Spravidla sa nazýva prechodný stav hmoty medzi stavom skutočného plynu a kvapaliny parný alebo jednoducho trajekt. Transformácia kvapaliny na paru je fázový prechod z jedného stavu agregácie do druhého. Počas fázového prechodu sa pozoruje prudká zmena fyzikálnych vlastností látky.
Príkladom takýchto fázových prechodov je postup vriaci tekutina so vzhľadom mokrá nasýtená para a jeho následný prechod na vlhkosť suchá nasýtená para alebo reverzného varu kondenzácia nasýtená para.
Jednou z hlavných vlastností suchej nasýtenej pary je to, že jej ďalšia dodávka tepla vedie k zvýšeniu teploty pary, tj k jej prechodu do stavu prehriatej pary a k odvodu tepla - k prechodu do stavu pary. mokrá nasýtená para. IN
Fázové stavy vody
Obrázok 1. Fázový diagram vodnej pary v súradniciach T, s.
RegiónJa - plynný stav (prehriata para s vlastnosťami skutočného plynu);
RegiónII - rovnovážny stav vody a nasýtených vodných pár (dvojfázový stav). Región II sa tiež nazýva vaporizačný región;
RegiónIII - kvapalné skupenstvo (voda). Región III je obmedzený izotermou EK;
RegiónIV - rovnovážny stav tuhej a kvapalnej fázy;
RegiónV. - pevné skupenstvo;
Oblasti III, II a I sú oddelené hraničné čiary AK (ľavá čiara) a KD (pravá čiara). Spoločný bod K pre hraničné čiary AK a KD má špeciálne vlastnosti a nazýva sa kritický bod... Tento bod má parametre p kr, v kra T krpri ktorej sa vriaca voda transformuje na prehriatu paru, obchádza dvojfázovú oblasť. Voda teda nemôže existovať pri teplotách nad T cr.
Kritický bod K má parametre:
p kr \u003d 22,136 MPa; v kr \u003d 0,00326 m 3 / kg; t kr \u003d 374,15 ° C.
Hodnoty p, t, v a s pre obe hraničné čiary sú uvedené v osobitných tabuľkách termodynamických vlastností vodnej pary.
Proces získavania pary z vody
Obrázky 2 a 3 znázorňujú procesy ohrevu vody na var, odparovanie a prehriatie pary v p, v- a T, s- diagramy.
Počiatočný stav kvapalnej vody pod tlakom p 0 a s teplotou 0 ° C, je znázornený na diagramoch p, v a T, s bod a... Keď sa dodáva teplo pri p \u003d konšt sa zvyšuje jeho teplota a zvyšuje sa špecifický objem. V určitom okamihu voda dosiahne bod varu. V takom prípade je jeho stav označený bodom b. S ďalším prísunom tepla začína odparovanie so silným zväčšením objemu. V tomto prípade sa vytvorí dvojfázové médium - zmes vody a pary, tzv mokrá nasýtená para... Teplota zmesi sa nemení, pretože na odparenie kvapalnej fázy sa spotrebuje teplo. Proces vaporizácie v tejto fáze je izobaricko-izotermický a je na diagrame označený ako rez pred n. l... Potom sa v určitom okamihu všetka voda zmení na paru, tzv suchý nasýtený... Tento stav je na diagrame označený bodkou c.
Obrázok 2. Diagram p, v pre vodu a paru.
Obrázok 3. T, s diagram pre vodu a paru.
S ďalším dodávaním tepla sa zvýši teplota pary a bude pokračovať proces prehriatia pary c - d... Bodka d je indikovaný stav prehriatej pary. Bodová vzdialenosť dz bodu odzávisí od teploty prehriatej pary.
Indexovanie pre označenie množstiev týkajúcich sa rôznych stavov vody a pary:
- hodnota s indexom „0“ sa týka počiatočného stavu vody;
- hodnota s dolným indexom „“ sa týka vody zohriatej na teplotu varu (nasýtenia);
- hodnota s dolným indexom „“ sa vzťahuje na suchú nasýtenú paru;
- množstvo s indexom " x»Týka sa mokrej nasýtenej pary;
- hodnota bez indexu sa týka prehriatej pary.
Proces vaporizácie na viac vysoký tlak p 1\u003e p 0možno poznamenať, že bod a, zobrazujúci počiatočný stav vody pri teplote 0 ° C a novom tlaku zostáva prakticky na rovnakej vertikále, pretože špecifický objem vody je takmer nezávislý od tlaku.
Bodka b ′ (stav vody pri teplote nasýtenia) sa posúva doprava o p, v- graf a ide hore T, s- graf. Je to tak preto, lebo pri zvyšovaní tlaku sa zvyšuje teplota nasýtenia, a teda aj špecifický objem vody.
Bodka c ′ (stav suchej nasýtenej pary) sa posúva doľava, pretože so zvýšením tlaku sa špecifický objem pary znižuje napriek zvýšeniu teploty.
Spojenie viacerých bodov b a c pri rôznych tlakoch dáva spodnú a hornú hraničnú krivku ak a kc. Z p, v-diagram ukazuje, že pri zvyšovaní tlaku je rozdiel v konkrétnych objemoch v ″a v ′ klesá a pri určitom tlaku sa rovná nule. V tomto bode, ktorý sa nazýva kritický, sa hraničné krivky zbiehajú ak a kc.Stav zodpovedajúci bodu ksa volá kritický.Vyznačuje sa skutočnosťou, že para a voda majú rovnaké špecifické objemy a navzájom sa nelíšia vo vlastnostiach. Oblasť ležiaca v zakrivenom trojuholníku bkc (v p, v-graf) zodpovedá mokrej nasýtenej pare.
Stav prehriatej pary znázorňujú body ležiace nad hornou medznou krivkou kc.
On T, s- oblasť grafu 0 abs ′ zodpovedá množstvu tepla potrebného na ohrev kvapalnej vody na teplotu nasýtenia.
Množstvo dodaného tepla J / kg sa rovná odparovaciemu teplu r, vyjadrené plochou s'bcs, a teda platí tento vzťah:
r = T(s ″ - s ′).
Plocha zobrazuje množstvo dodaného tepla pri prehriatí vodnej pary s ″ CD.
On T, s- diagram ukazuje, že so zvyšujúcim sa tlakom klesá odparovacie teplo a v kritickom bode sa rovná nule.
Spravidla T, s- diagram sa používa v teoretických štúdiách, pretože jeho praktické využitie veľmi sťažuje skutočnosť, že množstvá tepla sú vyjadrené plochami krivočiarych obrazcov.
Na základe materiálov z mojej prednášky o termodynamike a učebnice „Základy energie“. Autor G.F.Bystritsky. 2. vydanie, Rev. a pridať. - M .: KNORUS, 2011. - 352 s.
Odparovanie je množstvo vodnej pary, ktorá sa odparí a uvoľní do vzduchu. Rýchlosť odparovania závisí od mnohých dôvodov, ale hlavne od teploty vzduchu a vetra. Je zrejmé, že čím vyššia je teplota, tým väčšie je odparovanie. Ale neustále sa pohybujúci vzduch nasýtený vodnou parou prináša na toto miesto nové a nové objemy suchého vzduchu. Aj slabý vietor s rýchlosťou 2 - 3 m / s zvyšuje odparovanie trojnásobne. Na vyparovanie má vplyv aj charakter, vegetačný kryt atď.
Avšak kvôli nedostatku vlhkosti v danej oblasti je odparovanie oveľa menšie, ako by za daných podmienok mohlo byť. Množstvo vody, ktoré by sa za daných podmienok mohlo odpariť, sa nazýva prchavosť. Inými slovami, volatilita je potenciálne odparenie v danej oblasti, ktoré sa najčastejšie určuje pomocou výparníka alebo pomocou rýchlosti odparovania z otvorenej vodnej plochy veľkej prírodnej (sladkovodnej) nádrže alebo z nadmerne vlhkej pôdy.
Odparenie, rovnako ako odparenie, sa vyjadruje v milimetroch odparenej vodnej vrstvy (mm); na konkrétne obdobie - mm / rok atď.
