пытаетесь решить. Следите за обновлениями, чтобы узнать больше о более точных уравнениях скорости явного тепла.

— Михаил

Связанные

Какова плотность воздуха на STP?

Какая плотность воздуха на СТП? Чтобы ответить на вопрос, вам необходимо понять, что такое плотность и как определяется STP.

Ключевые выводы: плотность воздуха по стандарту STP
  • Значение плотности воздуха при STP (стандартные температура и давление) зависит от определения STP. Определение температуры и давления нестандартно, поэтому значение зависит от того, с кем вы проконсультируетесь.
  • Согласно Международному стандарту атмосферы (ISA), плотность воздуха составляет 1,225 кг / м3 на уровне моря и температуре 15 градусов Цельсия.
  • IUPAC использует плотность воздуха 1,2754 кг / м3 при 0 ° C и 100 кПа для сухого воздуха.
  • На плотность влияют не только температура и давление, но и количество водяного пара в воздухе. Таким образом, стандартные значения являются лишь приблизительными.
  • Для расчета плотности можно использовать закон идеального газа. И снова результат — это только приближение, которое является наиболее точным при низких значениях температуры и давления.

Плотность воздуха — это масса атмосферных газов на единицу объема. Обозначается греческой буквой ро, р. Плотность воздуха или его легкость зависит от температуры и давления воздуха.Обычно значение плотности воздуха соответствует STP (стандартная температура и давление).

STP — это давление в одну атмосферу при 0 ° C. Поскольку это будет температура ниже нуля на уровне моря, в большинстве случаев плотность сухого воздуха меньше указанного значения. Однако воздух обычно содержит много водяного пара, что делает его более плотным, чем указанное значение.

Значения плотности воздуха

Плотность сухого воздуха составляет 1,29 грамма на литр (0,07967 фунта на кубический фут) при 32 градусах по Фаренгейту (0 градусов Цельсия) при среднем атмосферном давлении на уровне моря (29.92 дюйма ртутного столба или 760 миллиметров).

  • На уровне моря при температуре 15 ° C плотность воздуха составляет 1,225 кг / м. 3 . Это значение ISA (Международная стандартная атмосфера). В других единицах измерения это 1225,0 г / м 3 , 0,0023769 оторочка / (куб. Фут) или 0,0765 фунта / (куб. Фут).
  • Стандарт ИЮПАК по температуре и давлению (0 градусов Цельсия и 100 кПа) использует плотность сухого воздуха 1,2754 кг / м. 3 .
  • При 20 ° C и 101,325 кПа плотность сухого воздуха равна 1.2041 кг / м 3 .
  • При температуре 70 градусов по Фаренгейту и давлении 14,696 фунтов на квадратный дюйм плотность сухого воздуха составляет 0,074887 фунт / фут 3 .

Влияние высоты на плотность

Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Например, в Денвере воздух менее плотный, чем в Майами. Плотность воздуха уменьшается по мере увеличения температуры, при условии, что объем газа может изменяться. Например, ожидается, что воздух будет менее плотным в жаркий летний день по сравнению с холодным зимним днем, если другие факторы останутся неизменными.Другой пример — воздушный шар, поднимающийся в более прохладную атмосферу.

STP в сравнении с NTP

Хотя STP — это стандартные температура и давление, при замерзании происходит не так много измеряемых процессов. Для обычных температур другим распространенным значением является NTP, что означает нормальную температуру и давление. NTP определяется как воздух при 20 ° C (293,15 K, 68 ° F) и давлении 1 атм (101,325 кН / м 2 , 101,325 кПа). Средняя плотность воздуха на НТП — 1.204 кг / м 3 (0,075 фунта на куб. Фут).

Расчет плотности воздуха

Если вам нужно рассчитать плотность сухого воздуха, вы можете применить закон идеального газа. Этот закон выражает плотность как функцию температуры и давления. Как и все законы газа, это приближение, когда речь идет о реальных газах, но очень хорошо при низких (обычных) давлениях и температурах. Повышение температуры и давления добавляет ошибку в расчет.

Уравнение:

ρ = p / RT

где:

  • ρ — плотность воздуха в кг / м 3
  • p — абсолютное давление в Па
  • T — абсолютная температура в K
  • R — удельная газовая постоянная для сухого воздуха в Дж / (кг · К), или 287.058 Дж / (кг · К).

Источники

  • Киддер, Фрэнк Э. «Справочник архитекторов и строителей Киддер-Паркер, данные для архитекторов, инженеров-строителей, подрядчиков и чертежников». Гарри Паркер, твердый переплет, двенадцатое издание 18-го издания, John Wiley & Sons, 1949.
  • Льюис-старший, Ричард Дж. «Краткий химический словарь Хоули». 15-е издание, Wiley-Interscience, 29 января 2007 г.

Плотность воды

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о свойствах воды •

Плотность воды

Если вы еще учитесь в школе, вы, вероятно, слышали это утверждение на уроке естествознания: «Плотность — это масса на единицу объема вещества».На Земле вы можете предположить, что масса равна весу, если это упрощает задачу.

Если вы еще не ходите в школу, вы, вероятно, забыли, что когда-либо слышали это. Определение плотности становится более понятным после небольшого пояснения. Пока объект состоит из молекул и, следовательно, имеет размер или массу, он имеет плотность. Плотность — это просто вес для выбранного количества (объема) материала. Обычной единицей измерения плотности воды является грамм на миллилитр (1 г / мл) или 1 грамм на кубический сантиметр (1 г / см 3 ).

На самом деле, точная плотность воды на самом деле не 1 г / мл, а немного меньше (очень, очень немного меньше), 0,9998395 г / мл при 4,0 ° по Цельсию (39,2 ° по Фаренгейту). Однако чаще всего вы увидите округленное значение 1 г / мл.

Плотность воды зависит от температуры

Расти со старшим братом было трудно, особенно когда к нему приходили друзья, потому что их любимым занятием было придумывать способы разозлить меня. Однако однажды мне удалось использовать плотность воды, чтобы хотя бы подшутить над ними.В один жаркий летний день они поднялись на огромный холм рядом с нашим домом, чтобы выкопать яму, чтобы спрятать свою коллекцию крышек от бутылок. Они захотели пить и заставили меня вернуться домой и принести им галлон воды. Этот галлон водопроводной воды при температуре 70 ° F весил 8,329 фунта, что было очень много для ребенка весом 70 фунтов, чтобы подняться на огромный холм.

Итак, когда они потребовали еще один галлон воды, я заглянул в «Интернет» того дня — энциклопедию — и обнаружил, что галлон воды при температуре кипения весил всего 7,996 фунтов! Я побежал вверх по холму, неся свой галлон воды, который весил 0.На 333 фунта меньше; и побежали вниз еще быстрее, их сердитые голоса стихли позади меня.

Температура
(° F / ° C)
Плотность
(грамм / см 3
Вес
(фунты / футы 3
32 ° F / 0 ° C 0,99987 62,416
39,2 ° F / 4,0 ° C 1,00000 62,424
4,4 ° C / 40 ° F 0.99999 62,423
10 ° C / 50 ° F 0,99975 62,408
15,6 ° C / 60 ° F 0,99907 62,366
70 ° F / 21 ° C 0,99802 62,300
80 ° F / 26,7 ° C 0,99669 62,217
90 ° F / 32,2 ° C 0,99510 62.118
100 ° F / 37,8 ° C 0,99318 61.998
120 ° F / 48,9 ° C 0,98870 61,719
140 ° F / 60 ° C 0,98338 61,386
160 ° F / 71,1 ° C 0,97729 61.006
82,2 ° C / 180 ° F 0,97056 60,586
200 ° F / 93,3 ° C 0,96333 60,135
212 ° F / 100 ° C 0,95865 59.843

Источник: Министерство внутренних дел США, Бюро мелиорации, 1977 г., Руководство по грунтовым водам, из
Водная энциклопедия, третье издание, гидрологические данные и ресурсы Интернета, под редакцией Педро Фиерро младшего
и Эвана К. Найлера , 2007

Лед менее плотен, чем вода

Если вы посмотрите на это изображение, то увидите, что часть айсберга находится ниже уровня воды. Это не удивительно, но на самом деле почти весь объем айсберга находится ниже ватерлинии, а не над ней.Это связано с тем, что плотность льда меньше плотности жидкой воды. При замерзании плотность льда уменьшается примерно на 9 процентов.

Большая часть айсберга находится под поверхностью воды.

Лучший способ представить себе, как вода может иметь разную плотность, — это посмотреть на замерзшую форму воды. Лед на самом деле имеет совершенно другую структуру, чем жидкая вода, в том смысле, что молекулы выстраиваются в регулярную решетку, а не более хаотично, как в жидкой форме. Бывает, что структура решетки позволяет молекулам воды распространяться больше, чем в жидкости, и, таким образом, лед менее плотен, чем вода.И снова нам повезло: мы не услышали бы восхитительного звона кубиков льда о стенку стакана, если бы лед в нашем холодном чае опустился на дно. Плотность льда составляет около 90 процентов от плотности воды, но она может варьироваться, потому что лед также может содержать воздух. Это означает, что около 10 процентов кубика льда (или айсберга) будет выше ватерлинии.

Это свойство воды имеет решающее значение для всего живого на Земле. Поскольку вода с температурой около 4 ° C (39 ° F) более плотная, чем вода с температурой 32 ° F (0 ° C), в озерах и других водоемах более плотная вода опускается ниже менее плотной.Если бы вода была наиболее плотной в точке замерзания, то зимой очень холодная вода на поверхности озер тонула, озеро могло бы замерзнуть снизу вверх. А поскольку вода является таким хорошим изолятором (из-за ее теплоемкости), некоторые замерзшие озера летом могут не полностью оттаивать.

Реальное объяснение плотности воды на самом деле более сложно, поскольку плотность воды также зависит от количества вещества, растворенного в ней. Вода в природе содержит минералы, газы, соли и даже пестициды и бактерии, некоторые из которых растворены.Чем больше материала растворяется в галлоне воды, тем больше этот галлон будет весить больше и быть более плотным — океанская вода более плотная, чем чистая вода.

Тяжелые кубики льда опускаются на дно стакана с водой, а обычные кубики плавают.

Кредит: Майк Уокер

Мы сказали, что лед плавает по воде, но как насчет «тяжелого льда»?

Мы уже говорили, что лед плавает по воде, потому что он менее плотный, но лед особого вида может быть плотнее, чем обычная вода. «Тяжелый лед» — 10.На 6 процентов плотнее обычной воды, потому что лед сделан из «тяжелой воды». Тяжелая вода, D 2 O вместо H 2 O, представляет собой воду, в которой оба атома водорода заменены дейтерием, изотопом водорода, содержащим один протон и один нейтрон. Тяжелая вода действительно тяжелее обычной воды (которая в природе содержит небольшое количество молекул тяжелой воды), а тяжелый лед тонет в обычной воде.

Измерение плотности

Ареометр используется для измерения плотности жидкости.

Прибор для измерения плотности жидкости называется ареометром. Это один из простейших измерительных приборов для научных исследований, и вы даже можете сделать его самостоятельно из пластиковой соломки (см. Ссылки ниже). Однако чаще он сделан из стекла и очень похож на градусник. Он состоит из цилиндрического стержня и утяжеленной луковицы внизу, чтобы он плавал вертикально. Ареометр осторожно опускают в измеряемую жидкость до тех пор, пока ареометр не будет свободно плавать. На устройстве есть вытравленные или отмеченные линии, чтобы пользователь мог видеть, насколько высоко или низко плывет ареометр.В менее плотных жидкостях ареометр будет плавать ниже, в то время как в более плотных жидкостях он будет плавать выше. Поскольку вода является «эталоном», по которому измеряются другие жидкости, отметка для воды, вероятно, обозначена как «1.000»; следовательно, удельный вес воды при температуре около 4 ° C составляет 1.000.

У гидрометров

есть много применений, не в последнюю очередь для измерения солености воды на уроках естествознания в школах. Они также используются в молочной промышленности для оценки жирности молока, поскольку молоко с более высоким содержанием жира будет менее плотным, чем молоко с низким содержанием жира.Ареометры часто используются людьми, которые делают пиво и вино в домашних условиях, так как они показывают, сколько сахара в жидкости, и позволяют пивовару узнать, как далеко продвинулся процесс брожения.

Сделайте свой ареометр:

Как вы думаете, вы много знаете о свойствах воды?
Пройдите нашу интерактивную викторину о свойствах воды (правда / ложь) и проверьте свои знания о воде.

Плотность_воздуха

Плотность воздуха , ρ (греч .: rho) (плотность воздуха), представляет собой массу на единицу объема атмосферы Земли и является полезным значением в аэронавтике.Как и давление воздуха, плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты и температуры. На уровне моря и при температуре 20 ° C сухой воздух имеет плотность примерно 1,2 кг / м 3 (0,002377 снаряда / фут 3 ).

Плотность воды около 1000 кг / м. 3 (1 г / см³) примерно в 800 раз больше плотности воздуха.

Рекомендуемые дополнительные знания

Влияние температуры и давления

Формула плотности сухого воздуха определяется по формуле:

где ρ — плотность воздуха, p — давление, R — удельная газовая постоянная, а T — температура в градусах Кельвина.

Удельная газовая постоянная R для сухого воздуха составляет:

Следовательно:

  • При стандартной температуре и давлении (0 ° C и 101,325 кПа) сухой воздух имеет плотность ρ STP = 1,292 кг / м 3 .
  • При стандартной температуре и давлении окружающей среды (25 ° C и 100 кПа) сухой воздух имеет плотность ρ SATP = 1,168 кг / м 3 .
  • При стандартной температуре и давлении окружающей среды (70 ° F и 14,696 psia) плотность сухого воздуха составляет ρ SATP = 0.075 фунтов м / фут 3 ~ 1,2 кг / м 3 .

Влияние водяного пара

Добавление водяного пара к воздуху (делая воздух влажным) снижает плотность воздуха, что сначала может показаться противоречащим логике.

Это происходит потому, что молекулярная масса воды (18) меньше молекулярной массы воздуха (около 29). Для любого газа при данной температуре и давлении количество присутствующих молекул постоянно для определенного объема. Таким образом, когда молекулы воды (пара) вводятся в воздух, количество молекул воздуха должно уменьшаться на такое же количество в данном объеме без увеличения давления или температуры.Следовательно, масса единицы объема газа (его плотность) уменьшается.

Плотность влажного воздуха можно рассчитать как смесь идеальных газов. В этом случае парциальное давление водяного пара известно как давление пара. При использовании этого метода погрешность расчета плотности составляет менее 0,2% в диапазоне от –10 ° C до 50 ° C.
Плотность влажного воздуха определяется по:

[1]

Где:

Плотность влажного воздуха (кг / м³)
p d = Парциальное давление сухого воздуха (Па)
R d = Удельная газовая постоянная для сухого воздуха, 287.05 Дж / (кг · К)
T = Температура (K)
p v = Давление водяного пара (Па)
R v = Удельная газовая постоянная для водяного пара, 461,495 Дж / (кг · К)

Давление пара воды можно рассчитать по давлению насыщенного пара и относительной влажности. Его находят:

Где:

p v = Давление водяного пара
Относительная влажность
p sat = Давление насыщенного пара

Давление насыщенного пара воды при любой заданной температуре — это давление пара при относительной влажности 100%.Упрощение регрессии [1] , использованной для нахождения этого, можно сформулировать как:

ВАЖНО:

  • Это даст результат в мб, 1 мб = 100 Па
p d = p — p v

Где p просто отмечает абсолютное давление в наблюдаемой системе.

Влияние высоты

Для расчета плотности воздуха как функции высоты требуются дополнительные параметры.Они перечислены ниже вместе с их значениями в соответствии с Международным стандартом атмосферы с использованием универсальной газовой постоянной вместо конкретной:

  • на уровне моря стандартное атмосферное давление p 0 = 101325 Па
  • стандартная температура на уровне моря T 0 = 288,15 K
  • Ускорение свободного падения земной поверхности g = 9,80665 м / с 2 .
  • градиент температуры L = -0,0065 К / м
  • универсальная газовая постоянная R = 8.31447 Дж / (моль · К)
  • молярная масса сухого воздуха M = 28,9644 г / моль = (0,0289644 кг / моль)

Температура на высоте h метров над уровнем моря определяется по следующей формуле (действительна только в тропосфере):

Давление на высоте h определяется по формуле:

Плотность затем можно рассчитать в соответствии с молярной формой исходной формулы:

Важность температуры

Приведенная ниже таблица демонстрирует, что свойства воздуха значительно меняются с температурой.