Na zemskom povrchu neustále prebiehajú dva opačne smerované procesy: terén zrážaním a jeho vysušenie odparovaním. Ale stupeň vlhkosti v území je určený pomerom zrážok a odparovania. Pre zvlhčovanie územia je charakteristický koeficient zvlhčovania (K), čo znamená pomer množstva zrážok (Q) k odparovaniu (I): K \u003d (ak je K vyjadrené v zlomkoch jednotky - zlomku) a K \u003d 100% (ak je v percentách). Napríklad v európskych zrážkach je 300 mm a rýchlosť odparovania je iba 200 mm, t.j. zrážky prevyšujú odparovanie 1,5-krát; faktor vlhkosti je 1,5 alebo 150%.
Zvlhčovanie je nadmerné, keď K\u003e 1 alebo\u003e 100%; normálne, keď K \u003d 1 alebo 100%; nedostatočné, keď K< 1, или < 100%. По степени увлажнения выделяют влажные (гумидные) и сухие (аридные) территории. Коэффициент увлажнения характеризует условия , развитие и другое. он равен примерно 1,0-1,5, в 0,6-1,0, в 0,3-0,6, 0,1-0,3, пустынях менее 0,1.
Absolútna vlhkosť (a) je skutočné množstvo vodnej pary vo vzduchu v danom okamihu, merané v g / m 3. Pomer absolútnej vlhkosti k maximu, vyjadrený v percentách, sa nazýva relatívna vlhkosť (f), t.j. f \u003d 100%. Vzduch s maximálnou vlhkosťou sa nazýva nasýtený. Naproti tomu nenasýtený vzduch má stále schopnosť absorbovať vodnú paru. Pri zahriatí sa však nasýtený vzduch stane nenasýteným a po ochladení sa stane presýteným. V druhom prípade sa to začne. Kondenzáciou je zahustenie prebytočnej vodnej pary a ich prechod do tekutého stavu, tvorba najmenších kvapôčok vody. Počas zdvíhania môže byť nasýtený aj nenasýtený vzduch presýtený, pretože veľmi ochladzuje. Ochladenie je možné aj vtedy, keď je pôda na danom mieste ochladená a keď sa do chladnej oblasti dostane teplý vzduch.
Kondenzácia sa môže vyskytnúť nielen vo vzduchu, ale aj na zemskom povrchu, na rallichových objektoch. V takom prípade sa v závislosti od podmienok vytvára rosa, mráz, hmla, ľad. Rosa a mráz sa tvoria za jasnej a tichej noci, hlavne v skorých ranných hodinách, keď sa zemský povrch a jej objekty ochladzujú. Potom sa na ich povrchu kondenzuje vlhkosť zo vzduchu. V takom prípade sa pri negatívnych teplotách vytvára mráz a pri pozitívnych teplotách rosa. Ak studený vzduch vnikne na teplý povrch alebo sa prudko ochladí, môže sa tvoriť hmla. Skladá sa z najmenších kvapôčok alebo kryštálov, akoby suspendovaných vo vzduchu. Vo vysoko znečistenom ovzduší sa vytvára hmla alebo opar s prímesou dymu - smogu. Keď spadnú podchladené dažďové kvapky alebo na povrch ochladený pod 0 ° C a na 0 až -3 ° C, vytvorí sa vrstva hustý ľad, rastúce na povrchu Zeme a na objektoch, hlavne z náveternej strany, - ľad. K tomu dochádza v dôsledku zamrznutia podchladených kvapiek dažďa, hmly alebo mrholenia. Kôra ľadu môže dosiahnuť hrúbku niekoľkých centimetrov a zmeniť sa na skutočnú katastrofu: stáva sa nebezpečnou pre chodcov, vozidlá, zlomí konáre stromov, zlomí drôty atď.
O ďalších javoch rozhoduje tzv. Čierny ľad sa zvyčajne vyskytuje po topení alebo daždi v dôsledku chladu, keď teplota prudko poklesne pod 0 ° C. Mrzne sneh, dážď alebo mrholenie. Ľad sa vytvára aj vtedy, keď tieto kvapalné zrážky padajú na vysoko podchladený povrch Zeme, čo tiež spôsobuje ich zamrznutie. Glazúrový ľad je teda ľad na zemskom povrchu, ktorý vznikol v dôsledku zamrznutia mokrého snehu alebo tekutých zrážok.
Oblačnosť sa oneskorením, výstupom na zemský povrch, odráža a rozptyľuje. Mraky zároveň zachytávajú tepelné žiarenie zemského povrchu do atmosféry. Preto nie je vplyv oblačnosti veľmi veľký.
- Vodná para je plynný stav agregácie vody. Nemá farbu, chuť ani vôňu. Vodná para - v čistej forme alebo v zložení vlhkého plynu - ktorá je v termodynamickej rovnováhe s povrchom vlhkej látky, sa nazýva rovnovážna vodná para.
Obsiahnuté v troposfére.
Tvoria ho molekuly vody počas odparovania.
Keď vodná para vstupuje do vzduchu, vytvára rovnako ako všetky ostatné plyny určitý tlak, ktorý sa nazýva čiastočný. Vyjadruje sa v jednotkách tlaku - pascaloch.
Vodná para môže prechádzať priamo do tuhej fázy (desublimácia) - do ľadových kryštálov. Množstvo vodnej pary v gramoch obsiahnuté v 1 kubickom metri sa nazýva absolútna vlhkosť vzduchu.
Súvisiace koncepty
Hustota vzduchu je hmotnosť plynu v zemskej atmosfére na jednotku objemu alebo špecifická hmotnosť vzduchu za prírodných podmienok. Hustota vzduchu je funkciou tlaku, teploty a vlhkosti. Štandardná hodnota hustoty vzduchu na úrovni mora v súlade s medzinárodnou štandardnou atmosférou je zvyčajne 1,2250 kg / m³, čo zodpovedá hustote suchého vzduchu pri 15 ° C a tlaku 101330 Pa.
Spaľovanie je zložitý fyzikálno-chemický proces premeny počiatočných látok na produkty spaľovania v priebehu exotermických reakcií sprevádzaný intenzívnym uvoľňovaním tepla. Chemická energia uložená v zložkách pôvodnej zmesi sa môže tiež uvoľňovať vo forme tepelného žiarenia a svetla. Žiariaca oblasť sa nazýva plameň predný alebo jednoducho plameň.
Kvapalné hélium je kvapalný stav agregácie hélia. Je to bezfarebná priehľadná kvapalina vriaca pri teplote 4,2 K (pre izotop 4He pri normálnom atmosférickom tlaku). Hustota tekutého hélia pri teplote 4,2 K je 0,13 g / cm3. Má nízky index lomu, takže je ťažké ho vidieť.
Plyn alebo plynný stav (z holandčiny. Plyn, siaha až do starogréčtiny. Χάος (háos)) - jeden zo štyroch základných agregovaných stavov hmoty, ktorý sa vyznačuje veľmi slabými väzbami medzi jeho základnými časticami (molekulami, atómami alebo iónmi), a ich veľká mobilita. Častice plynu sa pohybujú takmer voľne a chaoticky v intervaloch medzi zrážkami, počas ktorých dochádza k prudkej zmene povahy ich pohybu.
Vapor-liquid-crystal alebo VLC (v anglickej literatúre - vapor-liquid-solid - VLS)) je rastový mechanizmus jednorozmerných štruktúr, ako sú napríklad nanohustky, v procese chemickej depozície z pár. Rast kryštálov v dôsledku ukladania pár je zvyčajne veľmi pomalý. Je však možné zaviesť na povrch kvapky katalyzátora schopného adsorbovať látku z plynu do stavu presýtenej taveniny, z ktorej bude kryštalizovať na substrát. Teda fyzické ...
Klimatizácia - automatická údržba všetkých alebo jednotlivých parametrov vzduchu (teplota, relatívna vlhkosť, čistota, rýchlosť vzduchu) v uzavretých miestnostiach s cieľom zabezpečiť optimálne klimatické podmienky, ktoré sú najpriaznivejšie pre blahobyt ľudí, udržiavať technologický proces a zaistenie bezpečnosti.
Pyrolýzny kotol je typom tuhého paliva, spravidla ide o teplovodný kotol, v ktorom sa palivo (napríklad palivové drevo) a prchavé látky z neho unikajúce spaľujú osobitne. Názov plynový kotol sa zvyčajne používa ako synonymum a niekedy sa rozlišuje. V skutočnosti pyrolýza (rozklad a čiastočné splyňovanie zahrievaním) nastáva pri akomkoľvek spôsobe spaľovania tuhých fosílnych palív.
Parný čistič (niekedy parný generátor) je zariadenie, ktoré sa používa na čistenie a dezinfekciu povrchov a materiálov odolných voči horúcej pare.
Ušľachtilé plyny (tiež inertné alebo vzácne plyny) sú skupinou chemických prvkov s podobnými vlastnosťami: za normálnych podmienok sú to bezfarebné jednoatómové plyny bez zápachu a chute s veľmi nízkou chemickou reaktivitou. Medzi vzácne plyny patrí hélium (He), neón (Ne), argón (Ar), kryptón (Kr), xenón (Xe) a rádioaktívny radón (Rn). Formálne je do tejto skupiny zahrnutý aj nedávno objavený Oganeson (Og), ale jeho chemické vlastnosti sa len ťažko skúmali.
Absorpcia (lat. Absorptio from absorbere - absorbovať) - absorpcia sorbátu celým objemom sorbentu. Je to zvláštny prípad sorpcie.
Chladnička (chémia) je laboratórne zariadenie na kondenzáciu pár kvapalín počas destilácie alebo ohrievania (varu). Používa sa na oddestilovanie rozpúšťadiel z reakčného média, na rozdelenie zmesí kvapalín na zložky (frakčná destilácia) alebo na čistenie kvapalín destiláciou.
Odkazy v literatúre (pokračovanie)
Parivá voda je vodná para v pórovom priestore pôdy. Relatívna vlhkosť pôdneho vzduchu je takmer vždy blízka jeho nasýteniu vodnými parami, a to aj vtedy, keď pôdna vlhkosť presahuje svoju maximálnu hygroskopicitu, ale prakticky sa rovná 100%. Akýkoľvek pokles teploty vedie ku kondenzácii vodnej pary a jej prenosu do kvapalného stavu, zvýšenie teploty vedie k opačnému procesu. Pohyb vodnej pary v pórovom priestore pôdy je určený tlakom pár (z oblastí s vysokým tlakom pár do oblastí s nižšou elasticitou), ako aj spolu s prúdením vzduchu. Parivá voda je pre rastliny neprístupná, ale jej prítomnosť v pôde je dôležitá v tom zmysle, že zabraňuje vysušeniu koreňov rastlín.
Aktivácia uhlia sa môže uskutočniť úpravou parou alebo špeciálnymi chemickými činidlami. Aktivácia pary sa vykonáva pri teplote 800–1000 ° C za prísne kontrolovaných podmienok. Zároveň na povrchu pórov dochádza k chemickej reakcii medzi vodnou parou a uhlím, v dôsledku čoho sa vytvorí rozvinutá štruktúra pórov a zväčší sa vnútorný povrch uhlia. Týmto spôsobom je možné získať uhlie s rôznymi adsorpčnými vlastnosťami.
Vo výsledku musela takmer všetka vodná para zo zloženia sopečných plynov skondenzovať a vytvoriť hydrosféru. Do tohto primárneho oceánu prešli ďalšie zložky sopečných plynov, ktoré sa rozpúšťali vo vode - väčšina oxidu uhličitého, „kyslých výparov“, oxidov síry a časť amoniaku. Výsledkom bolo, že primárna atmosféra (obsahujúca - v rovnováhe s oceánom - vodné pary, CO2, CO, CH4, NH3, H2S, inertné plyny a ktorá sa redukuje) zostala riedka a teplota na povrchu planéty sa nijako neodchyľovala významnou cestou z bodu radiačnej rovnováhy, ktorá zostáva v existencii kvapalnej vody. To predurčilo jeden z hlavných rozdielov medzi Zemou a ostatnými planétami. Slnečná sústava - stála prítomnosť hydrosféry na ňom.
2) relatívna vlhkosť vzduchu (percento skutočného obsahu vodnej pary v 1 m3 vzduchu k potenciálu pri danej teplote). Keď je vodná para v atmosfére zjavná, možno to pozorovať ako:
Pri disociácii vodných pár (prenikajú do oblúkovej zóny zo vzduchu, toku atď.), Ktoré sa vyvíjajú v zváracej zóne pod vplyvom vysokej teploty, vzniká ďalší plyn - vodík. Môže byť molekulárny aj atómový a druhý sa dobre rozpúšťa v roztavenom kove, najmä pri zvyšovaní teploty. Keď stúpne na 2 400 ° C, množstvo vodíka je 43 cm3 na 100 g kovu (to je maximálna hodnota).
Vlhkosť vzduchu, rozlišujte medzi absolútnou a relatívnou vlhkosťou vzduchu. Na charakterizáciu absolútnej vlhkosti použite hodnotu parciálneho tlaku vodnej pary vo vzduchu, ktorá sa nazýva tlak vodnej pary. Hraničná hodnota pružnosti zodpovedá maximálnemu možnému nasýteniu vzduchu vodnou parou. Čím vyššia je teplota, tým vyššia je hodnota konečnej elasticity.
Je potrebné poznamenať, že v atmosférickom vzduchu je okrem plynov aj určité množstvo vodnej pary. Množstvo vody obsiahnuté v 1 m3 vzduchu sa zvyčajne definuje ako absolútna vlhkosť. Jeho jednotka merania je g / m3.
Možno prvá atmosféra Zeme obsahovala veľa vodíka, metánu a amoniaku, čo pripomínalo zloženie atmosféry vonkajších planét slnečnej sústavy. Postupom času sa tieto prvky pridávali do vodnej pary a oxidu uhličitého, uvoľňovaného pri odplyňovaní novovzniknutých hornín. Voda spočiatku zostávala vo forme pary, kým ju atmosférické teplo nenechalo skondenzovať. Na druhej strane je rovnako pravdepodobné, že primárna atmosféra vodíka, metánu a amoniaku bola slnečným žiarením skoro „vyfúknutá“ skoro po svojom vzniku a prvá stabilná atmosféra Zeme sa vytvorila hlavne z oxidu uhličitého a vodnej pary uvoľnenej z hlbiny cez fumaroly a sopky. V každom prípade voda, ktorá pri ochladení Zeme kondenzovala a pršala, nepochybne obsahovala v nej rozpustené molekuly amoniaku, metánu a vodíka. Keď bolo toto riešenie vystavené účinkom vysokej energie, ako sú napríklad údery blesku alebo ultrafialové žiarenie zo slnka, mohli by nastať chemické reakcie, ktoré uľahčili syntézu zložitých organických zlúčenín, ako sú aminokyseliny, materiál, z ktorého sú vyrobené živé látky.
Vedci z oblasti biochemikov sa rozhodli túto hypotézu otestovať a v polovici minulého storočia sa prvýkrát pokúsili uskutočniť sériu experimentov o spontánnu generáciu života. Postavili laboratórne zariadenie z dvoch komunikujúcich nádob, z ktorých jedna obsahovala vodu a druhá - model atmosféry primitívnej Zeme zo zmesi plynov: vodík, metán, amoniak a vodná para. Keď vedci vytvorili v takejto atmosfére miniatúrnu búrku, ktorá prešla radom elektrických výbojov, voda v nádobe zhnedla a jej chemická analýza ukázala, že sa tam tvorilo veľa „tehál“ živej hmoty - aminokyseliny a iné organické molekuly . Pri dlhodobom obehu a nepretržitom vystavení elektrickým výbojom sa zmes sfarbila do ružova a po chvíli stmavla a zmenila farbu na špinavo červenú. Podrobné analýzy preukázali, že sa v ňom objavili aminokyseliny, ktoré sú prvkami bielkovinových molekúl.
Objem vodnej pary v produktoch spaľovania pozostáva z niekoľkých zložiek: vodná para tvorená pri spaľovaní vodíka v palive, odparená vlhkosť v palive a nakoniec vlhkosť privádzaná do pece spolu s teoreticky potrebným množstvom vzduchu:
Voda, ako všetci dobre vieme, môže mať plynný stav a takáto prchavá voda sa nazýva para. Vo vzduchu je vždy určité množstvo vodnej pary. Zobrali sme napríklad jeden kubický meter vzduchu, preskúmali sme a zistili, že v tomto kubickom metre je 10 g vody. Toto množstvo vody sa nazýva absolútna vlhkosť vzduchu. To znamená, že absolútna vlhkosť testovaného vzduchu je 10 g / m3. Alebo možno 20 g / m3? Teoreticky to môže, ale je nemožné jednoznačne odpovedať na túto otázku.