Таблица — скорость звука в воздухе c, плотность воздуха ρ,
Зависимость акустического импеданса Z от температуры ° C

Параметры и характеристики рабочих сред — Диагностика

Жидкостью называется среда, обладающая свойством текучести, т.е. способностью изменять свою форму под действием сил.

Жидкости разделяют на две группы: капельные жидкости (вода, спирт, бензин, керосин, масла, нефть, мазут и др.), которые практически несжимаемы, и газы (воздух, метан, азот, гелий и др.), которые изменяют объем под действием давления (являются легкосжимаемыми). Капельные жидкости в дальнейшем будем называть просто жидкостями.

Газожидкостный поток представляет собой систему, состоящую из жидкости и газа, в которой объемы фаз соизмеримы с характерным размером канала, в котором движется газожидкостный поток.

Пылью называется система, состоящая из газа и распределенных в нем мельчайших твердых частиц.

Конструкция, параметры и эффективность энергетического оборудования определяются физическими и химическими свойствами рабочих сред. Определяющими параметрами газов и жидкостей как рабочих сред являются плотность или удельный вес, вязкость, сжимаемость, давление насыщенного пара, химическая активность.

Плотность — отношение массы вещества к его объему ?=m/V. Плотность жидкостей и газов является определенной величиной (справочной) при заданных значениях температуры и давления; плотность изменяется с изменением температуры и давления. Плотность капельных жидкостей с повышением температуры, как правило, уменьшается. Исключение составляет только вода в интервале температур от 0 до +4oС. Плотность природной чистой воды при температуре +20oС и атмосферном давлении Pa=0,1013 МПа в гидравлических расчетах принимается равной 998,2 кг/м3. Плотность воды при различных температурах приведена в табл.1(с.11). Плотность воздуха при атмосферном давлении и температуре +20oС — 1,293 кг/м3, при темпера-

туре -30oС — 1,559 кг/м3.

Удельный вес — отношение веса вещества к его объему ?=m·g/V. По определению он пропорционален ускорению свободного падения g, которое изменяется в разных местах. Поэтому удельный вес не является справочной величиной.

Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу (скольжению ее слоев). При движении жидкости возникают силы внутреннего трения из-за взаимного притяжения молекул жидкости, молекул жидкости и материала стенок проточной части. Сила трения прямо пропорциональна площади соприкасающихся поверхностей и изменению скорости слоев. Коэффициент пропорциональности этой зависимости называется динамической вязкостью.

Кинематической вязкостью жидкости называется отношение динамической вязкости к ее плотности. Единица измерения—Стокс(Ст). 1Ст=1 см2/с=10-4 м2/с.

Вязкость воды при +20ОС0,01 Ст (1 сСт).

Испарением называется переход жидкости в пар (газообразное состояние). Обратный переход называется конденсацией.

Если жидкость длительное время находится в закрытом сосуде, то достигается состояние динамического равновесия, когда число молекул, переходящих в единицу времени из жидкости в пар и обратно, одинаково. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия с жидкостью, называется насыщенным.

Давление насыщенного пара является определенным для данной жидкости при данной температуре. Оно возрастает с увеличением температуры.

Химическая активность — способность рабочей среды вступать в химическое взаимодействие с конструкционными материалами. Это приводит к химической коррозии, растворению и изменению физико-механических свойств материалов проточной части, загрязнению рабочей среды продуктами взаимодействия. Химическая активность определяется водородным показателем pH. Нейтральной реакции (чистая вода) соответствует pH=7, более 7 — щелочная реакция, менее 7 — кислая. Критерием химической активности является скорость коррозии материала в среде, которая обычно измеряется в микронах/год.

Давление — отношение силы F, приложенной к поверхности, к площади этой поверхности S:

P=F/S.

В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па) и производных единицах (кПа, МПа).

Используются также внесистемные единицы — бар, кгс/см2, атмосфера (атм.), метр водяного столба (м.в.с.) и миллиметр водяного столба (мм в.с.). В вакуумной технике широко используется миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.).
Соотношение единиц давления:

 

МПа

бар

атм

кгс/см2

мм рт.ст.

мм в.ст.

1 МПа=

1

10

9,8692

10,197

7500,7

101,97 м.в.с.

1 бар=

0,1

1

0,98692

1,0197

750,07

10,197 м.в.с.

1 атм=

0,10133

1,0133

1

1,0333

760

10,333 м.в.с.

1 кгс/см2=

0,098066

0,98066

0,96784

1

735,6

10 4

1 мм.рт.ст.=

133,32 Па

1,333•10-3

1,316•10-3

1,359•10-3

1

13,59

1 мм.в.ст.=

9,8066 Па

9,81•107

9,6784•10-5

10-4

7,36•10-2

1

Напором (Н) называется увеличение удельной энергии потока среды при прохождении ее через насос.

Потери напора (давления) — уменьшение удельной энергии потока среды.

В зависимости от того, какие величины удобнее при расчетах, используют потери напора ?H или потери давления ?P. Соотношение между ними: ?P(Па)=?·g·?H(м),

где ? — плотность жидкости, кг/м3; g — ускорение свободного падения.

Дополнительные справочные данные по термодинамике

Дополнительные справочные данные по термодинамике

Здесь приведены данные, связанные прежде всего с со сменой агрегатного состояния вещества в различных условиях. Наряду с этим для термодинамических расчётов часто необходимы и различные тепловые параметры, такие как теплоёмкость, теплопроводность, теплота плавления или кипения, а также механические величины, прежде всего удельная плотность. Все эти данные, которые, пожалуй, можно назвать «термостатикой» , на данном сайте объединены в единую таблицу и находятся на отдельной странице.

Основные законы и формулы термодинамики приведены здесь.

Внимание! Все приведённые данные не являются истиной в последней инстанции и периодически дополняются и уточняются. Просмотр всей ширины таблиц возможен в полноэкранном режиме при разрешении экрана по горизонтали не менее 1280 пикселей, для меньшей ширины окна браузера может потребоваться использование горизонтальной прокрутки.

В случае использования специальных технических или эмпирических формул, следует проверить, в каких именно единицах измерения туда надо подставить данные, и при необходимости перед расчётом выполнить соответствующие преобразования значений к необходимым единицам измерения.


Зависимости параметров жидкостей от давления и температуры
   Зависимость удельной теплоёмкости воды от температуры
   Зависимость коэффициента теплового расширения воды от давления и температуры
   Зависимость температуры наибольшей плотности воды от давления
   Зависимость поверхностного натяжения воды и спирта от температуры
Кипение и давление
   Свойства насыщенного водяного пара (в равновесии с жидкой фазой)
   Параметры этилового спирта при различных давлениях и температурах
   Удельные теплоёмкости газов
Кинетические параметры газов и паров
   Газокинетические параметры и скорости звука для газов и паров
   Зависимость скорости звука в воздухе от температуры

Зависимости параметров жидкостей от давления и температуры

Зависимость удельной теплоёмкости воды от температуры

Данные приведены для воды в жидком агрегатном состоянии при стандартном атмосферном давлении.