Ak je teplý vzduch nasýtený vodnou parou, potom najmenší pokles teploty okamžite spôsobí usadzovanie týchto pár vo forme rosy. „Rosný bod“ - teplota, pri ktorej sa vodná para mení na kvapky - čím viac sa priblíži k samotnej teplote vzduchu, tým vyššia je jeho vlhkosť.
Ďalšou nevýhodou tohto vývoja udalostí je narušenie prirodzenej difúzie vodnej pary, ktorá v chladnom počasí spôsobí kondenzáciu pár na vnútornom povrchu hlavnej steny. Pretože vlhkosť nebude mať kam ísť, povedie to k tomu, že štruktúra začne vlhnúť, na jej povrchu a v hrúbke sa budú vyvíjať mikroorganizmy. V dôsledku toho sa sanitárne a hygienické ukazovatele konštrukcie prudko zhoršia.
Čím vyššia je teplota vzduchu, tým viac pary sa vyžaduje na jeho úplné nasýtenie. Z hľadiska hygieny najviac nevyhnutné má relatívnu vlhkosť. Poskytuje predstavu o stupni nasýtenia vzduchu vodnou parou a naznačuje možnosť prenosu tepla odparením. V podmienkach nedostatku vlhkosti vzduchu sa bude teplo počas potenia uvoľňovať intenzívnejšie.
Ako som vám však už povedal, mám určité množstvo balastu, ktoré v prípade urgentnej potreby umožní ešte rýchlejšie stúpanie. Ventil v hornej časti gule je iba poistný ventil. Balón obsahuje vždy rovnaké množstvo vodíka. K stúpaniu a klesaniu, opakujem, dochádza iba v dôsledku zmeny jeho teploty. A teraz vám, páni, chcem povedať ešte jednu podrobnosť: spaľovaním vodíka a kyslíka na konci horáka sa vytvára vodná para; tak som dodal nižšia časť valcová skrinka s ventilom prevádzkovaným pri tlaku dvoch atmosfér; preto, keď para dosiahne tento tlak, automaticky unikne sama.
Vodík vo zváracej zóne vzniká pri disociácii vodnej pary pri vysokých teplotách oblúka. Vodná para vstupuje do oblúkovej zóny z vlhkosti v povrchu elektródy alebo z toku, hrdze a okolitého vzduchu. Molekulárny vodík sa rozkladá na atómový vodík, ktorý sa dobre rozpúšťa v roztavenom kove. Rozpustnosť vodíka v železe do značnej miery závisí od teploty kovu. Pri teplote 2 400 ° C dosahuje saturácia svoju maximálnu hodnotu (43 cm3 vodíka na 100 g kovu). Pri vysokej rýchlosti ochladzovania kovu vodík prechádza z atómového stavu do molekulárneho, ale nemá čas na úplné oddelenie od kovu. To spôsobuje pórovitosť a malé praskliny. Zníženie účinku vodíka na kvalitu zvaru sa dosahuje sušením a kalcináciou zváracích materiálov, ich čistením od hrdze a ochranou oblúkovej zóny.
Na organizmus psa má významný vplyv percento kyslíka, oxidu uhličitého, dusíka, vodnej pary vo vzduchu, jeho teplota, vlhkosť, ako aj atmosférický tlak, prítomnosť vetra, zrážok, prachu.
Atmosféra pozostáva zo 78% dusíka a 21% kyslíka, zvyšné 1% pripadá na všetky ostatné látky: inertné a iné plyny (vrátane oxidu uhličitého CO2 - 0,03%), vodná para a ďalšie aerosóly (tzv. Prach a kvapalné častice) v pozastavení). Toto zloženie sa prakticky nemení až do výšky niekoľkých desiatok kilometrov. Moderná atmosféra je z veľkej časti produktom živej hmoty biosféry (vrstva živej hmoty, podľa VI Vernadského - „film života“). Úplná obnova kyslíka planéty živou hmotou nastáva za 5200–5800 rokov. Celá masa kyslíka je asimilovaná živými organizmami asi za 2 tisíc rokov a všetok oxid uhličitý za 300–395 rokov.
Najpravdepodobnejšími uchádzačmi o úlohu starých skleníkových plynov sú oxid uhličitý (CO2), metán (CH4), amoniak (NH3), oxid dusný (N2O), karbonylsulfid (OСS) a nepriamo dusík (N2). . (Vysoký parciálny tlak dusíka rozširuje adsorpčné zóny molekúl CO2, CH4 a vodných pár.) NH3, ktorému Sagan a Mullen pridelili úlohu skleníkového plynu, ako aj N2O a OСS, možno zo zoznamu vypustiť. okamžite: tieto plyny sa ultrafialovým žiarením ľahko zničia a hromadia sa v atmosfére v dostatočne veľkom množstve. Ale N2, CO2 a CH4 sú nielen stabilné, ale tiež sa uvoľňujú vo významných objemoch počas odplyňovania plášťa (podvodné a suchozemské sopky, metamorfóza) a v procese vitálnej činnosti rôznych mikróbov, a preto môžu nasýtiť archeanskú atmosféru. Na vytvorenie viditeľného skleníkového efektu v ére Archeanu by však bolo potrebných najmenej 3% oxidu uhličitého (takmer stokrát viac ako dnes). Pri takýchto koncentráciách by sa však tento plyn kondenzoval do oblakov, ktoré odrážajú slnečné lúče, a pri ochladzovaní planéty by sa usadzoval v snehových čiapkach pri póloch, ako na Marse. Okrem toho by pri vysokých koncentráciách oxidu uhličitého (~ 1%) boli ultrafialové lúče jeho molekulami čiastočne absorbované a čiastočne rozptýlené a nedošlo by k hmotnostne nezávislej frakcionácii stabilných izotopov síry. A v archeanských paleosóloch nie je takmer žiadny siderit a tento uhličitan železa sa musel jednoducho hromadiť pri vysokom parciálnom tlaku CO2.
Na zníženie obsahu vlhkosti v oxide uhličitom sa odporúča inštalovať fľašu s ventilom dole a po 15 minútach usadenia opatrne otvoriť ventil a uvoľniť vlhkosť z fľaše. Pred zváraním je potrebné z bežne inštalovaného valca uvoľniť malé množstvo plynu, aby sa odstránil vzduch zachytený vo valci. Časť vlhkosti sa zadržiava v oxide uhličitom vo forme vodnej pary, čo zhoršuje kvalitu švu počas zvárania. Okrem toho pri výstupe z valca z dôvodu prudkej expanzie teplota oxidu uhličitého klesá a vlhkosť, ktorá sa ukladá v reduktore, upcháva kanály a dokonca úplne uzatvára výstup plynu. Aby sa zabránilo zamrznutiu vlhkosti, je medzi valcom a reduktorom nainštalovaný elektrický ohrievač.
Ľudia nemajú o nič menšie šťastie na správanie sa vody počas odparovania. Počas odparovania sa voda (para) premení na takmer jednoduchý plyn, ktorého hustota je menšia ako hustota vzduchu, a preto je voda schopná nasýtiť zemskú atmosféru svojimi molekulami, čo vytvára pre človeka príjemné poveternostné podmienky. Keby bola vodná para viditeľne ťažšia ako vzduch, potom by bol povrch celej Zeme pokrytý večnou vrstvou hmly. Život na takejto planéte je ťažké si predstaviť.
Klasickým príkladom takejto výmeny je kolobeh vody v prírode. Vďaka schopnosti fázových prechodov je voda v klimatickom systéme prítomná v rôznych formách. Vodná para a najmenšie častice oblaku sú „autorizovanými zástupcami“ vody v atmosfére, sneh a ľad majú v kryosfére rovnakú úlohu. Hydrosféra je svojou podstatou kráľovstvom vody, dokonca aj telami mnohých živých organizmov. veľká časť (ľudia - o 70-80%) pozostáva z vody. Každý fázový prechod je sprevádzaný spotrebou alebo uvoľnením tepla (energie); v takom prípade je zachovaná celková hmotnosť vody v celom systéme, ale dochádza k prerozdeleniu hmôt v jej zložkách (obr. 5 a obr. 1 farebnej vložky).
Na sušenie tekutých výrobkov na horúcom povrchu v tenkej vrstve sa používa vodivá metóda. V tomto prípade sú horúcim povrchom duté valčeky, vo vnútri ktorých cirkuluje vodná para. Valcové sušenie sa môže uskutočňovať pri atmosférickom tlaku alebo vo vákuu.
Stacionárny psychrometer August (obrázok 1.3) sa skladá z dvoch rovnakých alkoholových teplomerov. Zásobník jedného z nich (mokrý) je zabalený do hygroskopickej látky, ktorej koniec je ponorený do pohára naplneného destilovanou vodou. Vlhkosť namiesto odparovania prúdi cez tkaninu do zásobníka tohto teplomeru. Iný teplomer (suchý) zobrazuje teplotu vzduchu. Hodnoty vlhkého teplomeru závisia od obsahu vodnej pary vo vzduchu, pretože s poklesom ich hmotnosti na jednotku objemu sa zvyšuje odparovanie vody z navlhčeného tkaniva, v dôsledku čoho sa nádrž ochladzuje vo väčšej miere . Po stanovení odpočtov teplomerov a teplotného rozdielu sa relatívna vlhkosť vzduchu zistí podľa psychrometrickej tabuľky použitej na telo psychrometra. Voda sa odparuje z povrchu kambriku, absorbuje teplo, v dôsledku čoho je hodnota vlhkého teplomeru menšia ako hodnota suchého teplomeru.
Prvým dôvodom je, že sa zviera živí rastlinami a rastliny tieto látky obsahujú. Prečo sú rastliny zložené z týchto látok? Rastliny sú obklopené atmosférou, vodou a vodnými parami; zapustia korene do pôdy. Preto musia obsahovať tieto látky. Totiž: voda dáva rastline vodík a kyslík. Pôda, ktorá sa vo vode rozpúšťa, obsahuje predovšetkým vápnik, fosfor, chlór, síru, sodík, draslík, fluór, horčík, železo, kremík, mangán, hliník atď. V atmosfére sa nachádza kyslík, uhlík a dusík. V zanedbateľnom množstve obsahuje pôda a jej voda aj ďalšie prvky, ale ich množstvo je malé, pretože ide o vzácne látky alebo sú ťažké a skryté v útrobách zeme, a preto sú pre rastliny málo dostupné. Ak by na povrchu Zeme a v atmosfére prevládali ďalšie prvky, potom by bolo zloženie živočíchov a rastlín odlišné.
Parafín - zmes tuhých uhľovodíkov - sa uvoľňuje kryštalizáciou z takzvanej parafínovej hmoty - zmesi tuhých a kvapalných uhľovodíkov, ktoré sa získavajú destiláciou vykurovacieho oleja parou z určitých druhov oleja bohatého na príslušné tuhé uhľovodíky. Parafín sa v súčasnosti široko používa nielen v priemysle, ale aj v medicíne (parafínová terapia). Zvyšok po destilácii vyššie uvedených frakcií z vykurovacieho oleja, ktorý sa po určitom spracovaní nazýva decht alebo ropná smola, sa široko používa v stavba ciest (ropa alebo umelý asfalt).
Atmosférický vzduch navyše obsahuje argón, hélium, neón, kryptón, vodík, xenón a ďalšie plyny. Ozón, oxid dusíka, jód, metán a vodná para sú v atmosférickom vzduchu prítomné v malom množstve.
Medzi priemyselné riziká patria aj nepriaznivé parametre mikroklímy pracovného prostredia, vodná para generovaná pri varení a umývaní riadu, múčny prach, produkty tepelného rozkladu tuku vznikajúce pri vyprážaní a pečení cukroviniek.
Eurolan DS1 je tekutá suspenzia na syntetickom základe pripravená na použitie, ktorá vytvára elastický izolačný film. Materiál poskytuje požadovanú ochranu pred vodnými parami na rôznych podkladoch. Má difúzny odpor, vysokú priľnavosť, pevnosť v ťahu až 450%, odolnosť voči vlhkosti. Materiál Eurolan DS1 sa nanáša v 2–3 vrstvách striekaním na vysušenú vrstvu Superflex 1.
Dobre sa rozpúšťa vo vode, je nehorľavý, ale pri zahriatí môže nádoba explodovať. Otrava nastáva hmlou kyseliny chlorovodíkovej, ktorá vzniká pri interakcii plynu s vodnou parou vo vzduchu. Výpary pôsobia na telo dýchacím systémom a pokožkou a poskytujú silne dráždivý účinok na dýchací systém. V ľudskom tele spôsobuje poškodenie buniek a nekrózu. Akútna otrava je sprevádzaná chrapotom, dusením, výtokom z nosa a kašľom. Pri vysokých koncentráciách - podráždenie slizníc, zápal spojiviek, zakalenie rohovky, udusenie, sipot, zvracanie, strata vedomia. Popáleniny, ktoré sú veľmi dráždivé pre pokožku, zvyčajne spôsobujú silný pľuzgierovitý zápal. Dlhodobé vystavenie nízkym koncentráciám spôsobuje katary horných dýchacích ciest, rýchle ničenie zubnej skloviny, ulcerácie nosovej sliznice. Maximálna prípustná koncentrácia v pracovných miestnostiach je 0,005 g / m3, pri 0,015 mg / m3 dochádza k podráždeniu slizníc horných dýchacích ciest, koncentrácie 0,05-0,07 mg / m3 sú ťažko tolerované.
Hygrofyty sú rastliny žijúce na miestach, kde je vzduch nasýtený vodnými parami, a pôda obsahuje veľa kvapôčkovo-tekutej vlhkosti - na zatopených lúkach, močiaroch, na vlhkých tienistých miestach v lesoch, na brehoch riek a jazier. Hygrofyty odparujú veľa vlhkosti v dôsledku priedušiek, ktoré sa často nachádzajú na oboch stranách listu. Korene sú mierne rozvetvené, listy sú veľké.
VODNÁ PARA... Para je plynné telo, ktoré sa získava z kvapaliny pri vhodnej teplote a tlaku. Všetky plyny m. B. sú skvapalnené, a preto je ťažké určiť hranicu medzi plynmi a parami. V technológii sa para považuje za plynné teleso, ktorého stav nie je ďaleko od premeny na kvapalinu. Pretože existujú značné rozdiely vo vlastnostiach plynov a pár, je tento rozdiel z hľadiska celkom vhodný. Vodná para je najdôležitejšou parou používanou v technológii. Používajú sa ako pracovná tekutina v parných strojoch (parné stroje a parné turbíny) a na kúrenie a kúrenie. Vlastnosti pary sú mimoriadne odlišné v závislosti od toho, či je para zmiešaná s kvapalinou, z ktorej sa vyrába, alebo je z nej oddelená. V prvom prípade sa para nazýva nasýtená, v druhom prípade prehriata. V technológii sa pôvodne využívala takmer výlučne nasýtená para, v súčasnosti sa v parných strojoch široko používa prehriata para, ktorej vlastnosti sa preto starostlivo skúmajú.
I. Nasýtená para. Procesu odparovania lepšie porozumejú grafické obrázky, napríklad diagram v súradniciach p, v (špecifický tlak v kg / cm 2 a špecifický objem v m 3 / kg). (0106) Na obr. 1 schematicky znázorňuje proces odparovania pre 1 kg vody. Bod a 2 predstavuje stav 1 kg vody pri 0 ° a tlaku p 2 a vodorovná os tohto bodu predstavuje objem tohto množstva, súradnica predstavuje tlak, pod ktorým sa voda nachádza.