Температура, °С 0 15 20 40 60 80
Теплоёмкость, Дж / (кг · К) 4151.5 4118.5 4112.7 4109.0 4121.8 4137.0
Теплоёмкость, кал / (г · °С) 1.0080 1.0000 0.9986 0.9977 1.0008 1.0045
Зависимость коэффициента теплового расширения воды от давления и температуры
Давление Коэффициент объёмного теплового расширения β, 1 / K при разных температурах
Па ат 0°С .. 10°С 10°С .. 20°С 20°С .. 50°С 60°С .. 70°С 90°С .. 100°С
9.81·104 1 0.14·10-4 1.50·10-4 4.22·10-4 5.56·10-4 7.19·10-4
9.81·106 100 0.43·10-4 1.65·10-4 4.22·10-4 5.48·10-4
19.62·106 200 0.72·10-4 1.83·10-4 4.26·10-4 5.39·10-4
49.05·106 500 1.49·10-4 2.36·10-4 4.29·10-4 5.23·10-4 6.61·10-4
88.29·106 900 2.29·10-4 2.89·10-4 4.37·10-4 5.14·10-4 6.61·10-4
Зависимость температуры наибольшей плотности воды от давления
Давление, Па 101325 (1 атм) 4.08·106 (40.3 атм) 1.42·107 (140 атм)
Температура наибольшей плотности, °С +4.15 +3.3 +0.6
Зависимость поверхностного натяжения воды и спирта от температуры

Данные приведены для жидкого агрегатного состоянии при различных давлениях (давление не влияет на поверхностное натяжения  α).

Температура, °С 0 30 60 90 120 150 180 210 240 300 370
α воды, 10–3Н/м 75.60 71.18 66.18 60.75 54.90 48.63 42.25 35.40 28.57 14.40 0.47
α спирта этилового, 10–3Н/м 24.4 21.9 19.2 16.4 13.4 10.1 6.7 3.3 0.1 нет нет

Кипение и давление

Температура кипения жидкостей определяется давлением у её поверхности, а теплота парообразования — температурой.

Свойства насыщенного водяного пара (в равновесии с жидкой фазой)

Давление указано в нескольких единицах измерений, включая технические атмосферы (1 ат = 0.968 атм = 1 кг / см2 = 735,66 мм рт.ст.).

Давление Температура (кипения) Удельная теплота парообразования, Дж / кг Удельный объём пара, м3 / кг Удельная плотность воды, кг / м3
Па атм кг / см2 (ат) мм рт.ст.
588 0.0058 0.006 4.4 0°С 2.500·106 207 999.87
1.96·103 0.019 0.02 15 17.2°С 2.457·106 63.3 999
9.80·103 0.097 0.1 74 45.4°С 2.388·106 14.96 990
1.96·104 0.19 0.2 147 59.7°С 2.360·106 7.8 988
3.92·104 0.39 0.4 294 75.4°С 2.322·106 4.071 974
5.88·104 0.58 0.6 441 85.45°С 2.297·106 2.785 968
7.84·104 0.77 0.8 588 93.0°С 2.278·106 2.127 963
8.82·104 0.87 0.9 662 96.2°С 2.269·106 1.905 961
9.80·104 0.968 1.00 736 99.1°С 2.262·106 1.726 959
1.013·105 1.000 1.0333 760.0 100.0°С 2.260·106 1.674 958.38
1.21·105 1.19 1.23 905 105.0°С 2.242·106 1.420
1.77·105 1.74 1.80 1324 116.3°С 2.215·106 0.996
1.96·105 1.94 2.00 1471 119.6°С 2.206·106 0.902
2.23·105 2.20 2.27 1672 125.0°C
2.94·105 2.90 3.0 2207 132.9°С 2.168·106 0.617
3.92·105 3.87 4.0 2942 142.9°С 2.137·106 0.4708
4.90·105 4.83 5.0 3677 151.1°С 2.111·106 0.3818 917
5.88·105 5.81 6.0 4413 158.1°С 2.088·106 0.3214
6.86·105 6.77 7.0 5149 164.2°С 2.067·106 0.2778
7.84·105 7.74 8.0 5884 169.6°С 2.048·106 0.2448
8.82·105 8.71 9.0 6620 174.5°С 2.031·106 0.2189
9.81·105 9.68 10.0 7357 179.0°С 2.014·106 0.1980
1.18·106 11.6 12.0 8826 187.1°С 1.984·106 0.1663
1.37·106 13.6 14.0 1.03·104 194.1°С 1.956·106 0.1434
1.57·106 15.5 16.0 1.18·104 200.4°С 1.930·106 0.1261 869
1.77·106 17.4 18.0 1.32·104 206.2°С 1.907·106 0.1125
1.96·106 19.4 20.0 1.47·104 211.4°С 1.882·106 0.1015
2.94·106 29.0 30.0 2.21·104 232.8°С 1.790·106 0.0679
3.92·106 38.7 40.0 2.94·104 249.2°С 1.712·106 0.0506 794
5.50·106 54.3 56.1 4.13·104 270.0°С 1.605·106 0.0356
7.44·106 73.5 75.9 5.58·104 290°С 1.480·106 0.0255
300°С 710
9.90·106 97.8 101 7.43·104 310°С 1.320·106 0.0183
1.28·107 127 131 9.64·104 330°С 1.140·106 0.0130
1.66·107 164 169 1.24·105 350°С 0.893·106 0.00881 574
2.11·107 208 215 1.58·105 370°С 0.440·106 0.00493
2.218·107 217.9 225.2 1.656·105 374°С 0.113·106 0.00347
2.2122·107 218.37 225.65 1.6597·105 374.15°С 0 0.00326 307

Зависимость температуры кипения воды от высоты водного столба (давления на глубине).

Параметры этилового спирта при различных давлениях и температурах
Давление Температура Удельная плотность жидкой фазы, кг / м3 Удельная теплоёмкость жидкой фазы, Дж / (кг · К) Удельная теплота парообразования, Дж / кг Удельная плотность пара, кг / м3 Удельная теплоёмкость пара, Дж / (кг · К)
Па атм кг / см2 (ат) мм рт.ст.
1.33·104 0.13 0.14 100 34.2°C (кипение)
2.00·104 0.20 0.20 150 42.0°C (кипение)
2.67·104 0.26 0.27 200 47.8°C (кипение)
5.33·104 0.53 0.54 400 62.8°C (кипение)
1.013·105 1.00 1.0333 760 0°C 0.033 1341
1.013·105 1.00 1.0333 760 20°C 790 2430
1.013·105 1.00 1.0333 760 78.15°C (кипение) 8.46·105
1.013·105 1.00 1.0333 760 100°C нет нет нет 1689
1.013·105 1.00 1.0333 760 200°C нет нет нет 2011
1.013·105 1.00 1.0333 760 300°C нет нет нет 2321
1.013·105 1.00 1.0333 760 600°C нет нет нет 3168
1.47·105 1.45 1.50 1100 87.8°C (кипение)
1.93·105 1.91 1.97 1450 95.3°C (кипение)
9.81·105 9.68 10.0 7357 -60°С 1590
9.81·105 9.68 10.0 7357 -40°С 1790
9.81·105 9.68 10.0 7357 -20°С 1990
9.81·105 9.68 10.0 7357 0°С 2200 9.27·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 20°С 2410 9.25·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 40°С 2620 9.20·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 60°С 2840 8.94·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 80°С 3060 8.66·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 100°С 3280 8.27·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 120°С 3520 7.73·105
9.81·105 9.68 10.0 7357 140°С 3750 7.17·105
160°С 6.58·105
180°С 5.84·105
200°С 4.87·105
220°С 3.70·105
240°С 1.69·105
6.18·106 61.0 63.1 4.638·104 243.1°C (крит. точка) 276 0.0 276
Удельные теплоёмкости газов
Температура Кислород Воздух Углекислый газ Водяной пар Этиловый спирт
сp, Дж / (кг · К) γ = cp / cv сp, Дж / (кг · К) γ = cp / cv сp, Дж / (кг · К) γ = cp / cv сp, Дж / (кг · К) γ = cp / cv сp, Дж / (кг · К) γ = cp / cv
0°C 914.9 1.397 1006 1.400 814.8 1.301 1341 1.16
100°C 934.0 1.385 1010 1.397 913.6 1.260 1103 1.28 1689 1.12
200°C 964.0 1.370 1027 1.390 992.7 1.235 1978 1.30 2011 1.10
300°C 994.8 1.353 1048 1.378 1057 1.217 2015 1.29 2321 1.08
600°C 1069 1.321 1115 1.345 1192 1.188 2208 1.26 3168 1.06

Кинетические параметры газов и паров

Газокинетические параметры и скорости звука для газов и паров

Коэффициенты диффузии и скорости звука указаны при 0°С (механические параметры газов приведены на другой странице).