Krivka 2 aa 1 ukazuje zmenu objemu 1 kg vody so zvyšujúcim sa tlakom. Tlak v bodoch a 2, a a 1 sa rovná p 2, p, p 1 kg 1 cm2. V skutočnosti je táto zmena veľmi malá a v technických záležitostiach je možné merný objem vody považovať za nezávislý od tlaku (tj. Čiaru a 2 aa 1 môžeme považovať za priamku rovnobežnú s osou súradnice). Ak zohrejete odoberané množstvo vody a udržujete konštantný tlak, potom teplota vody stúpa a pri určitej hodnote začne vodu odparovať. Keď sa voda ohreje, jej špecifický objem sa teoreticky trochu zvýši (minimálne od 4 °, t. J. Od teploty s najvyššou hustotou vody). Preto budú body začiatku odparovania pri rôznych tlakoch (p 2, p, p 1) ležať na inej krivke b 2 bb 1. V skutočnosti je toto zvýšenie objemu vody so zvýšením teploty nepodstatné, a preto pri nízkych tlakoch a teplotách možno špecifický objem vody považovať za konštantnú hodnotu. Špecifické objemy vody v bodoch b 2, b, b 1 sú označené v „2, v“, v „1; krivka b 2 bb 1 sa nazýva dolná hraničná krivka. Určuje sa teplota, pri ktorej začína odparovanie. tlakom, pod ktorým je ohriata voda. Po celú dobu odparovania sa táto teplota nemení, ak tlak zostáva konštantný. Z toho vyplýva, že teplota nasýtenej pary je funkciou iba tlaku p. Uvažujme o ľubovoľnej priamke predstavujúcej odparenie napríklad bcd, vidíme, že objem zmesi pary a kvapaliny v procese odparovania sa zvyšuje so zvyšovaním množstva odparenej vody. V určitom okamihu d zmizne všetka voda a získa sa čistá para; body d pre rôzne tlaky tvoria určitú krivku d 1 dd 2, ktorá sa volá krivka hornej hranicealebo krivka suchej nasýtenej pary; para v tomto stave (keď sa odparovanie vody práve skončilo) sa nazýva suchá nasýtená para... Ak pokračujete v ohrievaní po bode d (smerom k niektorému bodu e) a udržujete konštantný tlak, teplota pary začne stúpať. V tomto stave sa para nazýva prehriata. Získajú sa teda tri oblasti: napravo od vedenia d 1 dd 2 - oblasť prehriatej pary, medzi potrubím b 1 bb 2 a d 1 dd 2 - oblasť nasýtenej pary a naľavo od potrubia b 1 bb 2 - oblasť vody v kvapalnom stave. V určitom prechodnom bode c sa nachádza zmes pary a vody.
Na charakterizáciu stavu tejto zmesi slúži množstvo x pary v nej obsiahnutej; pri hmotnosti zmesi 1 kg (rovnajúcej sa hmotnosti odobratej vody) sa táto hodnota x nazýva podiel pary v zmesialebo obsah pary v zmesi; množstvo vody v zmesi bude (1-x) kg. Ak v "m 3 / kg je špecifický objem suchej nasýtenej pary pri teplote t a tlaku p kg / cm 2 a objem vody za rovnakých podmienok je v", potom objem zmesi v možno zistiť vzorec:
Objemy v "a v", a teda aj ich rozdiel v "-v", sú funkciami tlaku p (alebo teploty t). Forma funkcie, ktorá určuje závislosť p na t pre vodné pary, je veľmi zložitá; pre tento vzťah existuje veľa empirických výrazov, všetky však platia iba pre niektoré obmedzené intervaly nezávislej premennej t. Regnault pre teploty od 20 do 230 ° dáva vzorec:
V dnešnej dobe sa často používa Dupre-Hertzov vzorec:
kde k, m a n sú konštanty.
Schule dáva tento vzorec v nasledujúcej forme:
a pre teplotu:
a) medzi 20 a 100 °
(p - v kg / cm 2, T - absolútna teplota pary);
b) medzi 100 a 200 °
c) medzi 200 a 350 °
Charakter krivky tlaku p p ako funkcia teploty je znázornený na obr. 2.
V praxi priamo používajú tabuľky, ktoré dávajú vzťah medzi p a t. Tieto tabuľky sú zostavené na základe presných experimentov. Na zistenie konkrétnych objemov suchej nasýtenej pary existuje teoreticky odvodený Clapeyron-Clausiusov vzorec. Môžete tiež použiť Mollierov empirický vzorec:
Množstvo tepla q potrebné na zohriatie 1 kg vody z 0 na t ° (začiatok odparovania) sa vyjadruje takto:
kde c je tepelná kapacita vody, ktorá sa v širokých medziach málo líši od jednoty; preto sa používa približný vzorec:
Avšak už Regnault bol presvedčený o znateľnom zvýšení c pri vysokých teplotách a dal výraz pre q:
IN moderné časy pre s sú uvedené nasledujúce údaje (Dieterichiho vzorec):
Pre priemernú tepelnú kapacitu s m v rozmedzí od 0 do t ° je uvedený výraz:
Údaje experimentov Nemeckého ústavu pre fyziku a techniku \u200b\u200bsa trochu líšia od tohto vzorca, ktorého pozorovania dávajú nasledujúce hodnoty c:
Aby sa voda ohriata na teplotu premenila na paru, musíte tiež minúť určité množstvo tepla r, ktoré sa nazýva latentné odparovacie teplo.
V súčasnosti je tento výdaj tepla rozdelený na 2 časti: 1) teplo Ψ, prechod na vonkajšiu prácu zvyšovania objemu pri prechode vody na paru (vonkajšie latentné teplo odparovania), a 2) teplo going, prechod na vnútorná práca oddeľovania molekúl, ku ktorej dochádza pri odparovaní vody (vnútorné latentné teplo odparovania). Vonkajšie latentné teplo odparovania
kde A \u003d 1/427 je tepelný ekvivalent mechanickej práce.
Touto cestou
Pre r je uvedený nasledujúci vzorec (na základe experimentov Nemeckého fyzikálneho a technologického ústavu):
Celkové odparovacie teplo λ, to znamená množstvo tepla potrebného na premenu vody odobratej pri 0 ° na paru pri teplote t, je samozrejme q + r. Regnault dal pre λ nasledujúci vzorec:
tento vzorec poskytuje výsledky blízke najnovším experimentálnym údajom. Shule dáva:
Vnútorná energia u voda pri 0 ° sa považuje za nulovú. Aby sme zistili jeho prírastok pri ohreve vody, je potrebné zistiť podstatu zmeny merného objemu vody so zmenou tlaku a teploty, teda tvar kriviek a 2 aa 1 a b 2 bb 1 (obr. 1). Najjednoduchším predpokladom by bolo prijať tieto čiary ako priame čiary a navyše sa navzájom zhodovať, tj. Prijať špecifický objem vody v „ako konštantnú hodnotu, ktorá nezávisí ani od tlaku, ani od teploty (v“). \u003d 0,001 m 3 / kg). Za tohto predpokladu všetko teplo vynaložené na ohrev kvapaliny, t. J., Ide na zvýšenie vnútornej energie (pretože sa pri tomto ohreve nevykonáva žiadna vonkajšia práca). Tento predpoklad je však platný iba pre relatívne nízke tlaky (Zeinerove tabuľky sú uvedené pre tlaky 20 kg / cm 2). Moderné tabuľky (Mollier a kol.) Dosiahnutie kritického tlaku (225 kg / cm 2) a teploty (374 °) samozrejme nemôže ignorovať zmeny v objeme vody (konkrétny objem vody pri kritickom tlaku a kritickej teplote je 0,0031 m2 / kg, t. J. Viac ako trikrát viac ako pri 0 °). Ale Stodola a Knoblauch ukázali, že vyššie uvedený Dietericov vzorec pre kvantitu q udáva presne veľkosť zmeny vnútornej energie (a nie kvantitu q); rozdiel medzi týmito hodnotami do tlaku 80 kg / cm 2 je však zanedbateľný. Preto pre vodu predpokladáme vnútornú energiu rovnajúcu sa teplu kvapaliny: u "\u003d q. Počas doby odparovania sa vnútorná energia zvyšuje o hodnotu vnútorného latentného tepla vyparovania ϱ, tj. Energiu suchého nasýtené pary budú: 
(Obr. 3).
Pre zmes s pomerom pár x dostaneme nasledujúci výraz:
Teplotná závislosť odparovacieho tepla a tlaku je znázornená na obr. 3.
Mollier zaviedol do technickej termodynamiky termodynamickú funkciu i, definovanú rovnicou a vyvolanú obsah tepla... Pre zmes s pomerom pary x to dá:
alebo po odliatí:
pre vodu (x \u003d 0) sa ukazuje:
pre suchú nasýtenú paru:
Hodnota produktu APv „je veľmi malá v porovnaní s hodnotou q (a ešte viac v porovnaní s hodnotou q + r \u003d λ); preto môžeme brať
V Mollierových tabuľkách preto nie sú uvedené hodnoty q a λ, ale hodnoty i "a i" ako funkcia p alebo t °. Entropia nasýtených pár sa nachádza podľa jej diferenciálu, výraz dQ pre všetky telesá má tvar:
Pre nasýtenú paru
Prvým výrazom je zvýšenie entropie vody pri zahrievaní, druhým výrazom je zvýšenie entropie zmesi počas odparovania. Za predpokladu
dostať 
alebo integráciou:
Všimnite si, že pri výpočte s sa zvyčajne zanedbáva a predpokladá sa „zmena špecifického objemu v“. Na vyriešenie všetkých otázok týkajúcich sa nasýtených pár použite tabuľky. Za starých čias sa Zeinerove stoly používali v technológiách, dnes sú zastarané; môžete použiť stoly Schüle, Knoblauch alebo Mollier.
Vo všetkých týchto tabuľkách sú tlaky a teploty uvádzané do kritických podmienok. Tabuľky obsahujú nasledujúce údaje: teplota a tlak nasýtenej pary, špecifický objem vody a pary a špecifická hmotnosť pary, entropia kvapaliny a pary, tepelný obsah vody a pary, celkové latentné teplo odparovania, vnútorná energia, vnútorná a vonkajšie latentné teplo. Pre niektoré otázky (týkajúce sa napríklad kondenzátorov) sú zostavené špeciálne tabuľky s malými intervalmi tlaku alebo teploty.
Zo všetkých zmien pary je zvlášť zaujímavá adiabatická zmena; to m b. preskúmané bod po bode. Nech sa dá (obr. 4) počiatočný bod 1 adiabatu, určený tlakom p 1 a podielom pary x 1; je potrebné zistiť stav pary v bode 2 ležiacej na adiabate prechádzajúcom bodom 1 a stanovený tlakom p 2. Na nájdenie x 2 je vyjadrená podmienka rovnosti entropií v bodoch 1 a 2:
V tejto rovnici sa hodnoty s "1, r 1 / T 1, s" 2 a r 2 / T 2 nachádzajú z daných tlakov p 1 a p 2, udáva sa podiel pary x 1 a iba x 2 nie je známe. Špecifický objem v -2 v bode 2 je určený vzorcom:
Hodnoty v "" 2 a v "2 sa nachádzajú z tabuliek. Vonkajšia práca uvažovanej adiabatickej zmeny sa zistí rozdielom medzi vnútornými energiami na začiatku a na konci zmeny:
Pre zjednodušenie výpočtov sa pri štúdiu adiabatických zmien často používa empirická Zeinerova rovnica, ktorá vyjadruje adiabat ako polytropický:
Exponent μ je vyjadrený ako počiatočný podiel pary x 1 takto:
Tento vzorec je použiteľný v rozmedzí od x 1 \u003d 0,7 do x 1 \u003d 1. Adiabatická expanzia pri počiatočnom vysokom podiele pary nad 0,5 je sprevádzaná premenou časti pary na vodu (pokles x); pri počiatočných pomeroch pár menších ako 0,5 je adiabatická expanzia sprevádzaná, naopak, odparením časti vody. Vzorce pre ostatné prípady zmeny nasýtenej pary nájdete vo všetkých učebniciach technickej termodynamiky.
II. Prehriata para. Pozornosť na prehriatu paru sa vrátila v 60. rokoch minulého storočia v dôsledku Giernových experimentov, ktoré preukázali významné výhody pri používaní prehriatej pary v parných strojoch. Ale prehriata para dosiahla svoju zvláštnu distribúciu potom, čo V. Schmitt vytvoril špeciálne konštrukcie prehrievačov špeciálne pre získavanie pary s vysokým prehriatím (300 - 350 °). Tieto prehrievače našli široké uplatnenie najskôr (1894-95) v stacionárnych parných strojoch, potom v parných strojoch a v 20. storočí v parných turbínach. V súčasnosti sa takmer žiadna inštalácia nezaobíde bez použitia prehriatej pary a prehriatie sa privedie na 400 - 420 °. Z dôvodu racionálneho využitia tak vysokého prehriatia boli starostlivo preskúmané samotné vlastnosti prehriatej pary. Pôvodnú teóriu prehriatej pary uviedol Zeiner; opieralo sa o pár experimentov Regnault. Jeho hlavné ustanovenia: 1) špeciálna forma stavovej rovnice, ktorá sa líši od rovnice pre ideálne plyny ďalším pojmom, ktorý je funkciou iba tlaku; 2) prijatie konštantnej hodnoty tepelnej kapacity c p pri konštantnom tlaku: c p \u003d 0,48. Oba tieto predpoklady sa nepotvrdili v experimentoch s vlastnosťami prehriatej pary uskutočňovaných v širšom rozmedzí. Mimoriadne dôležité boli rozsiahle experimenty Mníchovského laboratória technickej fyziky, ktoré sa začali okolo roku 1900 a pokračujú dodnes. Nová teória prehriatej pary bola uvedená v rokoch 1900-1903. Callender v Anglicku a Mollier v Nemecku, ale tiež to nebolo konečné, pretože vyjadrenie tepelnej kapacity pri konštantnom tlaku, získané z tejto teórie, úplne nesúhlasí s najnovšími experimentálnymi údajmi. Preto sa objavila celá séria nových pokusov o zostrojenie stavovej rovnice pre prehriatu paru, ktorá by bola konzistentnejšia s experimentálnymi výsledkami.
Z týchto pokusov sa stala známou Eichelbergova rovnica. Konečné zavŕšenie týchto pokusov sa našlo v novej Mollierovej teórii (1925-1927), ktorá viedla k zostaveniu jeho posledných tabuliek. Mollier prijíma veľmi dôsledný systém zápisu, ktorý sme čiastočne použili vyššie. Mollierove označenia: P - tlak v kg / m 2 abs., P - tlak v kg / cm 2 abs., V - špecifický objem v m 3 / kg, γ \u003d 1 / v špecifická hmotnosť v kg / m 3, t - teplota od 0 °, T \u003d t ° + 273 ° - absolútna teplota, A \u003d 1/427 - tepelný ekvivalent mechanickej práce, R \u003d 47,1 - plynová konštanta (pre vodnú paru), s - entropia, i - obsah tepla v Cal / kg, u \u003d i - APv - vnútorná energia v Cal / kg, ϕ \u003d s - i / T, с р - tepelná kapacita pri konštantnom tlaku, c ii p \u003d 0,47 - medzná hodnota cp pri p \u003d 0.
Symboly a odkazujú na samotnú vodu a suchú nasýtenú paru. Z Mollierovej rovnice
pomocou vzorcov vyplývajúcich z I a II zákona termodynamiky sa získajú všetky najdôležitejšie veličiny charakterizujúce prehriatu paru, t. j. s, i, u a c p. Spoločnosť Mollier predstavuje nasledujúce pomocné teplotné funkcie:
Tieto funkcie vytvárajú nasledujúce výrazy:
Vzorce na zistenie špecifického objemu a iných množstiev pre prehriatu paru sú pre výpočty pomerne komplikované a nepohodlné. Preto najnovšie Mollierove tabuľky obsahujú vypočítané hodnoty najdôležitejších veličín charakterizujúcich prehriatu paru ako funkciu tlaku a teploty. Pomocou tabuliek Mollier sú všetky problémy spojené s prehriatou parou vyriešené celkom jednoducho a s dostatočnou presnosťou. Je tiež potrebné poznamenať, že pre adiabatickú zmenu prehriatej pary v určitých medziach (do 20 - 25 kg / cm 3) si rovnica polytropnej formy zachováva svoju hodnotu: pv 1,3 \u003d konšt. Na záver veľa otázok týkajúcich sa prehriatej pary, m. B. riešené pomocou grafických techník, najmä pomocou Mollierovho IS diagramu. Tento diagram zobrazuje krivky konštantného tlaku, konštantnej teploty a konštantného objemu. T. o. hodnoty v, s, i môžete získať priamo z diagramu ako funkcia tlaku a teploty. Adiabaty sú na tomto diagrame zobrazené priamkami rovnobežnými s osou súradníc. Obzvlášť ľahko sa dajú nájsť rozdiely v hodnotách tepelného obsahu zodpovedajúcich začiatku a koncu adiabatickej expanzie; tieto rozdiely sú potrebné na zistenie rýchlosti odtoku pary.
Vodná para - plynná fáza vody
Vodná para sa formuje nielen ,. Tento termín sa týka aj hmly.
Hmla je para, ktorá sa stáva viditeľnou v dôsledku kvapôčok vody, ktoré sa tvoria za prítomnosti chladiča vzduchu - para kondenzuje.
Pri nižších tlakoch, napríklad v horných vrstvách atmosféry alebo na vrchole vysokých hôr, voda vrie pri teplote nižšej ako nominálnych 100 ° C (212 ° F). Pri zahrievaní sa z nej následne stáva prehriata para.
Ako plyn môže vodná para obsahovať iba určité množstvo vodnej pary (množstvo závisí od teploty a tlaku).
Rovnováha para-kvapalina je stav, v ktorom sú kvapalina a para (plynná fáza) navzájom rovnovážne, jedná sa o stav, keď sa rýchlosť odparovania (kvapalina mení na paru) rovná rýchlosti kondenzácie (premeny pár na kvapalinu) na molekulovej úroveň, čo vo všeobecnosti znamená premeny „para-voda“. Aj keď je teoreticky možné dosiahnuť rovnováhu v relatívne uzavretom priestore, vzájomne súvisia v dlhodobom kontakte bez akýchkoľvek zásahov alebo zásahov zvonku. Keď plyn absorbuje svoje maximálne množstvo, hovorí sa o ňom, že je v rovnováhe s kvapalnými parami, ale ak obsahuje viac vody, označuje sa to ako „mokrá para“.
Voda, vodná para a ich vlastnosti na Zemi
- polárne ľadové čiapočky na Marse
- Titán
- Európe
- Krúžky Saturnu
- Enceladus
- Pluto a Charon
- Kométy a kométy sú zdrojom populácie (Kuiperov pás a Oortove oblačné objekty).
Vodný ľad môže byť prítomný v Ceres a Tethys. Voda a ďalšie prchavé látky pravdepodobne tvoria väčšinu vnútorných štruktúr Uránu a Neptúna a voda v hlbokých vrstvách môže byť vo forme iónovej vody, v ktorej sa molekuly rozpadajú na polievku s vodíkovými a kyslíkovými iónmi a hlbšie ako superiónová voda, v ktorej kyslík kryštalizuje, ale vodíkové ióny voľne plávajú v kyslíku mriežky.
Niektoré z mesačných minerálov obsahujú molekuly vody. Napríklad v roku 2008 laboratórne zariadenie, ktoré zhromažďuje a identifikuje častice, objavilo malé množstvo zlúčenín vo vnútri sopečných perál, ktoré z Mesiaca na Zem priniesla posádka Apollo 15 v roku 1971. NASA v septembri 2009 informovala o objavení molekúl vody Moon Mineralogy Mapper na palube kozmickej lode Chandrayan-1 Indickej organizácie pre vesmírny výskum.
Aplikácie Steam
Para sa používa v širokej škále priemyselných odvetví. Bežné aplikácie pre paru sa napríklad týkajú parného ohrevu procesov v továrňach a závodoch a na parných pohonných turbínach v elektrárňach ...
Niektoré typické parné aplikácie v priemysle sú: kúrenie / sterilizácia, pohyb / jazda, striekanie, čistenie, zvlhčovanie ...
Vzťah medzi vodou a parou, tlakom a teplotou
Nasýtenie (suchej) pary je výsledkom procesu, keď sa voda zahreje na teplotu varu a potom sa odparí s ďalším uvoľňovaním tepla (latentný ohrev).
Ak sa táto para potom ďalej zohrieva nad bod nasýtenia, stáva sa z nej prehriata para (skutočné zahrievanie).
Nasýtená para
Nasýtená para vznikajúce pri teplotách a tlakoch, pri ktorých môže existovať para (plyn) a voda (kvapalina). Inými slovami, stane sa to, keď sa rýchlosť odparovania vody rovná rýchlosti kondenzácie.
Výhody použitia nasýtenej pary na vykurovanie
Nasýtená para má veľa vlastností, vďaka ktorým je vynikajúcim zdrojom tepla, najmä pri teplotách od 100 ° C (212 ° F) a vyšších.
Mokrá para
Toto je najbežnejšia forma pary, ktorú väčšina rastlín na sebe skutočne zažije. Keď sa para vyrába pomocou kotla, zvyčajne obsahuje vlhkosť z molekúl neodparenej vody, ktoré sa prenášajú do dávkovanej pary. Aj najviac najlepšie kotly môže rozpúšťať paru obsahujúcu 3% až 5% vlhkosti. Keď voda dosiahne sýtosť a začne sa odparovať, časť vody má tendenciu usadzovať sa vo forme hmly alebo kvapiek. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo sa z distribuovanej pary tvorí kondenzácia.
Prehriata para
Prehriata para vzniká ďalším zahrievaním mokrej alebo nasýtenej pary mimo bodu nasýtenej pary. Pri rovnakom tlaku sa vytvára para, ktorá má vyššiu teplotu a nižšiu hustotu ako nasýtená para. Prehriata para sa používa predovšetkým v pohone motora / turbíny a zvyčajne sa nepoužíva na prenos tepla.
Superkritická voda
Superkritická voda je voda v stave, ktorý prekračuje kritický bod: 22,1 MPa, 374 ° C (3208 PSIA, 705 ° F). V kritickom bode je latentné teplo pary nulové a jeho špecifický objem je úplne rovnaký, či už v kvapalnom alebo plynnom skupenstve. Inými slovami, voda, ktorá má vyšší tlak a teplotu ako kritický bod, je v nerozoznateľnom stave, ktorý nie je ani kvapalný, ani plynný.
Superkritická voda sa používa na pohon turbín v elektrárňach, ktoré vyžadujú vyššiu účinnosť. Štúdium superkritickej vody sa uskutočňuje s dôrazom na jej použitie ako kvapaliny, ktorá má vlastnosti ako kvapaliny, tak aj plynu, a najmä na jej vhodnosť ako rozpúšťadla pre chemické reakcie.
Rôzne stavy vody
Nenasýtené vody
Toto je voda v jej najrozpoznateľnejšom stave. Asi 70% hmotnosti ľudského tela pochádza z vody. V tekutej forme má voda stabilné vodíkové väzby v molekule vody. Nenasýtené vody sú pomerne kompaktné, husté a stabilné štruktúry.
Nasýtená para
Molekuly nasýtených pár sú neviditeľné. Keď nasýtená para vstupuje do atmosféry a je odvádzaná z potrubia, časť kondenzuje a prenáša svoje teplo na okolitý vzduch. Vznikajú oblaky bielej pary (malé kvapôčky vody). Ak para obsahuje tieto malé kvapôčky, nazýva sa to mokrá para.
V parnom systéme sa prúdy pary z odvádzačov pary často nesprávne označujú ako nasýtená para, keď sú skutočne bleskovou parou. Rozdiel medzi nimi je v tom, že nasýtená para je ihneď po opustení potrubia neviditeľná, zatiaľ čo oblak pary obsahuje viditeľné kvapôčky vody, ktoré sa v nej okamžite tvoria.
Prehriata para
Prehriatá para nebude kondenzovať, aj keď príde do styku s atmosférou a bude ovplyvnená teplotnými výkyvmi. Vďaka tomu sa netvoria oblaky pár.
Prehriatá para udržuje pri rovnakom tlaku viac tepla ako nasýtená para a jej molekuly sa pohybujú rýchlejšie, takže má nižšiu hustotu (t. J. Jeho špecifický objem je väčší).
Superkritická voda
Aj keď to nie je možné zistiť pomocou vizuálneho pozorovania, je to voda vo forme, ktorá nie je ani tekutá, ani plynná. Všeobecná predstava je o molekulárnom pohybe, ktorý je blízky pohybu plynu, a hustote, ktorá je bližšie k tekutine.
Aj keď sa to nedá povedať vizuálnym pozorovaním, je to voda v akej forme, nie je ani kvapalná, ani plynná. Všeobecnou myšlienkou je molekulárny pohyb v blízkosti plynu a hustota takejto vody sa blíži kvapaline.