Название Коэффициент диффузии в воздухе
D
, м2
Газокинетический диаметр молекул
d, м
Молекулярная масса
mм
, а.е.м.;
(в скобках — число молекул в 1 кг)
Скорость звука
vзв, м/с

в скобках зависимость от температуры, м/(с·К)
Азот N2 3.7·10-10 28.0 (2.15·1025) 334 (0.6)
487 при 300°С
Аммиак NH3 2.0·10-5 17.0 (3.54·1025) 415 (-)
Аргон Ar 3.6·10-10 40.0 (1.51·1025)
Ацетилен C2H2 1.9·10-5 26.0 (2.31·1025)
Бензин 0.79·10-5
Бензол C6H6 0.78·10-5 78.1 (7.71·1024) 202 при 97°С (0.3)
Водород H2 6.4·10-5 2.7·10-10 2.01 (3.00·1026) 1284 (2.2)
Водяной пар H2O 2.1·10-5 18.0 (3.35·1025) 401 (-)
494 при 134°С
Воздух 29.0 (2.08·1025) 331 (0.59) подробно ниже
Гелий He 2.15·10-10 4.00 (1.51·1026) 965 (0.8?)
Йодистый водород HI 127.9 (4.71·1024) 157 (-)
Кислород O2 1.8·10-5 3.56·10-10 32.0 (1.88·1025) 316 (0.56)
Кислота уксусная CH3COOH 1.07·10-5 60.0 (1.00·1025)
Криптон Cr 3.14·10-10 83.8 (7.19·1024)
Ксенон Xe 4.0·10-10 131.3 (4.59·1024)
Метан CH4 2.0·10-5 4.44·10-10 16.0 (3.76·1025) 430 (-)
Неон Ne 3.54·10-10 20.2 (2.98·1025) 435 (0.8)
Окись углерода CO 3.70·10-10 28.0 (2.15·1025)
Ртуть Hg 3.0·10-10 200.6 (3.00·1024)
Сероуглерод CS2 0.9·10-5 76.1 (7.91·1024)
Спирт метиловый CH3OH 1.3·10-5 32.0 (1.88·1025) 335 при 97°С (0.46)
Спирт этиловый C2H5OH 1.0·10-5 46.0 (1.31·1025) 230 (0.4)
269 при 97°С
Толуол C6H5CH3 0.7·10-5 92.1 (6.54·1024)
Углекислый газ CO2 1.4·10-5 4.54·10-10 44.0 (1.37·1025) 259 (0.4)
300 при 100°С
Хлор Cl2 5.44·10-10 70.9 (8.49·1024) 206 (-)
Эфир этиловый C2H5OC2H5 0.8·10-5 74.1 (8.13·1024) 179 (-)
Зависимость скорости звука в воздухе от температуры

Зависимость скорости звука в воздухе от температуры при атмосферном давлении. В нижней строке указан средний температурный коэффициент скорости звука для соответствующего интервала температур.

T, °C -150 -100 -50 -20 -10 0 10 20 30 50 100 200 300 400 500 1000
vзв, м/с 216.7 263.7 299.3 318.8 325.1 331.4 337.3 343.1 348.9 360.3 387.1 436.0 479.8 520.0 557.3 715.2
α, м/(с·К) 0.94 0.71 0.65 0.63 0.63 0.59 0.58 0.58 0.57 0.54 0.49 0.44 0.40 0.37 0.32  

Теплофизические свойства воды | Блог Александра Воробьева

Опубликовано 22 Апр 2018
Рубрика: Теплотехника | 7 комментариев

Зачем искать и листать бумажные таблицы справочников? Они больше вам не нужны! Предлагаемые вниманию пользовательские функции (далее – ПФ) Полковова Вячеслава Леонидовича помогут мгновенно, с высокой точностью рассчитать теплофизические свойства воды.

В базовом пакете 6 функций. По заданным пользователем давлению и температуре воды вычисляются: объемная плотность, энтальпия, динамическая вязкость, изобарная теплоемкость, теплопроводность и число Прандтля.

При запуске файла Excel на предупреждение системы безопасности следует выбрать «Не отключать макросы». Если выбрать «Отключить макросы», то ПФ работать не будут.

В таблице, представленной ниже, приведены сводные данные по точности расчёта базовым пакетом ПФ физических параметров воды в диапазоне абсолютных давлений 0,1÷25 МПа и температур 0÷150 °С. Оценки погрешностей выполнены в сравнении с табличными данными из [1].

Пользовательские функции написаны на встроенном в Excel языке VBA. Можно посмотреть текст программ в папке Module, открыв редактор: Сервис – Макрос – Редактор Visual Basic.

Функции можно использовать при расчетах в любой ячейке листа Excel. (Конечно, модули с программами должны быть предварительно записаны в вашем файле.)

Процедура вызова требуемой пользовательской функции:

1. В выбранной ячейке листа Excel ставится знак “=”.

2. В строке формул нажимается “fx” – вызов формулы.

3. Из представленных категорий функций выбирается категория “Определённые пользователем”.

4. Из представленного перечня пользовательских функций выбирается требуемая пользовательская функция.

5. Заполняются аргументы функции согласно представленной таблице.

6. После ввода последнего аргумента в ячейке выводится результат расчёта (вычисленное значение пользовательской функции).

7. Нажатием кнопки “ОК” в представленной таблице вычисленное значение пользовательской функции переносится в выбранную ячейку листа Excel

Примечание: Аргументы функции могут вводиться в виде числовых значений, либо путем обращения к  ячейкам, в которых представлены значения аргументов.

Литература:

1. А.А. Александров, Б.А. Григорьев. «Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара». Справочник. Москва, «МЭИ», 1999.

2. МИ 2412-97 «Рекомендация. ГСИИ. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя».

P. S.:

Публикации пользовательских функций Полковова В.Л. будут продолжены. Вячеслав Леонидович написал более восьмидесяти бесценных ПФ, имеющих огромное прикладное значение. Представленный базовый пакет ПФ используется во многих расчетах при решении конкретных практических задач, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

Инженеры-теплотехники и все интересующиеся темой, подписывайтесь на анонсы в окне, расположенном вверху страницы или сразу после статьи, и получайте уведомления о публикациях новых материалов. 

Ссылка на скачивание файла: teplofizicheskie-svojstva-vody (xls 72,0KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Объектов воды | Химия

Таблица 1. Плотность воды (кг / м 3 ) при различных температурах (° C)
Температура Плотность
0 999.8395
4 999,9720 (максимальная плотность)
10 999.7026
15 999.1026
20 998.2071
22 997,7735
25 997.0479
30 995.6502
40 992,2
60 983,2
80 971,8
100 958,4
Таблица 2. Давление водяного пара при различных температурах (° C)
Температура Давление паров (торр) Давление пара (Па)
0 4.6 613,2812
4 6,1 813.2642
10 9,2 1226.562
15 12,8 1706,522
20 17,5 2333.135
22 19,8 2639.776
25 23,8 3173.064
30 31.8 4239,64
35 42,2 5626.188
40 55,3 7372.707
45 71,9 9585,852
50 92,5 12332.29
55 118,0 15732
60 149,4 19918,31
65 187.5 24997,88
70 233,7 31157,35
75 289,1 38543,39
80 355,1 47342,64
85 433,6 57808,42
90 525,8 70100,71
95 633,9 84512,82
100 760.0 101324,7
Таблица 3. Вода K w и pK w при различных температурах (° C)
Температура K w 10 –14 pK w
0 0,112 14,95
5 0,182 14,74
10 0.288 14,54
15 0,465 14,33
20 0,671 14,17
25 0,991 14,00
30 1,432 13,84
35 2,042 13,69
40 2,851 13,55
45 3,917 13.41
50 5,297 13,28
55 7.080 13,15
60 9,311 13,03
75 19,95 12,70
100 56,23 12,25
Таблица 4. Удельная теплоемкость для воды
C ° (H 2 O ( л )) = 4179 Дж ∙ K -1 ∙ кг -1
C ° (H 2 O ( с )) = 1864 Дж ∙ K -1 ∙ кг -1
C ° (H 2 O ( г )) = 2093 Дж ∙ K -1 ∙ кг -1
Таблица 5.Стандартные температуры плавления и кипения воды и энтальпии переходов
Температура (К) [латекс] \ Delta H \ text {(кДж / моль)} [/ латекс]
плавка 273,15 6.088
кипящая 373,15 40,656 (44,016 при 298 К)
Таблица 6. Криоскопические (депрессия точки замерзания) и эбуллиоскопические (повышение точки кипения) постоянные для воды
K f = 1.86 К ∙ моль -1 ∙ кг -1 (криоскопическая постоянная)
K b = 0,51 K ∙ моль -1 ∙ кг -1 (криоскопическая постоянная)

Полнодиапазонная спектральная кривая поглощения воды. Эта кривая показывает полное спектральное поглощение воды. Ось y означает поглощение в 1 / см. Если мы разделим 1 на это значение, мы получим длину пути (в см), после которой интенсивность светового луча, проходящего через воду, уменьшается на коэффициент основания натурального логарифма e (e = 2.718281828).


Свойства воды при атмосферном давлении

Свойства воды приведены в таблице ниже в метрических единицах СИ для температур от 0 ° C до 100 ° C при атмосферном давлении 101,325 кПа. часто называют свойствами насыщенной воды, насыщенной жидкости или теплофизическими свойствами. В таблице указаны плотность, динамическая вязкость, кинематическая вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность и число Прандтля. Ниже в таблице представлена ​​версия файла изображения для просмотра в автономном режиме.

Свойства указаны для температуры чуть выше точки замерзания и чуть ниже точки кипения.
Примечание: Обратите внимание на единицы измерения вязкости. Пример: 1,7292 × 10 -6 м 2 / с = 0,0000017292 м 2 / с

Температура (T) Плотность (ρ) Динамическая вязкость (μ) Кинематическая вязкость (v) Удельная теплоемкость (сП) Теплопроводность (k) Число Прандтля (Pr)
◦c кг / м 3 x10 -3 Па.s x10 -6 м 2 / с кДж / кг. K Вт / м. К
0 999,84 1,792 1,792 4,219 0,561 13,47
5 999,97 1,518 1,518 4,205 0,571 11,19
10 999,70 1,306 1.306 4,195 0,580 9,45
15 999,10 1,138 1,139 4,189 0,589 8,09
20 998,21 1,002 1,003 4,185 0,598 7,00
25 997,05 0,890 0,893 4,182 0.607 6.13
30 995,65 0,797 0.801 4,180 0,616 5,41
35 994,04 0,719 0,724 4,179 0,623 4,82
40 992,22 0,653 0,658 4,179 0,631 4,33
45 990.22 0,596 0.602 4,179 0,637 3,91
50 988,05 0,547 0,553 4,180 0,644 3,55
55 985,71 0,504 0,511 4,181 0,649 3,25
60 983,21 0,466 0,474 4.183 0,654 2,98
65 980,57 0,433 0,442 4,185 0,659 2,75
70 977,78 0,404 0,413 4,188 0,663 2,55
75 974,86 0,378 0,387 4,192 0,667 2,37
80 971.80 0,354 0,365 4,196 0,670 2,22
85 968,62 0,333 0,344 4.200 0,673 2,08
90 965,32 0,314 0,326 4,205 0,675 1,96
95 961,90 0,297 0,309 4.211 0,677 1,85
100 958,43 0,282 0,294 4,217 0,679 1,75

Предыдущая статьяОбъедините ячейки даты и времени в ExcelСледующая статьяСвойства воздуха при атмосферном давлении

eFunda: Таблицы пара: Общие

В этой общей таблице пара используются данные, охватывающие сжатую воду, насыщенный пар, перегретый пар и воду в сверхкритическом состоянии.Требуемые входные значения — температура T и давление P .

Для насыщенного пара используйте стол для насыщенного пара или стол для влажного пара .

Температура ( T ) Градус Цельсия, Фаренгейта, Кельвина, Ранкина,
И
Абсолютное давление ( P ) барпси (фунт / дюйм ^ 2) кПакг / см ^ 2атмторр (мм рт. ст.)

Свойства перегретого пара при заданной температуре и давлении перечислены ниже как в метрических, так и в стандартных единицах измерения.Чтобы преобразовать любое значение в другие единицы, щелкните само число.

Имущество Метрическая система Стандартный
Государство Перегретый пар
Давление ( P ) 1,0000 бар 14.504 фунтов на кв. Дюйм
Температура ( T ) 100,00 С 212,00 F
Плотность () 0,58966 кг / м 3 0,036811 фунт / фут 3
Удельный объем ( v ) 1.6959 м 3 / кг 27,166 футов 3 / фунт
Энтальпия ( ч ) 2675,8 кДж / кг 1150,4 британских тепловых единиц / фунт
Энтропия ( с ) 7,3610 кДж / кг-К (майер) 1.7581 Btu / фунт-R

Свойства сжатой жидкой воды (22.02.2009)

Свойства сжатой жидкой воды (22.02.2009)

Свойства сжатой жидкой воды — (5 МПа
— 30 МПа)
P = 5 МПа
Температура плотность энергия энтальпия энтропия
° С кг / м ^ 3 u (кДж / кг) ч (кДж / кг) с (кДж / кг.К)

20

1000,4

83,6

88,6

0,2954

40

994,4

166,9

172.0

0,5705

60

985,3

250,3

255,4

0,8287

80

974,0

333.8

339,0

1.0723

100

960,6

417,6

422,9

1,3034

120

945.5

501,9

507,2

1,5236

140

928,6

586,8

592,2

1,7344

160

910.1

672,6

678,0

1,9374

180

889,7

759,5

765,1

2,1338

200

867.3

847,9

853,7

2,3251

220

842,6

938,4

944,3

2,5127

240

815. 3

u (кДж / кг) ч (кДж / кг) с (кДж / кг.К)

1002,7

83,3

93,3

0,2944

996,5

166,3

176,4

0,5685

987.5

249,4

259,5

0,8260

976,2

332,7

342,9

1.0691

962,9

416.2

426,6

1,2996

947,9

500,2

510,7

1,5191

931,3

584,7

595.5

1,7293

913,0

670,1

681,0

1,9315

892,9

756,5

767,7

2.1271

870,9

844,3

855,8

2,3174

846,8

934,0

945,8

2,5037

820.2

1026,1

1038,3

2,6876

790,3

1121,6

1134,3

2,8710

P = 15 МПа
плотность энергия энтальпия энтропия
кг / м ^ 3 u (кДж / кг) ч (кДж / кг) с (кДж / кг.К)

1004,9

83,0

97,9

0,2932

998,7

165,8

180,8

0,5666

989.6

248,6

263,7

0,8234

978,4

331,6

346,9

1.0659

965,2

414.9

430,4

1,2958

950,4

498,5

514,3

1,5148

933,9

582,7

598.8

1,7243

915,8

667,6

684,0

1,9259

896,0

753,6

770,3

2.1206

874,5

840,8

858,0

2.3100

851,0

929,8

947,4

2.4951

825.0

1021,0

1039,2

2.6774

796,2

1115,1

1134,0

2,8586

P = 20 МПа
Температура плотность энергия энтальпия энтропия
° С кг / м ^ 3 u (кДж / кг) ч (кДж / кг) с (кДж / кг.К)

20

1007.1

82,7

102,6

0,2921

40

1000,8

165,2

185.2

0,5646

60

991,7

247,8

267,9

0,8208

80

980,5

330.5

350,9

1.0627

100

967,4

413,5

434,2

1,2920

120

952.7

496,9

517,8

1,5105

140

936,4

580,7

602,1

1,7194

160

918.6

665,3

687,1

1,9203

180

899,1

750,8

773,0

2,1143

200

878.0

837,5

860,3

2.3027

220

854,9

925,8

949,2

2.4867

240

829.7

1016,1

1040,2

2.6676

260

801,8

1109,0

1134,0

2,8469

280

770.5

1205,5

1231,5

3,0265

300

734,7

1307,1

1334,4

3.2091

320

692.1

1416,6

1445,5

3,3996

340

637,2

1540,2

1571,6

3.6086

360

548.0

1703,6

1740,1

3,8787

P = 25 МПа
плотность энергия энтальпия энтропия
кг / м ^ 3 u (кДж / кг) ч (кДж / кг) с (кДж / кг.К)

1009,3

82,4

107,2

0,2909

1002,9

164,6

189,5

0,5627

993.8

246,9

272,1

0,8182

982,6

329,4

354,9

1.0595

969,7

412.2

438,0

1,2883

955,1

495,2

521,4

1,5062

938,9

578,8

605.4

1,7146

921,3

663,0

690,1

1,9148

902,1

748,1

775,8

2.1081

881,3

834,2

862,6

2,2956

858,8

921,8

951,0

2.4786

834.1

1011,4

1041,3

2,6582

807,1

1103,2

1134,2

2,8357

777,0

1198.3

1230,5

3,0129

743,0

1297,6

1331,3

3,1919

703,5

1403,4

1438.9

3,3764

655,1

1519,4

1557,5

3,5731

589,3

1656,2

1698,6

3.3

u (кДж / кг) ч (кДж / кг) s (кДж / кг.K)

1011,5

82,1

111,8

0,2897

1004,9

164.1

193,9

0,5607

995,8

246,1

276,3

0,8156

984,7

328,4

358.9

1.0564

971,8

410,9

441,7

1,2847

957,4

493,7

525,0

1.5020

941,4

576,9

608,8

1.7098

924,0

660,7

693,2

1.9094

905.1

745,4

778,5

2,1020

884,6

831,1

865,0

2,2888

862,5

918.1

952,9

2,4707

838,4

1006,9

1042,7

2.6491

812,1

1097,8

1134.7

2,8250

783,1

1191,5

1229,8

3.0001

750,7

1288,9

1328,9

3.1760

713,6

1391,6

1433,7

3,3557

669,7

1502,3

1547,1

3,5438

614.4

1626,7

1675,6

3,7498

Источник данных: NIST
Chemistry WebBook
— по состоянию на февраль 2009 г.

Плотность пластовой воды — AAPG Wiki

Поиск ловушек для нефти и газа
серии Трактат по нефтяной геологии
Деталь Критические элементы нефтяной системы
Глава Давление пластовой жидкости и его применение
Автор Эдвард А.Бомонт, Форрест Фидлер
Ссылка Веб-страница
Магазин Магазин AAPG

Плотность пластовой воды зависит от трех переменных:

  • Температура
  • Давление
  • Общее количество растворенных твердых веществ (TDS)

Это масса пластовой воды на единицу объема пластовой воды, выраженная в метрических единицах (г / см 3 ). Для инженерных расчетов резервуара он считается эквивалентом удельного веса.

Оценка плотности по TDS

Если TDS известен из химического анализа пластовой воды, то для оценки плотности пластовой воды (ρ w ) можно использовать приведенную ниже формулу: [1]

Процедура: оценка плотности по r

w

Рисунок 1 Определение концентрации NaCl. Авторское право: Schlumberger.
Рис. 2 Используется для оценки плотности пластовой воды на основе ppm NaCl и температуры.Авторское право: Gearhart-Owens. [2]

Используйте процедуру, описанную в таблице ниже, для оценки плотности пластовой воды в пластовых условиях с использованием R w . Приблизительная погрешность составляет ± 10% (после [1] ).

  1. Сбор данных: температура пласта (T f ), удельное сопротивление воды (R w ) и пластовое давление. Оцените давление, умножив глубину на 0,433 фунта на квадратный дюйм / фут или другой подходящий градиент. Проверьте наличие ошибок T f .
  2. Оцените концентрацию хлорида натрия (NaCl) по R, используя рисунок 1.
  3. Оцените плотность по весу% NaCl и температуре, используя рисунок 2.

Собрать данные

Для оценки плотности пластовой воды соберите следующие оценки:

  • Температура пласта
  • Пластовое давление
  • Удельное сопротивление пластовой воде
  1. Оцените температуру пласта T f по следующей формуле:
    • где:

      T с = средняя температура поверхности (° F)
      D f = глубина пласта (футы)
      BHT Температура забоя = забойная температура (указана в заголовке журнала) (° F)
      TD общая глубина = общая глубина (температура забоя забоя скважины и общая глубина забоя должны быть взяты из одного и того же прогона каротажа) (футы)
  2. Оцените пластовое давление (фунт / кв. Дюйм), умножив 0.433 (градиент пресной воды) по глубине пласта.
  3. Определить удельное сопротивление пластовой воды R w [Ом · м] одним из трех способов:
    • Из пробы воды из представляющего интерес пласта, измеренной для R w
    • Использование каталога воды
    • Расчет из журнала SP

Определить концентрацию NaCl по r

w

Преобладающим растворенным веществом в большинстве пластовых вод является хлорид натрия (NaCl).Его концентрация определяет плотность пластовой воды и R w . Когда доступен только R w , мы можем использовать концентрацию NaCl для определения плотности.

Используйте рисунок 1 для определения концентрации NaCl. На пересечении температуры пласта (по оси Y) и R w (по оси X) найдите концентрацию NaCl (в ppm) путем считывания меток диагональных линий и интерполяции.

Оценка плотности

Оцените плотность пластовой воды по ppm NaCl и температуре, используя диаграмму на Рисунке 2.В следующей таблице описана процедура, используемая с диаграммой.

  1. Введите график по оси X, используя температуру пласта.
  2. Двигайтесь вертикально до соответствующей концентрации соли, ожидаемой в зоне.
  3. Проведите по горизонтали, чтобы определить плотность жидкости при атмосферном давлении.
  4. Используя сегмент диаграммы «Эффекты давления», добавьте приращение плотности к вычисленной выше плотности, чтобы скорректировать влияние давления.

См. Также

Список литературы

  1. 1.0 1,1 Коллинз, А., Г., 1987, Свойства пластовых вод, в Брэдли, Х., Б., ред., Справочник по нефтяной инженерии: Даллас, SPE, стр. 24-1–24-23.
  2. ↑ Gearhart-Owens Industries, 1972, Справочное руководство по интерпретации журналов GO: Fort Worth, Gearhart-Owens Industries Inc., 226 стр.

Внешние ссылки

найти в литературе о
Плотность пластовой воды

Плотность насыщенного водяного и водяного пара в районе…

Контекст 1

… когда-либо измерял гипотетическую «критическую плотность» напрямую; с тех пор, как была открыта критическая температура, экспериментаторы использовали закон прямолинейных диаметров (LRD), чтобы получить свою плотность «критической точки» [18]. Это хорошо иллюстрируется плотностями сосуществования водяного пара и жидкого пара на рисунке 1. Самая низкая массовая плотность сосуществующей воды, которую можно измерить, составляет около 344 кг · м -3, а самая высокая массовая плотность пара, которую они могут наблюдать вблизи T c, составляет 220 кг.м -3, как показано на рис.1. Среднее значение этих двух экспериментальных плотностей жидкости и пара составляет 282 кг / м -3. По сути, это среднее значение, полученное из экспериментальных значений давления насыщенного пара в области сосуществования и интерполяции с использованием LRD, исторически называемого «критической плотностью» [18]. Сосуществующие плотности газа и жидкости при критических температуре и давлении также могут быть удобно и точно получить из зависимости от давления сверхкритических локусов перколяции (таблица 1).Плотности перколяции в диапазоне, близком к T c, являются линейными функциями давления, так что сосуществующие плотности могут быть получены путем построения графика плотности перколяции газа (PB) и жидкости (PA) в зависимости от (pp c) и интерполяции до нуля, как показано на Рис. 7. Неопределенности довольно велики, но обнадеживает то, что полученные значения не слишком отличаются от критических плотностей на рис. 1. имеют одинаковые значения жесткости (dp / d ρ) T на той же изотерме, после чего (d 2 p / d ρ) T = 0 как для PA, так и для PB, хотя и при разных давлениях.В этот момент также существует нулевое поверхностное натяжение между водой и паром, и, следовательно, в мезофазе нет барьера для самопроизвольного зарождения пара из воды (в PA) или воды из пара (в PB). Ни одна из трех линий сверхкритических максимумов на рис. 2 не совпадает с PA или PB, хотя линия максимума κ T на плоскости p, T довольно близка к PA. Лучшее понимание линий максимумов этих свойств, вероятно, можно увидеть на поверхности плотности Гиббса, где точки данных для PA и PB нанесены на рис.9. Когда различные максимумы в C p. α p и κ T, при постоянной температуре, как функции плотности, получены из таблиц [11] и нанесены на фазовую диаграмму плотности, возникает совершенно иная картина. Все три максимума происходят от средних значений критических плотностей жидкости и газа. Максимум C p, который может быть «сверхкритической линией» Бернала [12], по существу делит мезофазу пополам, по крайней мере, до 500 o C. Поскольку C p связан с флуктуациями энергии, он может представлять линию инверсии коллоидной мезофазы, когда дисперсная фаза переходит с пара на воду.Любопытно, что как α p, так и κ T также связаны с центральной средней плотностью при T c, и оба перестают даже иметь максимум во всех точках, в которых они пересекают две линии перколяции PA и PB, соответственно. При T c разница жесткости между жидкостью и газом равна нулю, следовательно, поверхностное натяжение должно стремиться к нулю при конечной разнице плотности [19]. Этот «критический разрыв» можно было бы дополнительно понять, рассматривая поверхностное натяжение. Локусы перколяции PA являются границей существования жидкого состояния для сверхкритических температур, они должны соединяться с границей отсутствия жидкого состояния для докритических температур, т.е.е. спинодаль разложения жидкость-пар. Спинодали часто оперативно определяются отсутствием барьера для зарождения новой фазы, но альтернативным определением является точка, в которой поверхностное натяжение жидкости. В этом предварительном исследовании сверхкритических воды и пара мы увидели, что принцип разница между жидкостью и газом не только в плотности. Кроме того, при критической температуре разница плотностей не исчезает. Напротив, структуры жидкой и газовой фаз принципиально различаются по своему описанию.Пар — это пространственное распределение небольших скоплений молекул воды. Каждый вид будет иметь одинаковый химический потенциал, при этом наиболее вероятны мономеры, затем димеры, тримеры и т. Д. С постоянно уменьшающейся вероятностью, чтобы уравновесить уменьшающуюся энтропию с увеличением энтальпии ассоциации. Эти связанные водородными связями молекулярные кластеры являются занятыми «узлами», распределенными в одной большой объемной «дыре». С другой стороны, вода представляет собой один большой кластер, охватывающий объем, то есть сеть связанных водородными связями молекулярных «сайтов» с распределением в нем доступных «дыр».Приведенный выше анализ показывает, что это различие между водой и паром распространяется до сверхкритических температур. Из статистической термодинамики [20] было выведено, что химический потенциал пропорционален вероятности увеличения плотности за счет вставки одной дополнительной молекулы в «дырку». Как следствие этой взаимосвязи статистические свойства средней дырки по отношению к ее окружению из занятых узлов и других дырок являются такими же, как статистические свойства занятых участков средней молекулы.Поэтому мы ожидаем увидеть симметрию между водой и паром в работе, необходимой для увеличения плотности, просто добавив еще одно занятое место в паре или удалив отверстие или часть большего отверстия в воде, заполнив его молекулой воды. Ансамбль усреднен. Это действительно видно на рис. 10, где показан график жесткости (dp / d), то есть работы, необходимой для увеличения плотности при постоянной температуре. Относительный наклон функций жесткости является отличительным термодинамическим свойством между газами и жидкостями.Видно, что для пара она квадратично уменьшается с плотностью, а для воды — квадратично. Это можно объяснить точной статистической механической зависимостью между функцией жесткости и флуктуациями молекулярной плотности (N) в термодинамически большом фиксированном подобъекте (V) равновесной жидкости. Бесконечные снимки такой динамической системы в статистической термодинамике представляют собой большой канонический ансамбль. Из статистических свойств этого ансамбля доказано, что функция жесткости точно связана с изменением химического потенциала Гиббса () с числовой плотностью (N) соответственно…

Удельный объем: определение, формулы, примеры

Удельный объем определяется как количество кубических метров, занимаемое одним килограммом вещества. Это отношение объема материала к его массе, равное обратной величине его плотности. Другими словами, удельный объем обратно пропорционален плотности. Удельный объем можно вычислить или измерить для любого состояния вещества, но он чаще всего используется в расчетах, связанных с газами.

Стандартной единицей измерения удельного объема является кубический метр на килограмм (м 3 / кг), хотя он может быть выражен в миллилитрах на грамм (мл / г) или кубических футах на фунт ( футов 3 / фунт).

Интенсивный курс

«Удельная» часть определенного объема означает, что он выражается в единицах массы. Это внутреннее свойство материи, что означает, что оно не зависит от размера выборки. Точно так же удельный объем — это интенсивное свойство вещества, которое не зависит от того, сколько вещества существует или где оно было взято.

Формулы удельного объема

Для расчета удельного объема (ν) используются три общие формулы:

  1. ν = В / м где V — объем, а m — масса
  2. ν = 1 / ρ = ρ -1 где ρ — плотность
  3. ν = RT / PM = RT / P где R — постоянная идеального газа, T — температура, P — давление, M — молярность

Второе уравнение обычно применяется к жидкостям и твердым телам, поскольку они относительно несжимаемы.Уравнение можно использовать при работе с газами, но плотность газа (и его удельный объем) может резко измениться при небольшом повышении или понижении температуры.

Третье уравнение применимо только к идеальным газам или к реальным газам при относительно низких температурах и давлениях, приближающихся к идеальным газам.

Таблица общих значений удельного объема

Инженеры и ученые обычно обращаются к таблицам конкретных значений объема. Эти репрезентативные значения относятся к стандартной температуре и давлению (STP), то есть температуре 0 ° C (273.15 К, 32 ° F) и давлении 1 атм.

Вещество Плотность Удельный объем
(кг / м 3 ) 3 / кг)
Воздух 1,225 0,78
Лед 916,7 0,00109
Вода (жидкость) 1000 0,00100
Соленая вода 1030 0.00097
Меркурий 13546 0,00007
Р-22 * 3,66 0,273
Аммиак 0,769 1,30
Двуокись углерода 1,977 0,506
Хлор 2,994 0,334
Водород 0,0899 11,12
Метан 0.717 1,39
Азот 1,25 0,799
Пар * 0,804 1,24

Вещества, отмеченные звездочкой (*), не относятся к STP.

Поскольку материалы не всегда находятся в стандартных условиях, существуют также таблицы для материалов, в которых указаны значения удельного объема в диапазоне температур и давлений. Вы можете найти подробные таблицы для воздуха и пара.

Использование удельного объема

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

Рассмотрим герметичную камеру, содержащую заданное количество молекул:

  • Если камера расширяется, а количество 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 остается постоянным при удалении некоторых молекул, плотность уменьшается, а удельный объем увеличивается.
  • Если объем камеры остается постоянным при добавлении новых молекул, плотность увеличивается, а удельный объем уменьшается.
  • Если плотность увеличивается вдвое, ее удельный объем уменьшается вдвое.
  • Если удельный объем удваивается, плотность уменьшается вдвое.

Удельный объем и удельный вес

Если известны удельные объемы двух веществ, эту информацию можно использовать для расчета и сравнения их плотностей. Сравнение плотности дает значения удельного веса.Одно из применений удельного веса — предсказать, будет ли вещество плавать или тонуть при помещении на другое вещество.

Например, если вещество A имеет удельный объем 0,358 см 3 / г, а вещество B имеет удельный объем 0,374 см 3 / г, обратное значение каждого значения даст плотность. Таким образом, плотность A составляет 2,79 г / см 3 , а плотность B составляет 2,67 г / см 3 . Удельный вес при сравнении плотности A и B равен 1.04 или удельный вес B по сравнению с A составляет 0,95. A плотнее, чем B, поэтому A погрузится в B или B будет плавать на A.

Пример расчета

Давление образца пара, как известно, составляет 2500 фунт-сила / дюйм 2 при температуре 1960 по Ренкину. Если газовая постоянная равна 0,596, каков удельный объем пара?

ν = RT / P

ν = (0,596) (1960) / (2500) = 0,467 дюйма 3 / фунт

Источники

  • Моран, Майкл (2014).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *