+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Давление умножить на объем


Глава 13. Газовые законы

Задачи на газовые законы часто предлагаются школьникам на едином государственном экзамене. Для решения этих задач вполне достаточно знать уравнение состояния идеального газа (закон Клапейрона-Менделеева) и уметь использовать его алгебраически и геометрически (для построения графиков зависимости одних параметров газа от других) в простейших ситуациях. Кроме того, нужно понимать, как описываются смеси идеальных газов (закон Дальтона).

Уравнение, связывающее параметры газа друг с другом, называется уравнением состояния. Для идеального газа, взаимодействие молекул которого мало, уравнение состояния имеет вид

(13.1)

где — давление газа, — концентрация молекул газа (число молекул в единице объема), — постоянная Больцмана, — абсолютная (в шкале Кельвина) температура. Учитывая, что , где — число молекул газа, — объем сосуда, в котором находится газ (часто говорят объем газа), получим из (13.1)

(13.2)

Число молекул можно связать с количеством вещества газа : , где — число Авогадро. Поэтому формулу (13.2) можно переписать в виде

(13.2)

где произведение постоянных Авогадро и Больцмана обозначено как . Постоянная = 8,31 Дж/(К•моль) называется универсальной газовой постоянной. Количество вещества газа можно также выразить через его массу и молярную массу этого газа

(13.3)

С учетом (13.3) закон (13.2) можно переписать и в таком виде

(13.4)

Уравнение состояния идеального газа (13.1)-(13.4), которое также называется уравнением (или законом) Клапейрона-Менделеева, позволяет связывать параметры идеального газа и проследить за их изменением в тех или иных процессах.

В школьном курсе физики рассматриваются три изопроцесса, в которых один из трех параметров газа (давление, температура и объем) не изменяется. В изобарическом процессе не изменяется давление газа, в изотермическом — температура, в изохорическом — объем. Изопроцессам отвечают следующие графики зависимости давления от объема, давления от температуры, объема от температуры.

Для изобарического процесса

Первые два графика очевидны. Последний получается так. Из закона Клапейрона-Менделеева следует, что зависимость объема от температуры при постоянном давлении имеет вид

(13.5)

где — постоянная. Графиком функции (13.5) является прямая, продолжение которой проходит через начало координат.

Для изохорического процесса

Второй график следует из соотношения

(13.6)

где — постоянная при постоянном объеме.

Для изотермического процесса

Первый график следует из закона Клапейрона-Менделеева, который при постоянной температуре газа можно привести к виду

(13.7)

где — постоянная. Отсюда следует, что графиком зависимости от в изотермическом процессе является гипербола.

Важнейшее свойство уравнения состояния идеального газа (13.1)-(13.4) заключается в том, что «индивидуальность» газа никак не проявляется в этих законах — единственный параметр собственно газа, входящий в уравнение состояния, — это число молекул. Например, 1 моль гелия и 1 моль азота, находящиеся в одинаковых объемах и имеющие одинаковые температуры, оказывают одинаковое давление. Отсюда следует, что и давление смеси идеальных газов определяется суммарным числом молекул всех компонент смеси:

(13.8)

где — число молекул первой, второй, третьей и т.д. компонент смеси, — постоянная Больцмана, — абсолютная температура смеси, — объем сосуда. Величины , имеющие смысл давления каждой компоненты смеси при условии, что она имела бы такую же температуру и занимала бы весь объем, называются парциальными давлениями компонент. Закон (13.8) называется законом Дальтона. Рассмотрим теперь в рамках этих законов предложенные выше задачи.

В задаче 13.1.1 из уравнения состояния в форме (13.1), получаем для давления в конце процесса :

т.е. давление газа увеличилось в 6 раз (ответ 1).

Применяя закон Клапейрона-Менделеева (13.2) к первому и второму газам (задача 13.1.2), получаем

где — искомый объем. Сравнивая первую и вторую формулы, заключаем, что (ответ 1).

Закон Клапейрона-Менделеева для газа в начальном и конечном состояниях (задача 13.1.3) дает

где — неизвестная температура. Из сравнения этих формул получаем , т.е. температуру газа в сосуде нужно повысить вдвое (ответ 2).

Из закона Клапейрона-Менделеева для начального и конечного состояний газа в задаче 13.1.4 имеем

Отсюда , т.е. количество вещества газа в сосуде увеличилось в 1,25 раза (ответ 3).

Первым, кто понял, почему жидкость поднимается вместе с трубкой (задача 13.1.5), и почему «природа боится пустоты» (Аристотель), но только до определенного предела, был знаменитый итальянский физик, современник Г. Галилея Э. Торричелли. Давайте рассмотрим рассуждения Торричелли подробно. Основная идея Торричелли заключалась в том, что атмосферный воздух оказывает давление на все поверхности, с которыми он контактирует. В равновесии жидкость занимает такое положение, чтобы все воздействия на каждый ее элемент компенсировались. Если бы трубка была открыта (см. левый рисунок), то жидкость не поднялась бы в трубке. Действительно, в этом случае на бесконечно малый элемент жидкости в трубке около поверхности (выделен на рисунке) действовали бы сила со стороны атмосферного воздуха в трубке, направленная вниз. С другой стороны, атмосферный воздух действует и на остальную поверхность жидкости, и это воздействие благодаря закону Паскаля передается выделенному элементу жидкости в трубке снизу. Таким образом, воздействие воздуха на поверхность жидкости в трубке и на свободную поверхность жидкости компенсируют друг друга, если уровень жидкости в трубке совпадает с уровнем жидкости в остальном сосуде. Если же мы поднимаем трубку, выпустив из нее воздух, на рассматриваемый элемент жидкости воздух сверху не действует (его нет в трубке), поэтому воздействие воздуха на свободную поверхность жидкости приведет к тому, что жидкость войдет в трубку и заполнит ее. При вытаскивании трубки жидкость будет подниматься вслед за ней. Однако при дальнейшем поднятии трубки наступит такой момент, когда воздействие воздуха на свободную поверхность и столба жидкости в трубке сравняются (в этот момент атмосферное давление будет равно гидростатическому давлению жидкости в трубке на уровне свободной поверхности). Дальнейший подъем трубки уже не приведет к поднятию жидкости — атмосферное давление не сможет «держать» столб жидкости большей высоты. Для воды этот столб составляет около 10 м, для ртути, с которой и экспериментировал Э. Торричелли, — 76 сантиметров. Таким образом, жидкость в трубке поднимается благодаря давлению атмосферного воздуха на поверхность воды в сосуде и закону Паскаля (ответ 4).

Сравнивая графики процессов 1, 2, 3 и 4, данные в условии задачи 13.1.6, с графиками изопроцессов, приведенными во введении к настоящей главе, заключаем, что: процесс 1 — изотермический, 2 — изохорический, 3 — изобарический. В процесс 4 меняются и давление, и объем, и температура газа (ответ 4).

В изотермическом процессе давление зависит от объема как ; на диаграмме этот процесс изображается гиперболой. Поэтому изотермическими являются процессы 1 и 3 (задача 13.1.7), но в процессе 1 объем газа убывает. Следовательно, изотермическим расширением является процесс 3 (ответ 3).

Изохорическим охлаждением в задаче 13.1.8 является процесс 4 (см. рисунок) В двух последних задачах этого варианта нужно с помощью закона Клапейрона-Менделеева вычислить один из параметров газа, если даны остальные параметры. В задаче 13.1.9 из закона Клапейрона-Менделеева

получим

(ответ 1).

В задаче 13.1.10 при вычислениях следует не забыть перевести температуру газа в Кельвины. Из закона Клапейрона-Менделеева находим

(ответ 1).

Из уравнения состояния в форме (13.2) следует, что при одинаковых объемах и температурах давление идеального газа определяется только полным числом молекул. Поэтому отношение давления водорода и гелия в задаче 13.2.1 равно 2 (ответ 2).

Поскольку перегородка в задаче 13.2.2 подвижная и находится в равновесии, давления газа в отсеках сосуда слева и справа от перегородки равны. Применяя к ним при этом условии закон Клапейрона-Менделеева, получим

для гелия

для азота

где температуры и массы газов по условию одинаковы. Деля эти уравнения друг на друга, находим отношение объемов частей сосуда

(ответ 4).

Если бы точки, отвечающие состояниям 1 и 2 в задаче 13.2.3, лежали на одной прямой, продолжение которой проходит через начало координат, то эти состояния принадлежали бы одной и той же изохоре, и, следовательно, объем газа в этих состояниях был одинаковым (см. формулу (13.6)). Поэтому для сравнения объемов этих состояний построим изохоры, проходящие через точки 1 и 2, и сравним отвечающие им объемы (см. рисунок; изохоры, проходящие через точки 1 и 2, показаны пунктиром).

Из формулы (13.6) следует, что чем больше объем, тем меньше коэффициент перед в зависимости (13.6), и, следовательно, меньше наклон соответствующей изохоры к оси температур. Поэтому изохоре 1 отвечает больший объем, чем изохоре 2, и, следовательно, объем газа в процессе 1-2 уменьшается (ответ 2).

Аналогичные рассуждения в задаче 13.2.4 показывают, что наибольшему давлению отвечает изобара, проходящая через точку (поскольку соответствующая прямая имеет наименьший наклон к оси температур; см. рисунок ниже). Поэтому правильный ответ в этой задаче — 3.

В закон Клапейрона-Менделеева входит абсолютная температура газа, поэтому данные в задаче 13.2.5 значения нужно перевести в Кельвины. В результате для отношения давлений газа в конечном и начальном состояниях получаем

(ответ 4).

Как следует из опыта, при приведении тел в тепловой контакт выравниваются их температуры. Это же касается и частей одного тела или даже компонент смеси газов (задача 13.2.6). Поэтому температуры компонент смеси будут одинаковы (ответ 1). Что касается парциальных давлений, плотностей или концентрации компонент смеси, то их значения зависят от количества молекул каждой компоненты смеси и могут быть различны.

Парциальное давление компонент смеси – это давление, которое оказывают только молекулы каждой компоненты. Как следует из формулы (13.8) парциальное давление любой компоненты можно найти, применяя только к ней закон Клапейрона-Менделеева и считая, что она имеет такую же температуру, как и вся смесь, и занимает такай же объем, как и вся смесь газов. Поэтому отношение парциальных давлений отдельных компонент смеси равно отношению количеств вещества (или числа молекул) этих компонент. Поэтому для отношения парциальных давлений углекислого газа и гелия в сосуде в задаче 13.2.7 имеем (ответ 2).

Как следует из закона Дальтона, давление смеси газов определяется полным количеством молекул в ней. Поэтому для анализа изменения давления смеси газов при протекании в ней химической реакции (задача 13.2.8) необходимо исследовать изменение числа молекул. Гелий не участвует в химической реакции — один моль гелия был и в начальном, и в конечном состоянии смеси. С озоном происходила реакция

т.е. из двух молекул озона в результате реакции получились три молекулы кислорода. Поэтому два моля озона превратились в три моля кислорода, и общее количество вещества смеси стало равно четырем молям. Поэтому давление смеси увеличивается в 4/3 раза (ответ 2).

Поскольку объемы и температуры газов одинаковы (задача 13.2.9), для сравнения их давлений необходимо сравнить число молекул в них. По условию в одном сосуде находится один моль азота, в другом 1 г водорода (т.е. половина моля) и 3 • 1023 молекул гелия (тоже половина моля). Поэтому и в одном и в другом сосуде находятся одинаковые количества молекул, и, следовательно, давление газов в них одинаково (ответ 3).

Плотность газа (задача 13.2.10) можно найти из следующей цепочки формул

(ответ 4). Здесь — масса газа, — масса одной молекулы газа.

Калькулятор закона состояния идеального газа (давление–объем–температура–количество) • Термодинамика — теплота • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор закона состояния идеального газа определяет одну из четырех величин, входящих в уравнение состояния (давление, объем, температура или количество), если известны три другие величины.

Пример: Рассчитать давление в паскалях в 70-литровом баке работающего на метане автомобиля, если в нем хранится 800 молей метана при 30 °С.

Еще несколько примеров решения задач о состоянии идеального газа под приводится калькулятором.

Выберите неизвестную величину для решения уравнения состояния идеального газа:

PVTn

Абсолютное давление

Pпаскаль (Па)мегапаскаль (МПа)килопаскаль (кПа)гектопаскаль (гПа)ньютон на кв. метр (Н/м²)бар (бар)килограмм-сила на кв. метр (кгс/м²)торр (торр)psi (psi)миллиметр ртутного столба (0°C) (мм рт.ст.)мм вод. столба (4°C) (мм вод. ст., мм H₂O)техническая атмосфера (ат)физическая атмосфера (атм)

Объем

Vкубический метр (м³)кубический дециметр (дм³)кубический сантиметр (см³)литр (л)миллилитр (мл)галлон американскийкварта СШАунция жидкая СШАунция жидкая британскаякубический фут (фут³)кубический дюйм (дюйм³)

Температура

Tградус Цельсия (°C)градус Фаренгейта (°F)градус Ранкина (°Ra)кельвин (К)

ИЛИ

Для расчета выберите неизвестную величину и введите три известные величины из четырех имеющихся в уравнении состояния газа (давление, объем, температура, количество). Четвертая величина будет рассчитана после нажатия на кнопку Рассчитать. Количество можно ввести в молях или указать молярную массу и массу газа. Для определения молярной массы любого газа можно использовать калькулятор молярной массы. Если нужно определить молярную массу смеси газов, например, сухого воздуха, нужно определить молярные массы каждого газа и умножить их на процентное содержание по массе каждого газа в воздухе.

Примеры решения задач по уравнению состояния идеального газа (уравнению Менделеева — Клапейрона)

Задача 1: Плотность воздуха при нормальных условиях (температура 0 °С и атмосферное абсолютное давление 100 кПа) составляет 1,28 кг/м³. Определить среднюю молярную массу воздуха.

Решение: Поскольку плотность воздуха задана, это означает, что в калькулятор можно ввести массу одного кубического метра воздуха, равную 1,28 кг. Введите в калькулятор данные:

  • Выберите n (Количество в молях) в селекторе Выберите неизвестную величину.
  • Введите абсолютное давление P = 100 кПа.
  • Введите объем V = 1 м³.
  • Введите температуру T = 0 °C.
  • Нажмите кнопку Рассчитать.
  • Калькулятор покажет количество молей в 1 м3 воздуха.
  • Введите массу воздуха m = 1,28 кг и нажмите кнопку Рассчитать.
  • Калькулятор рассчитает молярную массу воздуха M = 0,029 кг/моль

Задача 2: Молярная масса газа кислорода (O₂) M = 32 г/моль. Определить абсолютную температуру 128 г. кислорода, находящегося в 10-литровом сосуде под давлением P = 3 МПа.

Решение: Нажмите кнопку Reset и введите в калькулятор данные задачи:

  • Выберите T (Температура) в селекторе Выберите неизвестную величину.
  • Введите молярную массу кислорода N = 32 г/моль.
  • Введите массу кислорода m = 128 г.
  • Калькулятор рассчитает количество кислорода в молях.
  • Введите объем V = 4 л и давление P = 3 МПа.
  • Нажмите кнопку Рассчитать.
  • Считайте температуру в кельвинах.

Задача 3: В сосуде высокого давления находится газ под давлением P = 0.5 МПа при температуре T = 15 °С. Объем газа V = 5 л. Рассчитать объем этой массы газа при нормальных условиях (P = 100 кПа, T = 0 °С).

Решение: Нажмите кнопку Reset и введите в калькулятор данные задачи:

  • Выберите T (Температура) в селекторе Выберите неизвестную величину.
  • Введите давление P = 500 кПа.
  • Введите температуру T = 15 °C.
  • Введите объем V = 5 л.
  • Нажмите кнопку Рассчитать.
  • Калькулятор рассчитает количество в молях, которое будет использовано в следующем шаге.
  • Выберите Объем в селекторе Выберите неизвестную величину.
  • Введите температуру и давление P = 100 kPa, T = 0 °C (нормальные условия) и нажмите кнопку Рассчитать.
  • Калькулятор рассчитает новый объем газа V = 23.69 л при нормальных условиях.

Задача 4: Рассчитать давление в паскалях в 70-литровом баке работающего на метане автомобиля, если в нем хранится 12,8 кг метана (молярная масса 16 г/моль) при 30 °С.

Определения и формулы

Идеальный газ

Идеальный газ — теоретическая модель, в которой газ представляется в виде множества свободно движущихся частиц бесконечно малого размера, которые взаимодействуют друг с другом абсолютно упруго, то есть при столкновении двух частиц их кинетическая энергия не изменяется и не превращается ни в какую другую форму энергию, например, в потенциальную энергию или в тепло. Считается, что суммарный размер частиц настолько мал, что занимаемый ими объем в сосуде пренебрежимо мал. Эта теоретическая модель полезна, так как она упрощает многие расчеты, а также в связи с тем, что идеальный газ подчиняется законам классической механики. Идеальный газ можно представить себе в виде множества абсолютно твердых сфер, которые только сталкиваются друг с другом и больше никак не взаимодействуют.

В обычных условиях, например, при стандартных условиях (при температуре 273,15 К и давлении в 1 стандартную атмосферу) большинство реальных газов ведут себя как идеальный газ. В общем случае, газ ведет себя как идеальный при низком давлении и высокой температуре, когда расстояния между молекулами газа относительно велики. В этих условиях потенциальная энергия вследствие действия межмолекулярных сил намного меньше кинетической энергии частиц. Размер молекул также незначителен по сравнению с расстоянием между ними. Идеальная модель не работает при низких температурах и высоких давлениях, а также для тяжелых газов. При понижении температуры и повышении давления реальный газ может стать жидкостью или даже перейти в твердое состояние, то есть может произойти фазовый переход. В то же время, модель идеального газа не допускает жидкого или твердого состояния.

Закон идеального газа

Идеальный газ, как и любой другой газ, можно охарактеризовать четырьмя переменными и одной константой, а именно:

  • давление (P),
  • объем (V),
  • количество в молях (n),
  • температура (T), and
  • универсальная газовая постоянная (R)

Эти четыре переменные и одна константа объединены в приведенном ниже уравнении, которое называется уравнением состояния идеального газа:

Это уравнение также известно под названием закона идеального газа и уравнения Менделеева — Клапейрона или уравнения Клапейрона, так как уравнение было впервые выведено в 1834 г. французским инженером Эмилем Клапейроном (1799–1864). О вкладе Д. И. Менделеева — чуть ниже. В этом уравнении:

  • Pабсолютное давление, измеряемое в СИ в паскалях (Па),
  • V — объем, измеряемый в СИ в кубических метрах (м³),
  • n — количество вещества (газа) в молях (сокращение моль). Один моль любого вещества в граммах численно равен средней массы одной молекулы в соединении, выраженной в атомных единицах массы. Например, один моль кислорода с атомной массой 16 соответствует 16 граммам. Один моль идеального газа при стандартных условиях занимает 22,4 литра.
  • Tабсолютная температура.
  • Rуниверсальная газовая постоянная, являющаяся физическим коэффициентом пропорциональности уравнения состояния идеального газа.

Приведенное выше уравнение показывает, что при нулевой абсолютной температуре получается нулевой объем. Однако это не означает, что объем реального газа действительно исчезает. При очень низких температурах все газы становятся жидкостями и уравнение идеального газа к ним неприменимо.

Универсальная газовая постоянная соответствует работе, выполненной при расширении одного моля идеального газа при нагревании на 1 К при постоянном давлении. Размерность постоянной — работа на количество вещества на температуру. Постоянная в точности равна 8,31446261815324 Дж⋅К⁻¹⋅моль⁻¹. Универсальная газовая постоянная также определяется как произведение числа Авогадро NA и постоянной Больцмана k:

Входящая в уравнение состояния идеального газа универсальная газовая постоянная была предложена и введена в уравнение Дмитрием Менделеевым в 1877 г. Поэтому уравнение состояния идеального газа в литературе на русском языке и ее переводах на другие языки, называется уравнением Менделеева — Клапейрона.

Количество газа в молях часто бывает удобно заменить массой газа. Количество газа в молях n, его масса m в граммах и молярная масса M в граммах на моль связаны формулой:

Заменяя в уравнении состояния идеального газа n на m/M, имеем:

Для определения молярной массы элемента, его относительная атомная масса умножается на коэффициент молярной массы в кг/моль

Например, молярная масса кислорода как элемента в единицах системы СИ

Если ввести в уравнение состояния идеального газа плотность ρ = m/V, мы получим:

Теперь введем понятие удельной газовой постоянной, которая представляет собой отношение универсальной газовой постоянной R к молярной массе M:

Например, удельная газовая постоянная сухого воздуха приблизительно равна 287 Дж·кг⁻¹·К⁻¹. Подставив удельную газовую постоянную в уравнение состояния идеального газа, получим:

Закон идеального газа объединяет четыре более простых эмпирических газовых закона, открытых в XVII–XIX вв. несколькими учеными, которые аккуратно измеряли свойства газа. Простые газовые законы можно также вывести из уравнения состояния идеального газа (PV=nRT). Поскольку в этом уравнении R является постоянной величиной, можно записать

Поскольку PV/NT — постоянная величина, можно записать это иначе:

Здесь индексы 1 и 2 показывают начальное и конечное состояние газа в системе. Мы будем использовать это уравнение ниже при описании четырех газовых законов.

Отметим, что исторически именно эмпирические законы поведения газа, описанные ниже, привели к открытию обобщенного закона состояния идеального газа. Эти законы были открыты несколькими учеными, которые проводили эксперименты, изменяя только две переменные состояния газа и оставляя две другие переменные постоянными.

Закон Бойля — Мариотта (T=const, n=const)

Роберт Бойль

Изменим предыдущее уравнение с учетом, что количество газа в молях n и его температура Т остаются неизменными:

или

Эдм Мариотт

Это закон Бойля — Мариотта, описывающий зависимость объема V фиксированного количества газа в молях n от давления P при постоянной температуре T. Давление фиксированной массы газа при неизменной температуре обратно пропорционально его объему. Закон был сформулирован англо-ирландским химиком и физиком Робертом Бойлем в 1662 г. В России и континентальной Европе это закон называют законом Бойля — Мариотта с учетом вклада в открытие закона французского физика и священника Эдма Мариотта.

Закон Авогадро (T=const, P=const)

Амедео Авогадро

Если температура и давление остаются неизменными, можно записать

Это закон Авогадро, указывающий, что при неизменных температуре и давлении равные объемы любых газов содержат одинаковое количество молекул. Это уравнение показывает, что, если количество газа увеличивается, объем газа пропорционально растет. Иными словами, количество атомов или молекул газа не зависит от их размеров или от молярной массы газа. Закон назван в честь итальянского ученого Амедео Авогадро, который опубликовал гипотезу об отношениях объема газа и его количества в молях в 1811 году. Число Авогадро также носит его имя.

Закон Гей-Люссака (P=const, n=const)

Жак Шарль

При постоянном давлении объем фиксированного количества газа в молях пропорционален абсолютной температуре системы с газом.

В англоязычной литературе этот закон называется законом объемов и законом Шарля. Закон описывает как расширяется любой газ при увеличении его абсолютной температуры. Закон был сформулирован в неопубликованной работе французским ученым Жаком Шарлем в 80-х гг. XVIII в. Его соотечественник Жозеф Луи Гей-Люссак опубликовал этот закон в 1803 г. и указал, что приоритет открытия принадлежит Жаку Шарлю. Поэтому этот закон в литературе не на английском языке часто называют законом Гей-Люссака. В русскоязычной литературе закон носит имя Гей-Люссака. Итальянцы называют этот закон первым законом Гей-Люссака (ит. prima legge di Gay-Lussac).

Закон Шарля (или второй закон Гей-Люссака) (V=const, n=const)

Жозеф Луи Гей-Люссак

Закон Шарля (называемый также вторым законом Гей-Люссака) гласит, что давление фиксированного количества газа в молях при его неизменном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре газа:

Закон был сформулирован Гей-Люссаком в 1802 г. В литературе на других языках этот закон также называют законом Амонтона по имени французского ученого Гийома Амонтона, который на сто лет раньше обнаружил количественную зависимость объема газа от его температуры. Иногда закон называют вторым законом Гей-Люссака и законом Шарля, так как сам Гей-Люссак считал, что закон открыт Шарлем. Закон зависимости давления от температуры был также независимо открыт английским физиком Джоном Дальтоном в 1801 г. Итальянцы называют этот закон вторым законом Вольта–Гей-Люссака (ит. seconda legge di Volta – Gay-Lussac), потому что итальянец Алессандро Вольта независимо проводил исследования газов и получил аналогичные результаты.

При нагревании воздуха в оболочке воздушного шара его плотность уменьшается и становится меньше плотности окружающего воздуха; в результате шар приобретает положительную плавучесть

Автор статьи: Анатолий Золотков

Формула давления

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Давление столба жидкости (гидростатическое давление) равно плотности этой жидкости, умноженной на высоту столба жидкости и ускорение свободного падения.

   

Здесь – давление, – плотность жидкости, – ускорение свободного падения ( м/с), – высота столба жидкости (глубина, на которой находится сдавливаемое тело).

Единица измерения давления – Па (паскаль).

Это векторная величина. В каждой точке жидкости давление одинаково во всех направлениях. Чаще всего в задачах требуется найти давление столба воды. Её плотность – 1000 кг/м. Формула верна не только для жидкости, но и для идеального газа. Есть ещё одна формула давления:

   

Где – сила тяжести, действующая на жидкость (её вес), – площадь поверхности, на которую оказывается давление.

Примеры решения задач по теме «Давление»

ПРИМЕР 1
Задание Высота воды в аквариуме 1 м. Найти давление на дно аквариума.
Решение Напоминаем, плотность воды кг/м, а м/с. Таким образом:

(Па)

Ответ Давление воды составляет 9800 Паскаль.
ПРИМЕР 2
Задание Закрытый сосуд устроен так, что его крышка подвижна (см. рисунок). Сосуд наполнен жидкостью, плотность которой известна. На крышку сосуда действует сила . Найти давление на дно сосуда, если известны площадь дна и крышки и объём жидкости в сосуде.
Решение Пусть:

– площадь крышки

– площадь дна

– объём жидкости

– плотность жидкости

Крышка подвижна, значит она давит на жидкость с той силой, с которой внешние силы давят на неё сверху.

Очевидно:

Попробуем найти давление жидкости:

Соберём всё вместе:

Ответ
Читайте также:

Все формулы по физике

Формула силы выталкивания

Формула напряжённости магнитного поля

Формула силы Ампера

Формула силы Лоренца

Формула ЭДС

Формула длины волны

Физика_10класс_Идеальный газ_теоретический материал (2) (1)

   Не все в мире относительно. Так, существует абсолютный нуль температуры.

В 1787 году Жак Шарль из эксперимента установил прямую пропорциональную зависимость давления газа от температуры. Из опытов следовало, что при одинаковом нагревании давление любых газов изменяется одинаково. Этот экспериментальный факт лег в основу создания газового термометра.

В газовом термометре использовали абсолютную температурную шкалу (Т), предложенную Кельвином: Т равно т малое плюс 273 Кельвина. Где т малое температура по шкале Цельсия, а Т большое температура по шкале Кельвина.

 Измеряемая по шкале Цельсия температура может быть как положительной, так и отрицательной, в то время как абсолютная температура (по Кельвину) всегда неотрицательна. Наименьшая температура по абсолютной шкале - это абсолютный нуль. При такой температуре давление  равно нулю, что согласно МКТ возможно, если средняя кинетическая энергия молекулы равна нулю.
Таким образом, при абсолютном нуле температуры прекращается тепловое движение частиц вещества. Ниже этой температуры быть уже не может. Эта температура приблизительно равна - 273oС (минус 273 градуса Цельсия) или ноль Кельвин. Единица абсолютной температуры называется кельвином (K).

Есть абсолютная шкала температур.  Вместо температуры  (тета), выражаемой в энергетических единицах, введем температуру, выражаемую в привычных для нас градусах.
   Будем считать величину  (тета) прямо пропорциональной температуре T, измеряемой в градусах: (тета равно ка умножить на температуру Т), где k - коэффициент пропорциональности. Определенная данным равенством температура называется абсолютной. Такое название имеет достаточные основания.
   Учитывая определение (1) и то, что тета равно отношению произведения давления на объем к числу молекул газа в данном объеме, получим Пэ умножить на Вэ и разделить на число молекул в теле будет равно Ка умножить на Тэ.

   По этой формуле вводится температурная шкала (в градусах), не зависящая от вещества, используемого для измерения температуры.
   Температура, определяемая этой формулой не может быть отрицательной, так как все величины, стоящие в левой части этой формулы, заведомо положительны. Следовательно, наименьшим возможным значением температуры T является значение T=0, а это возможно если давление p или объем V равны нулю.
   Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объеме или при которой объем идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулем температуры. Это самая низкая температура в природе, та «наибольшая или последняя степень холода», существование которой предсказывал Ломоносов.

 Английский ученый Уильям Кельвин (1824-1907) ввел абсолютную шкалу температур. Нулевая температура по абсолютной шкале (ее называют также шкалой Кельвина) соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры по этой шкале равна градусу по шкале Цельсия.
   Единица абсолютной температуры в СИ называется Кельвином (обозначается буквой К).
   Определим коэффициент k в формуле по номером 2 так, чтобы один кельвин (1 К) был равен градусу по шкале Цельсия (1°С).
   Мы знаем значения величины   (тета) при 0°С и 100°С. Тета при 0 градусов Цельсия равно 3,76 умножить на 10 в минус 21 степени Джоулей.

Тета при 100 градусах Цельсия равно 5,14 умножить на 10 в минус 21 степени Джоулей.
   Обозначим абсолютную температуру при 0°С через T1, а при 100°С через T2. Тогда согласно формуле под номером 1 тета при 100 градусах минус тета при нуле градусов будет равно ка умножить на разность Т2 и Т1. Т2 минус Т1равно 100 Кельвин.

Тета при 100 градусах минус тета при нуле градусов равно 5,14 умножить на 10 в минус 21 степени Джоулей минус 3,76 умножить на 10 в минус 21 степени Джоулей и равно 1,38 умножить на 10 в минус 21 степени Джоулей.

Отсюда выразим к и получим, что

коэффициент равен 1,38 умножить на 10 в минус 23 степени Джоулей на Кельвин.

Коэффициент ка называется постоянной Больцмана в честь Людвига Больцмана, одного из основателей молекулярно-кинетической теории газов.
   Постоянная Больцмана связывает температуру  в энергетических единицах с температурой Т в Кельвинах. Это одна из наиболее важных постоянных в молекулярно-кинетической теории.

Зная постоянную Больцмана, можно найти значение абсолютного нуля по шкале Цельсия. Для этого найдем сначала значение абсолютной температуры, соответствующее 0°С.
   Так как при 0°С, Тета равно ка умножить на Т1, причем к = 1,38*10-23 Джоуля, а  тета при 0 градусов Цельсия равно 3,76 умножить на 10 в минус 21 степени Джоулей,  то Т1 будет равно 273 Кельвина.
  Один кельвин и один градус шкалы Цельсия совпадают. Поэтому любое значение абсолютной температуры T по Кельвину будет на 273 градуса выше соответствующей температуры t по Цельсию.

   Но изменение абсолютной температуры  (дельта Т) равно изменению температуры по шкале Цельсия  (дельта Т).  

На рисунке для сравнения изображены абсолютная шкала и шкала Цельсия. Абсолютному нулю соответствует температура t=-273°С. Отметим важнейший факт: абсолютный нуль температуры недостижим!

Зависимость давления от объема газа формула. Компрессоры. Примеры решения задач

Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре.

Закон Бойля-Мариотта: при постоянной температуре давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа.

Газовые законы

Изучение свойств газообразных веществ и химических реакций с участием газов сыграло настолько важную роль в становлении атомно-молекулярной теории, что газовые законы заслуживают специального рассмотрения.

Экспериментальные исследования, по изучению химических реакций между газообразными веществами, привели Ж.-Л. Гей-Люссака (1805) к открытиюзакона объемных отношений: при неизменных температуре и давлении объемы реагирующих газов относятся друг к другу и к объ­емам газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа . Так, при образовании хлорида водорода из простых веществ (H 2 + Cl 2 = 2HCl), объемы реагирующих и полученных веществ относятся друг к другу как 1:1:2, а при синтезе Н 2 О из простых веществ (2H 2 + О 2 = 2H 2 О) это соотношение – 2:1:2.

Эти пропорции нашли объяснение в законе Авогадро: в равных объемах разных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится равное количество молекул . Молекулы простых газообразных веществ, таких как водород, кислород, хлор и др., состоят из двух атомов.

Из закона Авогадро вытекает два важных следствия:

Молекулярная масса (н. у.) газа или пара (M 1) равна произведению его относительной плотности (D) к любому другому газу на молекулярную массу последнего (M 2)

M 1 = D ∙ M 2 ;

D = M 1 / M 2 – отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении.

Например, азот тяжелее гелия в 7 раз, поскольку плотность азота по гелию равна:

D He (N 2) = M (N 2) / М (Не) = 28/4 =7

- моль любого газа при нормальных условиях (Р 0 = 1 атм или 101,325 кПа или 760 мм.рт.ст. и температура Т 0 = 273,15 К или 0°С) занимает объем 22,4 л.

Газообразное состояние вещества заданной массы характеризуется тре­мя параметрами: давлением Р , объемом V и температурой Т . Между этими величинами были экспериментально установлены следующие соотношения.

Р 2 / Р 1 = V 1 / V 2 , или РV = const.

V 1 / Т 1 = V 2 / Т 2 , или V/Т = const.

Р 1 / Т 1 = Р 2 / Т 2 , или Р/Т = const.

Эти три закона можно объединить в один универсальный газовый закон :

Р 1 V 1 / Т 1 = Р 2 V 2 / Т 2 , или РV /Т = const.

Это уравнение было установлено Б. Кла­пейроном (1834 г.). Значение постоянной в уравнении зависит только от количества вещества газа. Уравнение для одного моля газа было выведено Д.И. Менделеевым (1874 г.). Для одного моля газа постоян­ная называется универсальной газовой постоянной и обозначается R = 8,314 Дж/(моль К) = 0,0821 л∙атм/(моль∙К)

РV=RТ ,

Для произвольного количества газа ν правую часть этого уравнения надо умножить на ν :

РV= νRТ или РV= (т/М)RТ ,

которое называют уравнением Клапейрона-Менделеева. Это уравне­ние справедливо для всех газов в любых количествах и для всех зна­чений Р, V и Т , при которых газы можно считать идеальными.

Темы кодификатора ЕГЭ : изопроцессы - изотермический, изохорный, изобарный процессы.

На протяжении этого листка мы будем придерживаться следующего предположения: масса и химический состав газа остаются неизменными . Иными словами, мы считаем, что:

То есть нет утечки газа из сосуда или, наоборот, притока газа в сосуд;

То есть частицы газа не испытывают каких-либо изменений (скажем, отсутствует диссоциация - распад молекул на атомы).

Эти два условия выполняются в очень многих физически интересных ситуациях (например, в простых моделях тепловых двигателей) и потому вполне заслуживают отдельного рассмотрения.

Если масса газа и его молярная масса фиксированы, то состояние газа определяется тремя макроскопическими параметрами: давлением, объёмом и температурой . Эти параметры связаны друг с другом уравнением состояния (уравнением Менделеева - Клапейрона).

Термодинамический процесс (или просто процесс ) - это изменение состояния газа с течением времени. В ходе термодинамического процесса меняются значения макроскопических параметров - давления, объёма и температуры.

Особый интерес представляют изопроцессы - термодинамические процессы, в которых значение одного из макроскопических параметров остаётся неизменным. Поочерёдно фиксируя каждый из трёх параметров, мы получим три вида изопроцессов.

1. Изотермический процесс идёт при постоянной температуре газа: .
2. Изобарный процесс идёт при постоянном давлении газа: .
3. Изохорный процесс идёт при постоянном объёме газа: .

Изопроцессы описываются очень простыми законами Бойля - Мариотта, Гей-Люссака и Шарля. Давайте перейдём к их изучению.

Изотермический процесс

Пусть идеальный газ совершает изотермический процесс при температуре . В ходе процесса меняются только давление газа и его объём.

Рассмотрим два произвольных состояния газа: в одном из них значения макроскопических параметров равны , а во втором - . Эти значения связаны уравнением Менделеева-Клапейрона:

Как мы сказали с самого начала,масса и молярная масса предполагаются неизменными.

Поэтому правые части выписанных уравнений равны. Следовательно, равны и левые части:

(1)

Поскольку два состояния газа были выбраны произвольно, мы можем заключить, что в ходе изотермического процесса произведение давления газа на его объём остаётся постоянным :

(2)

Данное утверждение называется законом Бойля - Мариотта .

Записав закон Бойля - Мариотта в виде

(3)

можно дать и такую формулировку: в изотермическом процессе давление газа обратно пропорционально его объёму . Если, например, при изотермическом расширении газа его объём увеличивается в три раза, то давление газа при этом в три раза уменьшается.

Как объяснить обратную зависимость давления от объёма с физической точки зрения? При постоянной температуре остаётся неизменной средняя кинетическая энергия молекул газа, то есть, попросту говоря, не меняется сила ударов молекул о стенки сосуда. При увеличении объёма концентрация молекул уменьшается, и соответственно уменьшается число ударов молекул в единицу времени на единицу площади стенки - давление газа падает. Наоборот, при уменьшении объёма концентрация молекул возрастает, их удары сыпятся чаще и давление газа увеличивается.

Графики изотермического процесса

Вообще, графики термодинамических процессов принято изображать в следующих системах координат:


-диаграмма: ось абсцисс , ось ординат ;
-диаграмма: ось абсцисс , ось ординат .

График изотермического процесса называется изотермой .

Изотерма на -диаграмме - это график обратно пропорциональной зависимости .

Такой график является гиперболой (вспомните алгебру - график функции ). Изотерма-гипербола изображена на рис. 1 .

Рис. 1. Изотерма на -диаграмме

Каждая изотерма отвечает определённому фиксированному значению температуры. Оказывается, что чем выше температура, тем выше лежит соответствующая изотерма на -диаграмме .

В самом деле, рассмотрим два изотермических процесса, совершаемых одним и тем же газом (рис. 2 ). Первый процесс идёт при температуре , второй - при температуре .

Рис. 2. Чем выше температура, тем выше изотерма

Фиксируем некоторое значение объёма . На первой изотерме ему отвечает давление , на второй - alt="p_2 > p_1"> . Но при фиксированном объёме давление тем больше, чем выше температура (молекулы начинают сильнее бить по стенкам). Значит, alt="T_2 > T_1"> .

В оставшихся двух системах координат изотерма выглядит очень просто: это прямая, перпендикулярная оси (рис. 3 ):

Рис. 3. Изотермы на и -диаграммах

Изобарный процесс

Напомним ещё раз, что изобарный процесс - это процесс, проходящий при постоянном давлении. В ходе изобарного процесса меняются лишь объём газа и его температура.

Типичный пример изобарного процесса: газ находится под массивным поршнем, который может свободно перемещаться. Если масса поршня и поперечное сечение поршня , то давление газа всё время постоянно и равно

где - атмосферное давление.

Пусть идеальный газ совершает изобарный процесс при давлении . Снова рассмотрим два произвольных состояния газа; на этот раз значения макроскопических параметров будут равны и .

Выпишем уравнения состояния:

Поделив их друг на друга, получим:

В принципе, уже и этого могло бы быть достаточно, но мы пойдём немного дальше. Перепишем полученное соотношение так, чтобы в одной части фигурировали только параметры первого состояния, а в другой части - только параметры второго состояния (иными словами, «разнесём индексы» по разным частям):

(4)

А отсюда теперь - ввиду произвольности выбора состояний! - получаем закон Гей-Люссака :

(5)

Иными словами, при постоянном давлении газа его объём прямо пропорционален температуре :

(6)

Почему объём растёт с ростом температуры? При повышении температуры молекулы начинают бить сильнее и приподнимают поршень. При этом концентрация молекул падает, удары становятся реже, так что в итоге давление сохраняет прежнее значение.

Графики изобарного процесса

График изобарного процесса называется изобарой . На -диаграмме изобара является прямой линией (рис. 4 ):

Рис. 4. Изобара на -диаграмме

Пунктирный участок графика означает, что в случае реального газа при достаточно низких температурах модель идеального газа (а вместе с ней и закон Гей-Люссака) перестаёт работать. В самом деле, при снижении температуры частицы газа двигаются всё медленнее, и силы межмолекулярного взаимодействия оказывают всё более существенное влияние на их движение (аналогия: медленный мяч легче поймать, чем быстрый). Ну а при совсем уж низких температурах газы и вовсе превращаются в жидкости.

Разберёмся теперь, как меняется положение изобары при изменении давления. Оказывается, что чем больше давление, тем ниже идёт изобара на -диаграмме .
Чтобы убедиться в этом, рассмотрим две изобары с давлениями и (рис. 5 ):

Рис. 5. Чем ниже изобара, тем больше давление

Зафиксируем некоторое значение температуры . Мы видим, что . Но при фиксированной температуре объём тем меньше, чем больше давление (закон Бойля - Мариотта!).

Стало быть, alt="p_2 > p_1"> .

В оставшихся двух системах координат изобара является прямой линией, перпендикулярной оси (рис. 6 ):

Рис. 6. Изобары на и -диаграммах

Изохорный процесс

Изохорный процесс, напомним, - это процесс, проходящий при постоянном объёме. При изохорном процессе меняются только давление газа и его температура.

Изохорный процесс представить себе очень просто: это процесс, идущий в жёстком сосуде фиксированного объёма (или в цилиндре под поршнем, когда поршень закреплён).

Пусть идеальный газ совершает изохорный процесс в сосуде объёмом . Опять-таки рассмотрим два произвольных состояния газа с параметрами и . Имеем:

Делим эти уравнения друг на друга:

Как и при выводе закона Гей-Люссака, «разносим» индексы в разные части:

(7)

Ввиду произвольности выбора состояний мы приходим к закону Шарля :

(8)

Иными словами, при постоянном объёме газа его давление прямо пропорционально температуре :

(9)

Увеличение давления газа фиксированного объёма при его нагревании - вещь совершенно очевидная с физической точки зрения. Вы сами легко это объясните.

Графики изохорного процесса

График изохорного процесса называется изохорой . На -диаграмме изохора является прямой линией (рис. 7 ):

Рис. 7. Изохора на -диаграмме

Смысл пунктирного участка тот же: неадекватность модели идеального газа при низких температурах.

Рис. 8. Чем ниже изохора, тем больше объём

Доказательство аналогично предыдущему. Фиксируем температуру и видим, что . Но при фиксированной температуре давление тем меньше, чем больше объём (снова закон Бойля - Мариотта). Стало быть, alt="V_2 > V_1"> .

В оставшихся двух системах координат изохора является прямой линией, перпендикулярной оси (рис. 9 ):

Рис. 9. Изохоры на и -диаграммах

Законы Бойля - Мариотта, Гей-Люссака и Шарля называются также газовыми законами .

Мы вывели газовые законы из уравнения Менделеева - Клапейрона. Но исторически всё было наоборот: газовые законы были установлены экспериментально, и намного раньше. Уравнение состояния появилось впоследствии как их обобщение.

«Физика - 10 класс»

Состояние какого газа описывает уравнение Менделеева-Клапейрона.
Можно ли универсальную газовую постоянную считать фундаментальной постоянной?

С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса газа и один из трёх параметров - давление, объём или температура - остаются неизменными.

Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего называют газовыми законами .

Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют изопроцессами .

Слово «изопроцесс» - сложное слово, первая часть которого происходит от греческого слова isos - равный, одинаковый.

Отметим, что в действительности ни один процесс не может протекать при строго фиксированном значении какого-либо параметра. Всегда имеются те или иные воздействия, нарушающие постоянство температуры, давления или объёма. Лишь в лабораторных условиях удаётся поддерживать постоянство того или иного параметра с высокой точностью, но в действующих технических устройствах и в природе это практически неосуществимо. Изопроцесс - это идеализированная модель реального процесса, которая только приближённо отражает действительность.

Изотермический процесс.

Процесс изменения состояния системы макроскопических тел (термодинамической системы) при постоянной температуре называют изотермическим .

Слово «изотермический» происходит от греческих слов isos - равный, одинаковый и therme - теплота.

Для поддержания температуры газа постоянной необходимо, чтобы он мог обмениваться теплом с большой системой - термостатом. Иначе при сжатии или расширении температура газа будет меняться. Термостатом может служить атмосферный воздух, если температура его заметно не меняется на протяжении всего процесса. Согласно уравнению состояния идеального газа (10.4), если масса газа не изменяется, в любом состоянии с неизменной температурой произведение давления газа на его объём остаётся постоянным:

pV = const при Т = const. (10.6)

Этот вывод был сделан английским учёным Р. Бойлем (1627-1691) и несколько позже французским учёным Э. Мариоттом (1620-1684) на основе эксперимента. Поэтому он носит название закона Бойля-Mapuoттa .

Для газа данной массы произведение давления газа на его объём постоянно.

Закон Бойля-Мариотта справедлив обычно для любых газов, а также и для их смесей, например для воздуха. Лишь при давлениях, в несколько сотен раз больших атмосферного, отклонения от этого закона становятся существенными.

Кривую, изображающую зависимость давления газа от объёма при постоянной температуре, называют изотермой .

Изотерма газа изображает обратно пропорциональную зависимость между давлением и объёмом. Кривую такого рода в математике называют гиперболой (рис. 10.1).

Различным постоянным температурам соответствуют различные изотермы. При повышении температуры газа давление согласно уравнению состояния (10.4) увеличивается, если V = const. Поэтому изотерма, соответствующая более высокой температуре Т 2 , лежит выше изотермы, соответствующей более низкой температуре Т 1 (см. рис. 10.1).

Для того чтобы процесс происходил при постоянной температуре, сжатие или расширение газа должно происходить очень медленно. Дело в том, что, например, при сжатии газ нагревается, так как при движении поршня в сосуде скорость и соответственно кинетическая энергия молекул после ударов о поршень увеличиваются, а следовательно, увеличивается и температура газа. Именно поэтому для реализации изотермического процесса надо после небольшого смещения поршня подождать, когда температура газа в сосуде опять станет равной температуре окружающего воздуха.

Кроме этого, отметим, что при быстром сжатии давление под поршнем сразу становится больше, чем во всём сосуде. Если значения давления и температуры в различных точках объёма разные, то в этом случае газ находится в неравновесном состоянии и мы не можем назвать значения температуры и давления, определяющие в данный момент состояние системы. Если систему предоставить самой себе, то температура и давление постепенно выравниваются, система приходит в равновесное состояние.

Равновесное состояние - это состояние, при котором температура и давление во всех точках объёма одинаковы.

Параметры состояния газа могут быть определены, если он находится в равновесном состоянии.

Процесс, при котором все промежуточные состояния газа являются равновесными, называют равновесным процессом .

Очевидно, что на графиках зависимости одного параметра от другого мы можем изображать только равновесные процессы.

Изобарный процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным .

Слово «изобарный» происходит от греческих слов isos - равный, одинаковый и baros - вес, тяжесть.

Согласно уравнению (10.4) в любом состоянии газа с неизменным давлением отношение объёма газа к его температуре остаётся постоянным:

Этот закон был установлен экспериментально в 1802 г. французским учёным Ж. Гей-Люссаком (1778-1850) и носит название закона Гей-Люссака .

Закона Гей-Люссака:

Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объёма к абсолютной температуре постоянно.

Согласно уравнению (10.7) объём газа при постоянном давлении пропорционален температуре:

V = const Т. (10.8)

Прямую, изображающую зависимость объёма газа от температуры при постоянном давлении, называют изобарой .

Разным давлениям соответствуют разные изобары (рис. 10.2). Проведём на рисунке произвольную изотерму. С ростом давления объём газа при постоянной температуре согласно закону Бойля- Мариотта уменьшается. Поэтому изобара, соответствующая более высокому давлению р 2 , лежит ниже изобары, соответствующей более низкому давлению p 1 .

В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т = 0. Но это не означает, что объём реального газа обращается в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния (10.4) неприменимо. Именно поэтому, начиная с некоторого значения температуры, зависимость объёма от температуры проводится на графике штриховой линией. В действительности таких значений температуры и давления у вещества в газообразном состоянии быть не может.

Изохорный процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме называют изохорным .

Слово «изохорный» происходит от греческих слов isos - равный, одинаковый и chora - место, пространство, занимаемое чем-нибудь.

Из уравнения состояния (10.4) вытекает, что в любом состоянии газа с неизменным объёмом отношение давления газа к его температуре остаётся постоянным:

Этот газовый закон был установлен в 1787 г. французским физиком Ж. Шарлем (1746-1823) и носит название закона Шарля .

Для газа данной массы отношение давления к абсолютной температуре постоянно, если объём не меняется.

Согласно уравнению (10.9) давление газа при постоянном объёме пропорционально температуре:

р = const Т. (10.10)

Прямую, изображающую зависимость давления газа от температуры при постоянном объёме, называют изохорой.

Разным объёмам соответствуют разные изохоры. Также проведём на рисунке произвольную изотерму (рис. 10.3). С ростом объёма газа при постоянной температуре давление его, согласно закону Бойля- Мариотта, падает. Поэтому изохора, соответствующая большему объёму V 2 , лежит ниже изохоры, соответствующей меньшему объёму V 1 .

В соответствии с уравнением (10.10) все изохоры идеального газа начинаются в точке Т = 0. Значит, давление идеального газа при абсолютном нуле равно нулю.

Увеличение давления газа в любом сосуде или в электрической лампочке при нагревании можно считать изохорным процессом. Изохорный процесс используется в газовых термометрах постоянного объёма.

В заключение составим опорную схему (рис. 10.4) и покажем логические переходы связывающие различные законы и уравнения.

2. Изохорический процесс . V- постоянен. P и T изменяются. Газ подчиняется закону Шарля. Давление, при постоянном объёме, прямо пропорционально абсолютной температуре

3. Изотермический процесс . T- постоянна. P и V изменяются. В этом случае газ подчиняется закону Бойля - Мариотта. Давление данной массы газа при постоянной температуре обратно пропорциональна объёму газа .

4. Из большого числа процессов в газе, когда изменяются все параметры, выделяем процесс, подчиняющийся объединенному газовому закону. Для данной массы газа произведение давление на объём, делённое на абсолютную температуру есть величина постоянная .

Этот закон применим для большого числа процессов в газе, когда параметры газа меняются не очень быстро.

Все перечисленные законы для реальных газов являются приближёнными. Погрешности увеличиваются с ростом давления и плотности газа.

Порядок выполнения работы:

1. часть работы .

1. Шланг стеклянного шара опускаем в сосуд с водой комнатной температуры (рис.1 в приложении). Затем шар нагреваем (руками, тёплой водой).Считая давление газа постоянным, напишите как объём газа зависит от температуры

Вывод:………………..

2. Соединим шлангом цилиндрический сосуд с миллиманометром (рис. 2). Нагреем металлический сосуд и воздух в нём с помощью зажигалки. Считая объём газа постоянным, напишите, как зависит давление газа от температуры.

Вывод:………………..

3. Цилиндрический сосуд, присоединённый к миллиманометру сожмем руками, уменьшая его объём (рис.3). Считая температуру газа постоянной, напишите, как зависит давление газа от объёма.

Вывод:……………….

4. Соединим насос с камерой от мяча и закачаем несколько порций воздуха (рис.4). Как изменилось давление объём и температура закаченного в камеру воздуха?

Вывод:………………..

5. Нальём в бутылку около 2 см 3 спирта, закроем пробкой со шлангом (рис. 5) , прикреплённым к нагнетающему насосу. Сделаем несколько качков до момента вылета пробки из бутылки. Как изменяются давление объём и температура воздуха (и паров спирта) после вылета пробки?

Вывод:………………..

Часть работы.

Проверка закона Гей - Люссака.

1. Нагретую стеклянную трубку достаём из горячей воды и опускаем открытым концом в небольшой сосуд с водой.

2. Удерживаем трубку вертикально.

3. По мере охлаждения воздуха в трубке вода из сосуда заходит в трубку (рис 6).

4. Находим и

Длина трубки и столба воздуха (в начале опыта)

Объём тёплого воздуха в трубке,

Площадь поперечного сечения трубки.

Высота столба воды, зашедшей в трубке при остывании воздуха в трубке.

Длина столба холодного воздуха в трубке

Объём холодного воздуха в трубке.

На основании закона Гей-Люссака У нас для двух состояний воздуха

Или (2) (3)

Температура горячей воды в ведре

Комнатная температура

Нам нужно проверить уравнение (3) и, следовательно закон Гей – Люссака.

5. Вычислим

6. Находим относительную погрешность измерения при измерении длины принимая Dl=0.5 см.

7. Находим абсолютную погрешность отношения

=……………………..

8. Записываем результат показания

………..…..

9. Находим относительную погрешность измерения Т, принимая

10. Находим абсолютную погрешность вычисления

11. Записываем результат вычисления

12. Если интервал определения отношения температур (хотя бы частично) совпадает с интервалом определения отношения длин столбов воздуха в трубке, то уравнение (2) справедливо и воздух в трубке подчиняется закону Гей- Люссака.

Вывод:……………………………………………………………………………………………………

Требование к отчёту:

1. Название и цель работы.

2. Перечень оборудования.

3. Нарисовать рисунки с приложения и сделать выводы для опытов 1, 2, 3, 4.

4. Написать содержание, цель, расчёты второй части лабораторной работы.

5. Написать вывод по второй части лабораторной работы.

6. Построить графики изопроцессов (для опытов 1,2,3) в осях: ; ; .

7. Решить задачи:

1. Определить плотность кислорода, если его давление равно 152 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул -545 м/с.

2. Некоторая масса газа при давлении 126 кПа и температуре 295 К занимает объём 500 л. Найти объём газа при нормальных условиях.

3. Найти массу углекислого газа в баллоне вместимостью 40 л при температуре 288 К и давлении 5,07 МПа.

Приложение

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Процессы, при которых один из параметров состояния газа остается постоянным называют изопроцессами .

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Газовые законы - это законы, описывающие изопроцессы в идеальном газе.

Газовые законы были открыты экспериментально, но все они могут быть получены из уравнения Менделеева-Клапейрона.

Рассмотрим каждый из них.

Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс)

Изотермическим процессом называют изменение состояния газа, при котором его температура остаётся постоянной.

Для неизменной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на объем есть величина постоянная:

Этот же закон можно переписать в другом виде (для двух состояний идеального газа):

Этот закон следует из уравнения Менделеева - Клапейрона:

Очевидно, что при неизменной массе газа и при постоянной температуре правая часть уравнения остается постоянной величиной.

Графики зависимости параметров газа при постоянной температуре называются изотермами .

Обозначив константу буквой , запишем функциональную зависимость давления от объема при изотермическом процессе:

Видно, что давление газа обратно пропорционально его объему. Графиком обратной пропорциональности, а, следовательно, и графиком изотермы в координатах является гипербола (рис.1, а). На рис.1 б) и в) представлены изотермы в координатах и соответственно.


Рис.1. Графики изотермических процессов в различных координатах

Закон Гей-Люссака (изобарный процесс)

Изобарным процессом называют изменение состояния газа, при котором его давление остаётся постоянным.

Для неизменной массы газа при постоянном давлении отношение объема газа к температуре есть величина постоянная:

Этот закон также следует из уравнения Менделеева - Клапейрона:

изобарами .

Рассмотрим два изобарных процесса с давлениями и title="Rendered by QuickLaTeX.com">. В координатах и изобары будут иметь вид прямых линий, перпендикулярных оси (рис.2 а,б).

Определим вид графика в координатах .Обозначив константу буквой , запишем функциональную зависимость объема от температуры при изобарном процессе:

Видно, что при постоянном давлении объем газа прямо пропорционален его температуре. Графиком прямой пропорциональности, а, следовательно, и графиком изобары в координатах является прямая, проходящая через начало координат (рис.2, в). В реальности при достаточно низких температурах все газы превращаются в жидкости, к которым газовые законы уже неприменимы. Поэтому вблизи начала координат изобары на рис.2, в) показаны пунктиром.


Рис.2. Графики изобарных процессов в различных координатах

Закон Шарля (изохорный процесс)

Изохорным процессом называют изменение состояния газа, при котором его объем остаётся постоянным.

Для неизменной массы газа при постоянном объеме отношение давления газа к его температуре есть величина постоянная:

Для двух состояний газа этот закон запишется в виде:

Этот закон также можно получить из уравнения Менделеева - Клапейрона:

Графики зависимости параметров газа при постоянном давлении называются изохорами .

Рассмотрим два изохорных процесса с объемами и title="Rendered by QuickLaTeX.com">. В координатах и графиками изохор будут прямые, перпендикулярные оси (рис.3 а, б).

Для определения вида графика изохорного процесса в координатах обозначим константу в законе Шарля буквой , получим:

Таким образом, функциональная зависимость давления от температуры при постоянном объеме является прямой пропорциональностью, графиком такой зависимости является прямая, проходящая через начало координат (рис.3, в).


Рис.3. Графики изохорных процессов в различных координатах

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание До какой температуры нужно изобарически охладить некоторую массу газа с начальной температурой , чтобы объем газа уменьшился при этом на одну четверть?
Решение Изобарный процесс описывается законом Гей-Люссака:

По условию задачи объем газа вследствие изобарного охлаждения уменьшается на одну четверть, следовательно:

откуда конечная температура газа:

Переведем единицы в систему СИ: начальная температура газа .

Вычислим:

Ответ Газ нужно охладить до температуры .

ПРИМЕР 2

Задание В закрытом сосуде находится газ под давлением 200 кПа. Каким станет давление газа, если температуру повысить на 30%?
Решение Так как сосуд с газом закрытый, объем газа не меняется. Изохорный процесс описывается законом Шарля:

По условию задачи температура газа повысилась на 30%, поэтому можно записать:

Подставив последнее соотношение в закон Шарля, получим:

Переведем единицы в систему СИ: начальное давление газа кПа= Па.

Вычислим:

Ответ Давление газа станет равным 260 кПа.

ПРИМЕР 3

Задание В кислородной системе, которой оборудован самолет, имеется кислорода при давлении Па. При максимальной высоте подъема летчик соединяет с помощью крана эту систему с пустым баллоном объемом . Какое давление установится в ней? Процесс расширения газа происходит при постоянной температуре.
Решение Изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта:

Основные газовые законы термодинамики.

Основные законы теплотехники



Идеальные и реальные газы

Превращение теплоты в механическую работу в тепловых установках происходит при участии рабочего тела, которым обычно является газ или пар. Газы, которые существуют в природе, называют реальными. Молекулы этих газов имеют конечный объем, между ними существуют силы притяжения, существенно влияющие на их энергетические параметры.
Молекулы реального газа находятся в непрерывном хаотическом движении, т. е. обладают кинетической энергией движения. А поскольку между молекулами существует гравитационная, а зачастую и электромагнитная силовая связь, то они обладают и потенциальной энергией взаимодействия, которая зависит от расстояния между молекулами.

Для простоты изучения свойств газообразного рабочего тела введено понятие идеального газа – воображаемого газа, в котором молекулы рассматриваются, как материальные точки, обладающие некоторой массой, но силы взаимодействия между этими точками при анализе состояния рабочего тела и происходящих в нем процессов не учитываются.

При больших объемах и малых давлениях, когда расстояние между молекулами во много раз больше собственных размеров молекул, а также при высоких температурах, когда интенсивность хаотического движения молекул велика, и поэтому они слабо взаимодействуют между собой, складываются условия, при которых реальный газ можно с некоторым приближением считать идеальным.

Это позволяет вести расчеты для реальных газов по уравнениям и зависимостям, выведенным для идеальных газов, что упрощает сами расчеты и понимание сущности процессов, происходящих в газах. В связи с этим изучение термодинамических свойств идеальных газов имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение.

***

Газовые законы термодинамики

Основными законами для идеальных газов, применяемыми в термодинамике, являются закон Бойля - Мариотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля и закон Авогадро. Эти законы устанавливают зависимости между основными параметрами газов – давлением, объемом, температурой и молекулярной массой.
Впоследствии газовые законы, описывающие процессы в термодинамических системах с одним неизменным и двумя переменными параметрами газа, были объединены учеными Клайпероном и Менделеевым в уравнениях, описывающей процессы системы при всех переменных параметрах рабочего тела.

Закон Бойля - Мариотта

Закон Бойля - Мариотта утверждает, что произведение абсолютного давления газа на его удельный объем в изотермическом процессе (при постоянной температуре) есть величина постоянная:

pv = const.

Чтобы понять смысловую суть этого закона следует представить термодинамическую систему, состоящую из цилиндра с подвижным поршнем, заполненного в надпоршневом пространстве газом (рис. 1). Система термоизолирована - тепло к ней не подводится и не отводится.
Тогда при очень медленном перемещении поршня влево или вправо будет уменьшаться или увеличиваться объем газа в цилиндре, при этом изменение объема приведет к обратно пропорциональному изменению давления. Т. е. при уменьшении объема в два раза, давление возрастет в два раза и т. п.
Очень медленное перемещение поршня в этом случае необходимо для того, чтобы не вызывать изменение температуры газа в процессе сжатия или расширения.

Закон справедлив для термодинамических систем с идеальным рабочим телом, в которых неизменным параметром является температура, а переменными - давление и объем. Подобные процессы (протекающие при постоянной температуре) называют изотермическими - абсолютная температура рабочего тела в системе постоянна.
Это не означает, что исключен подвод (или отвод) тепла к термодинамической системе в целом, однако тепловая энергия в этом случае не должна оказывать влияние на температуру газа (рабочего тела), а использоваться, например, для выполнения работы путем преобразования в другой вид энергии. Процессы, при которых полностью исключается подвод и отвод тепла к термодинамической системе носят название адиабатных процессов.

Закон Бойля - Мариотта - один из основных газовых законов, открытый в 1662 году английским ученым Робертом Бойлем. В 1676 году, независимо от выводов Р. Бойля, закон был вторично описан французским физиком Эдмом Мариоттом, поэтому носит двойное название по фамилиям авторов.

Закономерность, установленная Р. Бойлем и Э. Мариоттом, справедлива для идеальных газов, но может быть с высокой степенью точности применима и для разреженных газов. Для сжатых газов применение закона Бойля - Мариотта приводит к большим погрешностям.

Следует отметить, что применение закона Бойля - Мариотта, связывающего начальные и конечные величины давления и объёма газа друг с другом, не ограничивается изотермическими процессами. Он с достаточной степенью точности справедлив и в тех случаях, когда в ходе термодинамического процесса температура изменяется, но начальная и конечная температура газа в результате процесса оказываются равными.

***

Закон Гей-Люссака

Закон Гей-Люссака гласит, что при постоянном давлении (изобарный процесс) удельный объем газообразного вещества (объем постоянной массы газа) изменяется прямо пропорционально изменению абсолютных температур:

v1/v2 = T1/T2.

Для простоты рассмотрим, опять же, термодинамическую систему, состоящую из цилиндра с абсолютно подвижным (трение между стенками цилиндра и поршнем отсутствует) и невесомым поршнем. Над поршнем в цилиндре поместим газ.
Очевидно, что при нагреве газа поршень переместится в сторону увеличения объема газа. При этом изменение объема газа будет прямо пропорционально изменению его абсолютной температуры, поскольку мы исключили изменение давления за счет отсутствия сил трения и тяжести, действующих на поршень.

Закон носит имя одного из своих первооткрывателей - французского физика и химика Жозефа Луи Гей-Люссака, описавшего его в 1802 году. В разных источниках (особенно, зарубежных) этот закон нередко упоминается под названием закон Шарля, по имени француза Жака Шарля, который описал его в неопубликованной работе, датируемой 1787 годом.
Авторство приписывают, также, таким видным ученым конца XVII - начала XVIII века, как английский физик Джон Дальтон и французский ученый Гийом Амонтон.
В русскоязычных учебниках этот закон обычно называют по имени Гей-Люссака, который первым продемонстрировал его применимость ко всем газам, а также к парам летучих жидкостей при температуре выше точки кипения.

Закономерность, описанная Ж. Л. Гей-Люссаком, справедлива в системах с одним неизменным параметром - давлением, и переменными параметрами - температура - удельный объем. Такие термодинамические процессы (протекающие при постоянном давлении) называют изобарными (иногда - изобарическими).

***



Закон Шарля

Закон Шарля, который иногда называют вторым законом Гей-Люссака, заключается в том, что при неизменном удельном объеме абсолютные давления газа изменяются прямо пропорционально изменению абсолютных температур:

p1/p2 = T1/T2.

Смысловое содержание закона Шарля проще понять, представив герметичный абсолютно жесткий сосуд, заполненный газом. Тогда при нагреве газа его давление будет увеличиваться прямо пропорционально увеличению абсолютной температуры, т. е. при увеличении абсолютной температуры в три раза, давление газа тоже возрастет в три раза и т. п.

Экспериментальным путем зависимость давления газа от температуры при постоянном объёме установлена в 1787 году Жаком Шарлем, который исследовал термодинамические процессы имеющие место в идеальных газах.
Труды Шарля опубликованы не были, но его идеи были подхвачены видными физиками - Гей-Люссаком, Гильомом Амонтоном и другими, поэтому вопросы авторства некоторых основных законов термодинамики являются предметом спора между специалистами до сих пор.

Закономерность, открытая и описанная Ж. Шарлем, справедлива в системах с неизменным параметром - удельным объемом, и переменными параметрами - температура - давление. Такие термодинамические процессы (протекающие при постоянном объеме) называют изохорными (иногда - изохорическими).

***

Закон Авогадро

Закон Авогадро утверждает, что все газы при одинаковом давлении и температуре содержат в равных объемах одинаковое число молекул. Из этого закона следует, что массы двух равных объемов различных газов с молекулярными массами μ1 и μ2 равны соответственно:

М1 = m1N    и    М2 = m2N,

где: m1 и m2 – соответственно масса одной молекулы рассматриваемых газов; N – число молекул во взятом объеме.

Массы молекул пропорциональны молекулярным массам:

m1 = zμ1;      m2 = zμ2,

где z – коэффициент пропорциональности.

Тогда можно записать:

M1 = zNm1    и    M2 = zNm2,

откуда получим пропорциональную зависимость:

M1/M2 = μ12.

Поскольку мы взяли равные объемы газов, то, разделив числитель и знаменатель левой части уравнения на объем, получим:

ρ12 = μ12.

где: ρ1 и ρ2 – плотность рассматриваемых газов.

Так как удельный объем v является величиной, обратной плотности, т. е. v = 1/ρ, то можно записать полученную зависимость в следующем виде:

v1μ1 = v2μ2,

т. е. произведение удельного объема на молекулярную массу постоянно для любого газа при одинаковых условиях (давлении и температуре).

Закон Авогадро можно сформулировать и так: объем киломоля различных газов при аналогичных физических условиях одинаков.

Этот закон был описан в 1811 году итальянским физиком Амедео Авогадро.

***

Закон Дальтона

Рабочее тело, используемое в термодинамических установках, обычно представляет собой смесь нескольких газов. Например, в двигателях внутреннего сгорания в состав продуктов сгорания, являющихся рабочим телом, входят водород, кислород, азот, окись углерода, углекислый газ, водяные пары воды и некоторые другие газообразные вещества.

В 1801 году английский физик Джон Дальтон установил закон, согласно которому давление, оказываемое смесью равно сумме парциальных давлений отдельных газов, входящих в состав смеси.
Парциальным давлением называют давление компонента смеси, которое он создавал бы, находясь один в занимаемой смесью объеме при температуре смеси.

рсм = р1 + р2 + р3 + ... + рn = Σ рi,

Это утверждение легко доказать основываясь на выводах из закона Бойля - Маритта, рассматривая парциальные компоненты газовой по отдельности и в смеси.
Закон Дальтона применим для идеальных газов, и может быть использован для реальных газов, имеющих близкие к идеальным физические свойства и параметры.

***

Уравнение состояния газа

Газовые законы, описанные в начале статьи, справедливы для систем, в которых хотя бы один параметр рабочего тела в процессе остается неизменным. Такие процессы, в зависимости от того, какой из параметр постоянен, называют изотермическими, изобарными или изохорными.
На практике обычно приходится наблюдать термодинамические процессы, во время которых изменяются все основные параметры рабочего тела - политропные процессы.
Для описания политропных процессов учеными Клайпероном и Менделеевым были предложены уравнения состояния газа, полученные, на основе анализа рассмотренных ранее газовых законов Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля и Авогадро.

Предположим, что 1 кг газа переходит из состояния, характеризующегося параметрами p1, v1, T1 в другое состояние – с параметрами p2, v2, T2. Допустим, что этот переход происходит сначала при постоянной температуре Т1 до промежуточного удельного объема v’, а затем при постоянном давлении р2 до конечного удельного объема v2.

Тогда по закону Бойля - Мариотта имеем:

p1v1 = p2v’    или    v’ = p1v1/p2.

Следующая часть процесса протекает при постоянном давлении, начинается параметрами газа p2, v’, T1 и заканчивается параметрами газа v2, T2 и p2 (последний параметр остался неизменным после первого перехода). Тогда, в соответствии с законом Гей-Люссака, можно получить выражение при p = const:

v’/v2 = T1/T2    или    v’ = v2T1/T2.

Приравняв найденное выражение для v' в первой и второй частях (переходах) процесса, получим:

p1v1/p2 = v2T1/T2.

Преобразовав это равенство, имеем:

p1v1/T1 = p2v2/T2    или    pv/T = const.

На основании полученного в результате уравнения, можно сделать вывод, что отношение произведения абсолютного давления газа на его удельный объем к абсолютной температуре есть величина постоянная. Для 1 кг газа эту величину называют удельной газовой постоянной и обозначают R:

pv/T = R или pv = RT.

Полученное уравнение называют уравнением состояния идеального газа или уравнением Клайперона.
Впервые это уравнение предложил французский физик и инженер Бенуа Поль Эмиль Клайперон, который долгое время жил и работал в России. Исследуя известный термодинамический цикл Карно, Клайперон в 1834 году вывел уравнение состояния идеального газа, которое носит его имя.

Так как R – величина постоянная для каждого газа, можно определить любой основной параметр газа, если известны два других его параметра.
Удельные газовые постоянные для большинства известных газов приведены в соответствующих справочных таблицах. Так, например, удельная газовая постоянная кислорода равна 259,8 Дж/(кг×К), углекислого газа - 188,9 Дж/(кг×К) и т. п.

***

Уравнение Менделеева - Клайперона

Если обе части уравнения состояния идеального газа (уравнения Клайперона) умножить на массу газа М, получим следующее выражение:

pvM = MRT,

или, учитывая, что произведение массы на удельный объем это полный объем газа: Mv = V, получим:

pV = MRT.

Заменив в полученном уравнении объем газа его молекулярным объемом Vμ, а массу газа – молекулярной массой μ, получим уравнение состояния для 1 киломоля газа:

pVμ = μRT.

Уравнение состояния идеального газа в таком виде предложил в 1874 году Д. И. Менделеев, и, поскольку оно является частным случаем уравнения Клайперона, то носит название уравнения Менделеева - Клайперона для идеального газа (иногда его называют уравнением Клайперона - Менделеева).

Из уравнения Менделеева - Клайперона можно определить универсальную газовую постоянную:

μR = pVμ/T.

При нормальных физических условиях величина универсальной газовой постоянной равна

R0 = μR = p00/T0 = 101325×22,4/273,15 = 8315   Дж/(кмоль×К).

Используя универсальную газовую постоянную, легко определить величину удельной газовой постоянной для любого газа по формуле:

R = R0= 8315/μ    Дж/(кг×К).

***

Примеры решения задач с использованием газовых законов

Скачать теоретические вопросы к экзаменационным билетам
по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники"
(в формате Word, размер файла 68 кБ)

Скачать рабочую программу
по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word):

Скачать календарно-тематический план
по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word):


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

План-конспект урока по физике на тему "Атмосферное давление"

Предмет

Физика

Класс

7

Дата проведения

18.02.2016 г

Тип урока

Комбинированный

Раздел

Давление твердых тел, жидкостей и газов

Тема урока

Атмосферное давление

Цели урока

Обучающие: организовать изучение и первичное закрепление понятия «атмосферное давление», раскрыть природу атмосферного давления, показать на опытах и объяснить на примерах существование атмосферного давления и его применение.

Развивающие: развивать умение проводить наблюдения и эксперименты, выдвигать гипотезы, устанавливать причинно-следственные связи при объяснении примеров и опытов на основе знаний об атмосферном давлении.

Воспитательные: воспитывать взаимосотрудничество, умение работать в группе, наблюдательность и любознательность.

Планируемые результаты

Предметные умения

Универсальные учебные действия

Научиться приводить примеры, подтверждающие существование атмосферного давления, проводить опыты по обнаружению атмосферного давления; вычислять массу воздуха; сравнивать атмосферное давление на различных высотах от поверхности Земли, анализировать результаты, делать выводы

Коммуникативные: выражать с достаточной полнотой и точностью свои мысли, рационально планировать свою работу в группе, добывать недостающую информацию с помощью вопросов.

Регулятивные: осознавать самого себя как движущую силу своего научения, свою способность к преодолению препятствий и самокоррекции, составлять план решения экспериментальной задачи, самостоятельно исправлять ошибки.

Познавательные: уметь создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач, выделять и классифицировать существенные характеристики объекта, уметь строить высказывание, формулировать проблему.

Личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

Оборудование

1.Стакан с водой; 3.Спички; 5.Шприц

2. Свеча; 4. Газета/лист бумаги;

Использование ЭОР/ЦОР

1.Презентация «Атмосферное давление»

2. Плакат

Литература

1.Физика.7кл.: учебник/ А. В. Перышкин. – 3-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2014. – 224 с.: ил.

2.Физика: Задачник: 7-8 кл.: Учеб. пособие для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 1996. – 192 с.: ил.

ХОД УРОКА

I этап. Организационный момент. Мотивация к учебной деятельности.

Учитель: Здравствуйте, ребята! Садитесь!

Прозвенел звонок весёлый.

Все готовы? Всё готово?

Всё ль на месте,

Всё ль в порядке,

Ручка, книжки и тетрадка?

Начинаем наш урок.

В мире много интересного,

Нам порою неизвестного.

Миру знаний нет предела.

Так скорей, друзья, за дело!

II этап. Повторение пройденного материала.

Сегодня на уроке вы будете зарабатывать баллы в виде звездочек, отвечая на вопросы, решая задачи. И в конце урока мы будем оценивать вашу работу по количеству заработанных звездочек.

А, теперь, прежде чем приступить к новой теме, повторим пройденный нами материал.

Задание 1. Вставьте недостающие физические величины вместо звездочек.

От чего зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда?

P

P

*

g

g

g

*

ρ

ρ

h

*

h

Давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости.

- Молодцы!

Задание 2. Составьте физические термины из букв в таблице

О

С

Р

Н

Т

М

Ф

Е

О

Н

Е

Л

В

Е

И

Е

А

Д

Ответ: АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ.

- Правильно, молодцы!

III этап. Объяснение нового материала.

Тема нашего урока «Атмосферное давление».

Открываем тетради, записываем дату «____» февраля 2016 г. Тема урока: «Атмосферное давление»

Отгадайте загадку.

1. Через нос проходит в грудь

И обратный держит путь.

Он невидимый, и все же

Без него мы жить не можем. (Воздух)

2. Чего в классе не видите? (Воздух)

Вопрос: Из чего состоит воздух? (стр.127)

Примерные ответы учащихся: Воздух состоит из азота (78,1%), кислорода (21 %), аргона (0,9%) и углекислый газ и другие (1%)

На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Вес воздуха легко вычислить, зная его массу. Р = gm

mV (Чтобы найти массу тела, надо плотность вещества умножить на объем)

ρ воздуха =1,29 кг/м3

g= постоянная величина =9, 8 Н/кг =10 Н/кг

Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой (от греч. атмос.- пар, воздух и сфера – шар).

Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров.

Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

Атмосферное давление это давление, оказываемое атмосферой Земли на земную поверхность и на все тела, находящиеся на ней. Но мы на себе давление воздуха не ощущаем.

Существование атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в жизни.

Рассмотрим некоторые из них.

Опыт 1. Подъем воды вслед за поршнем в шприце.

Шприц, внутри которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам шприца. Конец шприца опустим в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода.

Вопрос: Сможете ли вы объяснить увиденное явление? Какие вопросы у вас возникли?

Вывод: Происходит это потому что, при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода. Это явление используется в водяных насосах.

IV этап. Закрепление нового материала.

Опыт 1. Опыт со стаканом с водой.

Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода из стакана не выльется.

Вопрос: Почему так происходит. Ответ обоснуйте?

Ответ: Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.

Опыт 2. Опыт со стаканами. Повторение опыта Герике Отто фон.

Как сделать, чтобы два стакана прилипли друг к другу с помощью этих оборудований?

Оборудование: Два стакана, огарок свечи, спичка, немного газетной бумаги, ножницы.

1.Поставим зажженный огарок свечи в один из стаканов;

2.Вырежем из нескольких слоев газетной бумаги, положенных один на другой, круг диаметром немного больше, чем внешний край стакана;

3.Затем вырежем середину круга таким образом, чтобы большая часть отверстия стакана осталась открытой;

4.Смочив круг с водой, получим эластичную прокладку, которую мы положим на верхний край первого стакана;

5.Осторожно поставим перевернутый второй стакан, и прижмем его к бумаге так, чтобы внутреннее пространство обоих стаканов оказалось изолированным из внешнего воздуха.

6. Свеча вскоре потухнет.

7.Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднимем его. Мы увидим, что нижний стакан как бы прилип к верхнему стакану и поднялся вместе с ним.

Вывод: Это произошло потому что, огонь нагрел воздух, содержащийся в нижнем стакане, а, как мы знаем, нагретый воздух расширяется и становится легче, поэтому часть его вышла из стакана. Когда мы приближали к первому стакану второй, содержащийся в нем воздух тоже нагрелся и часть его вышла наружу. Значит, когда оба стакана были плотно придавлены один к другому, в них было меньше воздуха, чем до начала опыта. Свеча потухла, как только израсходован весь содержащийся в обоих стаканах кислород.

Опыт 3. Как достать монету не замочив пальцев рук?

Оборудование: тарелка, монета, вода, стакан, спичка, бумага.

Положим на плоскую тарелку монету и нальем немного воды. Монета очутится под водой. Возьмем стакан, зажжем бумагу, положим в стакан и перевернем на тарелку рядом с монетой. Воздух в стакане начнет остывать. Стакан начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Монету можно будет достать, не замочив пальцев рук.

Вопрос: Объясните опыт?

Вывод: Атмосферное давление «загоняет» жидкость в стакан при создании в ней разряженной атмосферы.

V этап. Физкультминутка.

Ребята, встаньте все. Повторяем за мной. Поднимите все руки.

«Море волнуется раз,

Море волнуется два,

Раз – делаем вдох,

Два – делаем выдох.

и еще раз

Раз – делаем вдох, глубже-глубже вдохните воздух из атмосферы,

Два – делаем выдох»

Молодцы, ребята, садитесь!

Объяснение: При выполнении дыхательных упражнений грудная клетка расширяется, объем становиться больше. А давление в легких – меньше и туда поступает воздух из атмосферы.

Упражнение 19 (2) стр.126

Чему равен вес воздуха объемом 1 м3?

Дано:

Vв = 1 м3

Решение:

Р=gm (вес воздуха можно вычислить, зная его массу)

m=ρV (Чтобы найти массу тела, надо плотность вещества умножить на объем)

ρвоздуха =1,29 кг/м3

g= постоянная величина =9,8 Н/кг =10 Н/кг

m=1,29 кг/м3 * 1 м3=1,29 кг

Р=10 Н/кг*1,29 кг =12,9 Н=13 Н

Найти: Pв-?

Ответ: Р=13 Н

VI этап. Домашнее задание.

§ 42 стр. 124 прочитать Задание 1. стр.126

VII этап. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Решать загадки можно вечно.

Вселенная ведь бесконечна.

Спасибо всем нам за урок,

А главное, чтоб был он впрок!

Мы сегодня все плодотворно поработали, молодцы!

А теперь подведем итоги нашего урока.

Как рассчитать давление воды по объему бака 💫 Научно-Популярный Мультимедийный Портал. 2022

Давление воды зависит не от объема резервуара для воды, а от глубины. Например, если вы прольете 1 000 000 галлонов воды так тонко, что ее глубина составит всего 1 дюйм в любой момент времени, у нее вообще не будет большого давления. Если тот же объем налить в столб со сторонами шириной 1 фут, давление на дне будет в десять раз больше, чем на дне океана.2. Это дает вам высоту. Если высота указана в футах, умножьте ее на 0,4333, чтобы получить фунты на квадратный дюйм (PSI). Если высота указана в метрах, умножьте ее на 1,422, чтобы получить PSI. Пи, или а, — это постоянное отношение длины окружности к диаметру всех колес. Приближение для пи равно 3,14159.

  • Найти давление воды в цилиндре сбоку

  • Определить давление воды на дне полного цилиндра сбоку. Когда радиус указан в футах, умножьте радиус на 2, а затем умножьте произведение на 0,4333, чтобы получить давление воды в фунтах на квадратный дюйм.(1/3) x 2 x 0,4333 = 26,00 фунт/кв. дюйм.

    Консультативный
    .

    Как рассчитать объем газа? | Наука 2022 9000 1

    Чтобы рассчитать объем газа, содержащегося в конкретном сосуде или помещении, найдите объем с помощью геометрических методов. Это связано с тем, что газ всегда занимает весь подаваемый к нему объем. Если известно количество вещества или масса газа при нормальных условиях, вычислите объем газа, умножив количество вещества на 0,0224 м³. Если газ не находится в идеальных условиях, используйте специальные уравнения.

    Как рассчитать объем газа?

    Нужно ли

    рулетка или дальномер, термометр, манометр, таблица Менделеева

    Инструкции

    Шаг 1

    Расчет объема газа геометрическими методами Если сосуд наполнен газом, найти объем газа.Например, если ваша комната имеет форму параллелепипеда, используйте рулетку или дальномер, чтобы определить ее длину, ширину и высоту в метрах. Полученные результаты умножьте и получите объем газа в помещении, выраженный в м³. Если сосуд цилиндрический, измерьте его диаметр, возведите его в квадрат, умножьте на 3, 14, а высоту цилиндра, которую вы также измерите, разделите полученное число на 4.

    Шаг 2

    Расчет объема известной массы конкретного газа при стандартных условиях Если газ находится при нормальных условиях (0°С, 760 мм.ст.), известны его масса и химическая формула, с помощью таблицы Менделеева определяют его молярную массу с учетом того, что молекулы большинства простых газов двухатомны. Затем разделите массу газа на его молярную массу и полученную цифру умножьте на 0,0224. Получите объем газа в м³. Есть и другой способ. Если вы знаете массу и род газа, по специальной таблице найдите его плотность и разделите массу газа на его плотность. Получить объем газа. Если масса газа дана в килограммах, плотность принимают в килограммах на кубический метр, если в граммах - в граммах на кубический сантиметр.Соответственно объем получится в метрах или кубических сантиметрах.

    Шаг 3

    Расчет массы газа по уравнениям Если известна масса газа в реальных условиях, найти количество его вещества, при котором масса делится на молярную массу. Измерьте давление газа манометром и его температуру термометром. Выразите давление в паскалях, а температуру в кельвинах. Умножьте отношение температуры к давлению на количество вещества в газе и число 8, 31 даст объем газа в м³.

    .

    Как снизить частоту сердечных сокращений? Когда пульс правильный и как его измерить? Причины и последствия высокой частоты сердечных сокращений

    Высокая частота сердечных сокращений может быть временной реакцией организма на физическую нагрузку или стресс, но если она сохраняется в течение длительного времени, это также может быть признаком болезни сердца или проблем с кровообращением. Частота сердечных сокращений показывает, как работает сердце, то есть как работают кровеносные сосуды, которые приводятся в движение сердцем и перекачивают кровь. Если ваш сердечный ритм слишком высок, ваше сердце не может обеспечить достаточное количество кислорода для вашего тела.Это состояние опасно для здоровья и требует немедленной медицинской помощи. Узнайте, как измерить частоту сердечных сокращений, как уменьшить слишком высокий пульс и что делать, чтобы сохранить нормальную частоту сердечных сокращений.

    Частота сердечных сокращений или пульс — это количество ударов сердца в минуту. Точнее, это ритмичное движение сосудов, которые сокращаются и растягиваются под влиянием крови, нагнетаемой в них сердцем. Частота сердечных сокращений делится на:

    • физическую нагрузку - возникает при физической нагрузке и увеличивается с ее интенсивностью,
    • в покое - это самое низкое значение нашего пульса, которое возникает в состоянии покоя и именно оно определяет, нормальный пульс или нет.

    Нормальные нормы пульса рассчитываются с учетом общего состояния здоровья и возраста человека. Частоту сердечных сокращений следует проверять в состоянии покоя, при спокойном дыхании, желательно утром, когда мы отдохнули. Частота сердечных сокращений указывается в ударах в минуту. Средняя частота сердечных сокращений: :

    • 110-115 ударов в минуту для плода,
    • около 130 ударов в минуту для младенцев,
    • около 100 ударов/минуту для детей,
    • около 85 ударов в минуту для молодежи
    • 64-90 уд/мин для взрослых,
    • 55-60 уд/мин для пожилых людей.

    Частота сердечных сокращений в состоянии покоя у младенцев и детей выше, чем у взрослых и пожилых людей. Кроме того, следует также учитывать физическую активность. У людей, которые регулярно занимаются спортом, частота сердечных сокращений ниже, чем у тех, кто ведет малоподвижный образ жизни и страдает ожирением.

    Это можно сделать с помощью современных устройств , которые также позволяют измерять частоту сердечных сокращений во время измерения артериального давления, таких как электронный тонометр, спортивный браслет или смарт-часы. Кроме того, вы также можете измерить частоту сердечных сокращений в домашних условиях.Для этого:

    • Иметь часы с секундной стрелкой или секундомер.
    • Найдите место на теле, где вы можете легко прощупать пульс: артерия на шее или запястье, а также сгиб локтя или верхняя часть стопы.
    • Выбрав место, приложите к нему два пальца: указательный и средний, но не сжимайте их слишком сильно. Когда вы почувствуете пульс, используйте часы или секундомер, чтобы измерить время. В течение 20 секунд внимательно посчитайте все поглаживания, которые вы чувствуете, умножьте число на 3 или посчитайте все поглаживания в течение 60 секунд.

    Однако в идеале частоту сердечных сокращений должен измерять врач в кабинете. Тогда мы будем уверены, что она была проведена правильно. Если специалист обнаружит, что пульс слишком высокий, он также сможет провести дальнейшую диагностику для выявления причины такого состояния и проведения соответствующего лечения.

    Увеличение частоты сердечных сокращений означает, что сердце бьется быстрее и обычно сопровождается такими симптомами, как:

    • слабость,
    • головокружение,
    • одышка,
    • стеснение в груди,
    • обморок.

    Высокая частота сердечных сокращений — это состояние, при котором частота сердечных сокращений превышает указанные ранее пределы. Это состояние известно как тахикардия или тахикардия и связано с аномальным сердечным ритмом. Однако это часто носит временный характер и возникает в результате естественных реакций организма, например, на стресс или страх. Высокая частота сердечных сокращений также может появиться во время беременности. Другими факторами, которые могут спровоцировать тахикардию, являются:

    • усталость,
    • употребление слишком крепкого кофе,
    • сигареты курительные,
    • дренаж,
    • интенсивные физические упражнения,
    • стимуляторы: алкоголь, наркотики,
    • прием определенных лекарств (например,снижение артериального давления),
    • гипертония.

    См. также:

    Повышение частоты сердечных сокращений, то есть увеличение частоты сердечных сокращений, не связанное с такими причинами, как реакция на стресс или употребление слишком большого количества кофе, следует проконсультироваться с врачом. Слишком высокий пульс, сохраняющийся длительное время даже в состоянии покоя или после пробуждения утром, может свидетельствовать о таких заболеваниях, как:

    • гипертиреоз,
    • анемия,
    • болезни легких или бронхов,
    • болезни сердца,
    • травма или врожденный порок сердца (сердечная недостаточность, порок сердца),
    • болезни сердечной мышцы (кардиомиопатия),
    • инфекция с лихорадкой,
    • нарушение электролитного баланса, т. е. дефицит кальция, магния или калия,
    • слишком высокий уровень сахара в крови,
    • Слишком высокий уровень холестерина.
    • опухоль.

    Если учащенное сердцебиение сопровождается учащенным сердцебиением или остановкой сердца, одышкой, слабостью и головокружением, как можно скорее обратитесь к врачу, так как эти симптомы являются признаками нарушения сердечного ритма и требуют неотложной медицинской помощи. Причиной такого состояния может быть, например, сердечный приступ или воспаление сердечной мышцы.

    Учащенное сердцебиение также может быть вызвано падением артериального давления. Когда ваше кровяное давление, то есть количество крови, перекачиваемой сердцем, падает, ваше тело увеличивает частоту сердечных сокращений.Таким образом, он восполняет дефицит питательных веществ, которыми кровь снабжает все клетки и органы организма.

    Когда высокая частота сердечных сокращений возникает при низком кровяном давлении и не связана с физической нагрузкой или реакцией на стресс, это может указывать на обезвоживание , но также связано с проблемами щитовидной железы и сердца. Высокая частота сердечных сокращений и низкое кровяное давление также могут вызывать стимуляторы и инфекции.

    Коронавирусная инфекция и COVID-19 могут вызывать учащение пульса и вызывать нарушения сердечного ритма, вплоть до мерцательной аритмии.Лекарства, используемые для лечения COVID-19, также могут вызывать сердечные аритмии.

    Однако это касается пациентов, у которых до заражения коронавирусом не было проблем с учащенным сердцебиением. С другой стороны, пациенты с диагнозом аритмия, которые заразились COVID-19, могут ощущать свой дискомфорт, не связанный с инфекцией. Кроме того, инфекция в их случае может быть намного серьезнее. Они должны продолжать принимать лекарства, ранее назначенные врачом, и продолжать лечение.

    Прежде всего убедитесь, что вы дышите ровно и пьете много воды. Стоит попробовать методы релаксации: медитацию, йогу, прослушивание спокойной музыки. Вам также может помочь выйти на улицу или открыть окно, глубоко вдохнуть и выпить стакан воды. Если через несколько минут частота сердечных сокращений не снижается до нужного уровня, обратитесь к врачу.

    Слишком высокий пульс, который повторяется достаточно часто, может привести к инфаркту и другим сердечно-сосудистым заболеваниям .Чтобы понизить пульс и не допустить, чтобы его уровень превышал норму, следует позаботиться о правильных привычках и здоровом образе жизни. Самое главное в предотвращении учащенного сердцебиения – это регулярная физическая активность и здоровое питание. Для поддержания правильного пульса будет полезно следующее:

    • Умеренные физические нагрузки или физические упражнения каждый день - улучшают кровоток, регулируют артериальное давление и частоту сердечных сокращений. Ваш сердечный ритм временно увеличивается во время упражнений, но в долгосрочной перспективе упражнения помогают нормализовать ваш пульс.
    • Здоровое и регулярное питание - много овощей, фруктов и цельнозернового хлеба, отказ от обработанных пищевых продуктов, соли и сахара.
    • Отказ от алкоголя и курения .
    • Питьевые травы для успокоения - такие как мелисса, лаванда, валериана.
    • Избегание стресса - Практика методов релаксации, таких как йога, медитация.
    • Осторожное употребление наркотиков .
    • Регулярное измерение пульса и контрольные визиты к врачу .

    Длительный стресс – чем он опасен для здоровья?

    .

    Степень сжатия, которая зависит от формулы. Определяется степенью сжатия. Как определить компрессию в зависимости от степени сжатия. Какая должна быть максимальная компрессия учитывая октановое число топлива

    Характеризуется количеством значений. Одним из них является степень сжатия двигателя. Важно не путать с компрессией — максимальным давлением в цилиндре двигателя.

    Что такое степень сжатия

    Эта степень представляет собой отношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания.В противном случае можно сказать, что величина сжатия представляет собой отношение объема свободного пространства над поршнем, когда он находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему, когда поршень находится вверху.

    Выше упоминалось, что степень сжатия и степень сжатия не являются синонимами. Разница в обозначениях: если компрессию измеряют в атмосферах, то степень сжатия записывают как какое-то отношение, например 11:1, 10:1 и т.д. Поэтому нельзя точно сказать, какая степень сжатия мотора измерялась, является ли параметр «безразмерным» в зависимости от других характеристик.

    Условно степень сжатия можно описать как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизельного топлива в случае дизелей) и при сдерживании порции топлива. Этот показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

    Расчет сжатия

    Рассмотрим, как найти степень сжатия двигателя.

    Рассчитывается по формуле:

    Здесь VP — рабочий объем одного цилиндра, VC — объем камеры сгорания.Формула показывает важность значения громкости камеры: если, например, уменьшить, то параметр сжатия становится больше. То же самое произойдет, если цилиндр вырастет.

    Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Цифра рассчитывается по формуле:

    Здесь D — диаметр, а S — ход поршня.

    Иллюстрация:


    Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом впрыска жидкости.Вы узнаете, сколько воды помещается в камеру, есть возможность определить ее объем. Для определения удобно использовать воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. Посмотрите, сколько граммов, столько и «кубиков» в цилиндре.

    Альтернативным способом определения степени сжатия двигателя является обращение к документации.

    Что влияет на степень сжатия

    Важно понимать, какая компрессия влияет на двигатель: от этого зависит компрессия и мощность. Если сделать большее сжатие, то силовой агрегат получит больший КПД, так как упадет удельный расход топлива.

    Степень сжатия бензинового двигателя определяет топливо, с которым будет расходоваться октановое число. Если топливо низкое, то это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число приведет к дефициту мощности - двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечить нужную компрессию.

    Таблица основных степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензина ДВС:

    Сжатие Бензин
    До 10. 92
    10,5-12 95
    С 12. 98

    Интересно: Бензиновые двигатели с турбонаддувом работают на высокооктановом сгорании, чем аналогичные ДВС без повышения, поэтому степень сжатия у них выше.

    Еще больше дизельных двигателей. По мере развития высокого давления в дизелях этот параметр также будет выше.Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1 в зависимости от агрегата.

    Изменить степень сжатия

    Зачем менять степень?

    На практике такая необходимость возникает редко. Для изменения компрессии может потребоваться:

    • увеличивает двигатель при необходимости;
    • , если вам необходимо адаптировать силовой агрегат для работы на нестандартном бензине с октановым числом, отличным от рекомендуемого. Как, например, у советских автовладельцев, так как комплектов переоборудования для машины в продаже не нашлось, а желание сэкономить на бензине было;
    • после неудачного ремонта для устранения последствий некорректного вмешательства.Это может быть термическая деформация ГБЦ, после которой необходимо фрезерование. После увеличения компрессии двигателя со снятием металлического слоя становится невозможно работать на изначально предназначенном для него генусе.

    Иногда меняют степень сжатия при переводе автомобилей на метановое топливо. Метан – это октановое число – 120, что требует увеличения компрессии для многих бензиновых автомобилей и снижения – для дизелей (СЭ – это 12-14).

    Перевод с дизельного топлива на метан влияет на мощность и приводит к некоторым потерям, которые могут компенсировать турбокомпрессор.Двигатель с турбонаддувом требует дополнительного снижения степени сжатия. Возможно потребуется капитальный ремонт электрики и датчиков, замена дизельных форсунок на свечу зажигания на новый комплект цилиндропоршневой группы.

    Бустеризация двигателя

    Чтобы снять большую мощность или иметь возможность работать на более дешевых видах топлива, двигатель можно форсировать, изменив объем камеры сгорания.

    Дополнительную мощность двигателя следует увеличивать за счет увеличения степени сжатия.

    Важно: заметное увеличение мощности будет только на двигателе, который работает с более низкой степенью сжатия. Например, если двигатель 9:1 настроен на 10:1, он даст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель с параметром действия 12:1, форсированным на 13:1.

    Возможны следующие способы увеличения степени сжатия двигателя:

    • установка тонкой прокладки CHC и доработка головки блока;
    • расточные цилиндры.

    В рамках доработки ГБЦ это подразумевает фрезерование его нижней части, соприкасающейся с самим блоком.ГБЦ становится короче, за счет чего уменьшается объем камеры сгорания и увеличивается степень сжатия. То же самое происходит при установке более тонкой прокладки.

    Важно: Данные манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными канавками, так как в некоторых случаях есть риск встречи поршней и клапанов. Приложение для настройки фаз газораспределения.

    Расточка БК также приводит к установке новых поршней под нужный диаметр.В результате увеличивается рабочий объем и становится все больше компрессии.

    Идентификация под малотопливным топливом

    Данная операция выполняется, когда мощность второстепенна и основная задача - адаптация двигателя к другому топливу. Делается это за счет снижения степени сжатия, что позволяет двигателю работать на низкокалиберном бензине без детонации. Кроме того, есть и некоторая финансовая экономия на стоимости топлива.

    Интересно: Подобное решение часто используется для карбюраторных двигателей старых автомобилей.Для современной форсунки DVS с электронным управлением настоятельно рекомендуется деформация.

    Основной способ снижения степени сжатия двигателя – более толстое уплотнение GBC. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делается алюминиевая прокладка. В результате увеличивается объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

    Несколько интересных фактов

    Метанол Гоночные машины Метанол имеет степень сжатия более 15:1. Для сравнения, стандартный карбюраторный двигатель, потребляющий запрещенный бензин, имеет максимальную степень сжатия 1.1: 1,

    Из образцов серийных бензиновых двигателей с компрессией 14:1 есть образцы от MAZDA (SkyActiv-G), например, на СХ-5. Но их реальный SE находится на расстоянии 12, потому что в этих двигателях задействован так называемый «цикл Аткинсона», так как смесь прессуется 12 раз после закрытия последнего клапана. Эффективность таких двигателей измеряется не степенью сжатия, а в зависимости от степени расширения.

    В середине ХХ века в мировом двигателестроении, особенно в США, наметилась тенденция к увеличению степени сжатия.Так к 70-м годам основная масса образцов автопрома США имела СВС от 11 до 13:1. Но штатная работа таких МКАС требовала применения высокооктанового бензина, который в то время был способен только получить процесс этилирования - добавление тетраэтилвания, высокотоксичного ингредиента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические нормы, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции — снижению тссс в серийных образцах двигателей.

    Современные двигатели имеют систему автоматического угла опережения зажигания, которая позволяет двигателю работать на "нестандартном" топливе - например, 92 вместо 95, и наоборот.Система управления Uzen помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если его нет, например, залив — это высокооктановый бензиновый двигатель, он не рассчитан на такое топливо, можно потерять мощность и даже залить свечи при задержке зажигания. Ситуацию можно исправить ручной выдачей МКС в соответствии с инструкцией для конкретной модели автомобиля.

    Компрессия в двигателе является одним из наиболее важных факторов, влияющих на работу двигателя. Указывает максимальное давление при холостой прокрутке двигателя.Отдельно принятые модели энергоблоков включают разные показатели степени сжатия. Подробнее об этом в статье.

    Компрессия у водителей считается диагностическим фактором для оценки состояния поршневой группы и работоспособности автомобильного двигателя. Компрессия – это наибольшее давление в цилиндре, которое создается поршнем в конце такта корпуса. Компрессию двигателя можно измерять в разных единицах, но наиболее популярным является измерение в атмосфере.

    Компрессия важный момент при диагностике автомобильного двигателя

    Высокая компрессия предохраняет картер от избыточного газопоступления, в результате чего сетка отправляется на выполнение полезной работы. Это влечет за собой снижение расхода топлива и масла, поэтому мощность силового агрегата и его экономичность увеличиваются. В условиях низкой компрессии снижается мощность двигателя, ухудшается динамика автомобиля, увеличивается расход горюче-смазочных материалов.

    Степень сжатия

    Не очень опытные автовладельцы иногда путают понятие "степень сжатия" с понятием "компрессия", но на самом деле это разные вещи. Степень сжатия – это отношение объема цилиндра блока подачи к объему камеры сгорания.

    Указана степень сжатия и сжатия, чем их соотношение

    В отличие от сжатия степень сжатия является постоянной величиной, указываемой производителем в технической документации.Он не измеряется в единицах, поэтому сравнивать его с сжатиями нет смысла. Кроме того, этот параметр напрямую влияет на мощность двигателя. Кроме того, давление над поршнем выше и, следовательно, выше крутящего момента.

    На оттиск влияет время в результате постепенного износа деталей поршневой группы, за счет чего снижается давление в цилиндре. Стоит отметить, что компрессия в двигателе напрямую зависит от степени сжатия, эта комбинация значений отображается в расчетных параметрах для каждого типа силового агрегата.

    Компрессионный стол для бензиновых автомобилей

    Степень сжатия на автомобилях ВАЗ при условии исправности всех систем и агрегатов:

    • Ваз 2106-2107 - компрессия 11 кг/см2.
    • Ваз 2109 - компрессия 11 кг/см2.
    • Ваз 2110 это компрессия 12 кг/см2.
    • Ваз 2112 - Компрессия 12,6 кг/см2.

    Компрессия в бензиновых двигателях некоторых других транспортных моделей разных производителей:

    Как рассчитать компрессию автомобиля

    Для определения сжатия используйте следующую формулу:

    Compression = X X фактор к

    степени сжатия

    Степень сжатия можно посмотреть в технической документации двигателей, при этом у каждой модели автомобиля степень сжатия своя.Что касается Х-фактора, то он также определяется отдельно для каждой группы двигателей, например, четырехколесные бензиновые агрегаты с искровой системой зажигания имеют коэффициент 1,2-1,3.

    Какая компрессия у дизелей

    Степень сжатия у дизелей значительно выше, чем у бензиновых, так как воспламенение топливной смеси в дизелях происходит не от искры, а от сжатия под большим давлением. Топливо нагревается до температуры вспышки под давлением примерно 35 кг/см2.Конечно, конечное давление, достаточное для воспламенения дизельного топлива, зависит и от определенных условий, таких как состояние самого двигателя или температура окружающей среды. Однако можно сделать вывод, что в процессе снижения компрессии в результате износа поршня автомобиль с приводным двигателем становится все сложнее.

    Специалисты определили степень сжатия дизельного двигателя, достаточную для его запуска в условиях различных наружных температур:

    • 40 - Силовое устройство запускается при температуре до -35 градусов.
    • 36 - Автомобиль падает до -30 градусов.
    • 32 - Заводится после длительной стоянки при температуре до -25 градусов.
    • 28 - Вспыхивает топливо после длительной стоянки при -15 град.
    • 25 - Двигатель без проблем заводится после длительной стоянки в тепле до -15 градусов.
    • 22-23 - При неохлажденном питании устройство заводится сразу, длительная стоянка возможна только в гараже при плюсовой температуре.
    • меньше 18 - даже прогретый двигатель в этих условиях не заведется.

    Таблица сжатия автомобилей с дизельным двигателем обычно

    Следующие значения будут достоверными при запуске сервисных двигателей, на транспорте, где работают все системы. При наличии неисправностей эти показатели не соответствуют действительности.

    Степень сжатия дизельных двигателей некоторых моделей автомобилей:

    • Камаз Евро-0 - Компрессия 29-35 кг/см2.
    • Камаз Евро-1 - Компрессия 29-35 кг/см2.
    • Камаз Евро-2 - Компрессия 29-35 кг/см2.
    • Камаз Евро-3 это компрессия 32-37 кг/см2.
    • Камаз Евро-4 это компрессия 32-39 кг/см2.
    • ЯМЗ 236 - Компрессия 33-38 кг/см2.
    • Ямз 236 Турбо - Компрессия 33-38 кг/см2.
    • ЯМЗ 238 - Компрессия 33-38 кг/см2.
    • Ямз 238 Турбо - компрессия 33-38 кг/см2.
    • ЯМЗ 240 - Компрессия 33-38 кг/см2.
    • Ямз 240 Турбо - компрессия 33-38 кг/см2.
    • Д240-245 (МТЗ80-82) - Компрессия 24-32 кг/см2.
    • MAN F90/2000 - Компрессия 30-38 кг/см2.

    Как правильно измерить компрессию двигателя:

    Следовательно, на техническое состояние силового агрегата и условия, при которых производятся измерения, влияет степень сжатия, и ее следует измерять всегда и в одном и том же режиме.

    Измерение условий сжатия

    90 280

    Измерения обычно проводят при следующих условиях:

    1. Хороший старт.
    2. Аккумулятор заряжен.
    3. Топливный шланг отсоединен.
    4. С катушек отсоединенных проводов низкого напряжения.
    5. Свечи зажигания закручены во всех цилиндрах.
    6. Воздушный фильтр.
    7. Откройте дроссельную заслонку.
    8. Подогрев до необходимой температуры блока питания.

    Измерение компрессии с помощью компрессора и свечного ключа

    Процедура измерения компрессии проводится свечным камнем и компрессором. Компрессор следует вставить в отверстие закрученной свечи одновременно с запуском силового агрегата на холостом ходу и удерживать до тех пор, пока не перестанет подниматься сертификат на шкале.Такие манипуляции необходимо провести со всеми цилиндрами двигателя.

    Почему полученные данные могут отличаться от паспортных

    Информация, полученная при измерении компрессии, как правило, отличается от цифр, заявленных производителем автомобиля в технической документации. Расхождение значений связано с износом поршневой группы в результате штатной эксплуатации автомобиля. При увеличении износа компонентов в силовом агрегате снижается компрессия в цилиндрах.

    Несомненно, при малом отклонении от данных, освоенных заводом-изготовителем, автовладелец все еще может эксплуатировать автомобиль без ремонта поршневой группы. Допускается расхождение до десяти процентов. По мере увеличения обрыва показателей узлы двигателя считаются сильно изношенными.

    Причины падения компрессии

    1. Внешний вид Нагара из-за износа маслосъёмных колпачков.
    2. Дефекты распределительного вала распределительного вала.
    3. Отметина или деформация клапана.
    4. Компрессионный поршень.
    5. Трещина в перемычке поршня.
    6. Поршневые кольца сидят в канавках поршня - наиболее частая причина снижения компрессии.

    Чем опасен автомобиль при эксплуатации с пониженной компрессией

    Как правило, с учетом этих соображений снижение компрессии происходит только в одном цилиндре, поэтому капитальный ремонт двигателя не требуется. В этом случае достаточно очистить камеру сгорания от нагара и заменить детали.

    Если компрессия снизилась во всех цилиндрах одновременно, скорее всего, была нарушена герметичность камеры сгорания, что может привести к капитальному ремонту двигателя. При нарушении герметичности камеры сгорания необходимы зазоры, а также газораспределительный механизм.

    В дизельных силовых агрегатах причиной потери компрессии является износ зеркала цилиндра. Признак снижения компрессии в дизелях - появление синего дыма из выхлопной трубы в результате неполного сгорания дизельного топлива в условиях не высоких температур.

    Иногда неисправность сторонних комплектующих может привести к снижению давления в цилиндрах, например, плохое распыление топлива из-за ошибки форсунки.

    Как увеличить сжатие

    Для устранения проблемы низкой компрессии силового агрегата необходимо заменить или отремонтировать поврежденные детали и агрегаты, после чего мощность двигателя снова увеличится.

    Советы Плюсы: Добавка к компрессии двигателя, нравится вам это или нет

    Несомненно, специальные присадки способны повысить степень сжатия силового агрегата, так как обладают многими положительными комплексными свойствами.Однако вы должны понимать, что не стоит ожидать значительного эффекта от присадок, если двигатель сильно изношен. Кстати, негативных отзывов автовладельцев после использования очень много. В любом случае выбор за вами.

    Силовые агрегаты современных легковых автомобилей представляют собой сложные технические объекты, и их работа определяется множеством различных параметров. Начинающим водителям очень сложно выяснить, для чего именно предназначен каждый из них.Например, даже опытные водители не знают степень сжатия двигателя. Вернее, они считают их привычными, а на самом деле очень часто путают этот параметр со сжатием.

    Что такое степень сжатия и чем она отличается от сжатия

    Иллюстрация степени сжатия 10:1

    Любой двигатель внутреннего сгорания работает за счет того, что в его цилиндрах при сгорании топливной смеси образуются газы, которые приводят в движение поршни, а, в свою очередь, и коленчатый вал.Таким образом, происходит преобразование энергии горения в механическую энергию, крутящий момент, заставляющий автомобиль двигаться.

    Сгорание топливной смеси происходит в цилиндрах и сжимает ее до определенного объема перед воспламенением поршней. Это отношение общего объема цилиндра к объему камеры сгорания и называется степенью сжатия двигателя. Эта величина не имеет размерности и выражается простым соотношением. У большинства современных бензиновых двигателей соотношение внутреннего сгорания составляет от 8:1 до 12:1, а у дизелей — от 11:1 до 14:1.

    В области сжатия понимается максимальное значение давления, которое возникает в камере сгорания в самом конце цикла сжатия топливной смеси. Таким образом, значение является не относительным, а абсолютным значением. Для его измерения используются такие единицы, как атмосферные, кг/см2, а также килопаскали или бары. Компрессия тесно связана со степенью сжатия, но ни в коем случае не идентична. Это касается не только объема, до которого сжимается топливная смесь перед воспламенением, но и таких факторов, как ее состав, текущая температура двигателя, наличие зазоров в приводах клапанов и другие.

    Что влияет на степень сжатия двигателя

    Горение нормальной смеси (вверху) и детонация (внизу)

    Степень сжатия двигателя напрямую влияет на количество работы, при которой производится мощность. Чем выше, тем больше энергии выделяется при сгорании топливной смеси, а соответственно, большую мощность показывает силовой агрегат. По этой причине в конце прошлого века производители двигателей внутреннего сгорания старались сделать свою продукцию прочнее за счет увеличения степени сжатия, а не за счет увеличения объема цилиндров и камеры сгорания.Следует отметить, что при взятии двигателей значительный прирост мощности достигается без дополнительного расхода топлива. Таким образом, двигатели в результате получаются не только мощными, но и экономичными.

    Однако и у этого метода есть ограничения, и весьма существенные. Дело в том, что при сжатии до определенного размера горючая смесь детонирует, то есть происходит ее самопроизвольный взрыв. Это, однако, относится только к бензиновым двигателям: в дизелях детонации не бывает, и во многом, поэтому они средние, имеют более высокую степень сжатия.

    Для того, чтобы значительно увеличить значение давления детонации, увеличивается октановое число бензина, что значительно увеличивает цену топлива. Кроме того, многие химические добавки, которые используются для этой цели, ухудшили экологические показатели двигателей внутреннего сгорания. Некоторые не очень опытные водители считают, что чем выше октановое число бензина, тем большую энергию они выделяют при сгорании, но на самом деле это совсем не так: эта характеристика никак не влияет на теплотворную способность топлива.

    Как рассчитать степень сжатия двигателя

    Поскольку крайне желательно, чтобы двигатель внутреннего сгорания, установленный в автомобиле, имел максимально возможную степень сжатия, уметь ее определить обязательно. Также важно избежать опасности детонации при регулировке силового агрегата, которая может просто вывести двигатель из строя.

    Стандартная формула, по которой рассчитывается степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, имеет следующий вид:

    • КР = (В+С)/С,
    • , где CR — степень сжатия двигателя, V — объем рабочего цилиндра, C — объем камеры сгорания.

    Чтобы определить значение этой величины для одного цилиндра, сначала разделите общий объем работающего блока питания на их количество. Таким образом, значение параметра V определялось по приведенной выше формуле. Определить объем камеры сгорания (то есть величину С) немного сложнее, но вполне возможно. Для этого опытные водители и механики, специализирующиеся на ремонте и регулировке двигателей внутреннего сгорания, используют световой луч, размеченный в кубических сантиметрах.Проще всего залить в камеру сгорания жидкость (например, бензин) и затем измерить ее бюреткой. Полученные данные необходимо подставить в расчетную формулу.

    На практике значение компрессии двигателя обычно определяют в следующих случаях:

    • Включая блок питания;
    • Когда его можно адаптировать к топливу с другим октановым числом;
    • После такого ремонта ОИ необходимо отрегулировать степень сжатия.

    Как изменить степень сжатия двигателя

    Современные двигатели внутреннего сгорания изменяют степень сжатия в сторону увеличения и напряжения в стороны. При необходимости его увеличения очищают цилиндры и устанавливают поршни большего диаметра. Еще один довольно распространенный метод заключается в уменьшении объема камеры сгорания. Для этого он укладывается в головку блока цилиндров с приспособлением, слой металла снимается. Эта операция производится на струнном или фрезерном станке.

    Начинающие водители, недавно приобретшие автомобиль, очень часто пытаются узнать, что находится внутри, то есть под капотом. Особый интерес у человека вызывает двигатель, так как устройство этого устройства очень сложное, и в этом необходимо разобраться, чтобы в случае поломки сэкономить деньги.

    Ведь если вы правильно поняли, то можно и самостоятельно отремонтировать машину без обращения в сервисный центр.

    Неопытные водители часто путают понятия "сжатие" и "степень сжатия", хотя на последнее они не влияют.Стоит сказать, что компрессия меняется в процессе работы машины, а степень компрессии является размерностью и относительной величиной.

    Какая степень сжатия?

    Коэффициент сжатия — геометрическое значение, не имеющее единицы измерения. Его можно определить по параметрам самого двигателя, так как этот параметр равен отношению общего объема цилиндра к объему камеры сгорания. Изменить степень сжатия можно только из-за нарушений в конструкции двигателя.90 373


    Измените этот параметр, если, например, изменяется толщина прокладки ГБЦ, различными методами форсирования или деформации двигателя, изменяющими геометрию двигателя. Степень сжатия напрямую зависит от детонационной стойкости топлива, используемого для заправки данного устройства. Этот параметр можно найти в инструкциях к устройству в разделе ТТХ.

    Сжатие: что это такое?

    Компрессия - Это давление газов в цилиндрах двигателя в конце рабочего хода при вращении вала стартера при выключенном зажигании.Именно при вращении стартер должен измерять компрессию, так как давление меняется при работе двигателя. Этот параметр является физической величиной, и для его измерения используется специальное устройство – компрессор.

    Теоретически степень сжатия и степень сжатия равны между собой, но на практике дело обстоит иначе: степень сжатия почти всегда меньше сжатия. 90 435

    Для этого есть причины. Эти величины будут равны друг другу, если газ в баллонах сжимать бесконечно долго, изометрически.В этом случае энергия, которая выделяется в процессе сжатия газа, полностью поглощалась бы поршнем, стенками цилиндра, головкой блока и другими частями двигателя, что не изменяло бы теплового баланса. Газ, который сжимается, отдает вам тепло и не выписывает манометрам большей силы, чем расчетная.


    На практике все совершенно иначе. В реальной жизни процесс сжатия газа происходит на фоне повышения температуры, этот процесс адиабатный. Если говорить простым языком, то все нагреватели, которые подчеркнуты сжатым газом, просто не успевают поглощаться стенками цилиндра, а за счет остатков и создается повышенное давление в цилиндре.

    Старые двигатели будут иметь более низкую компрессию, чем новые двигатели. Именно из-за герметичности: Новый двигатель более герметичен, а не старый, поэтому замки колец и остальные цилиндры не передают достаточно тепла, чтобы компрессия сильно упала.


    При исправном двигателе часто степень сжатия в 1,2-1,3 раза превышает расчетную степень сжатия. Теоретически давление газа изменяется обратно пропорционально изменению объема газа до 1,4 градуса.

    Но этот расчет действителен только в том случае, если нет утечек воздуха и нет передачи тепла на окружающие стены. В связи с тем, что все это есть в реальной жизни, то это соотношение справедливо (1,2 - 1,3 раза). Существует эмпирическая формула, связывающая компрессию и степень сжатия: E = (p + 3,9)/1,55 , , где p - измеренное давление, а e - степень сжатия. 90 373


    Измерить компрессию для оценки состояния двигателя и степени износа группы цилиндров.Чем ниже уровень компрессии, тем больше изношены клапаны и цилиндровая группа. Если показатели слишком низкие (менее 10 атм. в случае стокового двигателя, работающего на бензине), можно сказать, что с двигателем все в порядке. Также по износу двигателя можно выделить более 1 атм по уровням компрессии в разных цилиндрах.

    Худший вариант - наличие первого и второго "подключений". В этом случае необходимо обратиться к специалистам для проведения капитального ремонта «начинки» автомобиля.

    Измерить компрессию можно так: двигатель должен быть прогрет, затем выкручиваем свечи, нажимаем на педаль газа от чего стартер прокручивает двигатель до тех пор, пока давление не станет стабильным.


    Для достаточно частого проворачивания коленчатого вала необходимо прогревать двигатель, а аккумулятор разряжен. Чем выше частота вращения коленчатого вала, тем меньше будет время контакта сжимаемых газов со стенками цилиндра, то есть степень сжатия которых будет выше.Поэтому стартер и аккумулятор должны быть исправны.


    С помощью компрессии можно определить, где двигатель изнашивается больше всего. Это возможно из-за того, что давление газа падает из-за негерметичности клапанов и колец. Для определения места утечки газа ("виноваты" клапана или кольца) нужно залить в цилиндр 10 - 30 г моторного масла, после чего выявить компрессию. Благодаря своей липкой структуре, масло некоторое время уплотняет замки колец и зазоры между стенкой цилиндра и поршнем, т. е. места, где оно «выходит» из наибольшего количества газа.

    Если показания компрессора не меняются, неисправны клапана, а если повышается - причина всех изношенных колец.

    Рабочий объем цилиндра – это объем между крайними положениями движения поршня.

    Формула расчета цилиндра известна из школьной программы - объем равен произведению площади основания на высоту. И чтобы рассчитать объем двигателя автомобиля или мотоцикла, он тоже должен использовать эти множители. Рабочий объем любого цилиндра двигателя рассчитывается следующим образом:

    ч - Длина поршня мм в цилиндре от NTC до NMT (верхняя и нижняя мертвые точки)

    r - Радиус поршня мм

    p - 3,14 не является номиналом количество.

    Как найти двигатель

    Чтобы рассчитать рабочий объем вашего двигателя, вам нужно будет рассчитать объем одного цилиндра, а затем умножить его на количество внутренних выхлопных газов. И получается:

    Vigig = Число PI умножается на квадрат радиуса (диаметра поршня) умножается на высоту хода и умножается на количество цилиндров.

    Так как, как правило, параметры поршней везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в определении кубических метров, а затем переводе единиц измерения, то результат придется разделить еще на 1000.

    Обратите внимание, что общий объем и работа варьируются, поскольку поршень имеет выпуклость и качает под клапаном, а также объем камеры сгорания. Поэтому не следует путать эти два понятия. А для расчета реального (полного) объема цилиндра нужно просуммировать объем камеры и рабочий объем.

    Определить объем двигателя можно с помощью обычного калькулятора, зная параметры цилиндра и поршня, но рассчитать рабочий объем в СМ3 нашего онлайн, будет намного проще и быстрее, особенно если для расчетов нужно, знать мощность двигателя, т.к. эти показатели напрямую зависят от меня самого.От друга.

    Объем двигателя внутреннего сгорания также можно назвать латинскими буквами, так как он измеряется как в кубических сантиметрах (более точная цифра), так и в литрах (округляется), 1000 см³ равняется 1 литру.

    Калькулятор Калькулятор калькулятор.

    Для расчета объема интересующего вас двигателя вам необходимо внести 3 цифры в соответствующие поля - результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или этих.Характеристики той или иной детали определяют, насколько объем поршня поможет суппорту.

    Так, например, если окажется, что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 литра, а если цифра окажется как 2429 см³, то 2,4 литра.

    Легкий и короткий поршень

    Также предлагается, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочих объемах двигатели могут иметь разный диаметр цилиндра, ход поршня и мощность таких двигателей также будет разной.Поршневой двигатель с короткими очками очень прожорлив и имеет небольшой КПД, но развивает большую мощность на высокой скорости. И длинная стойка, где вам нужна тяга и производительность.

    В связи с этим на вопрос "Как узнать двигатель по лошадиным силам" можно получить однозначный ответ - никак. Ведь мощность хоть и имеет связь с объемом двигателя, но рассчитать ее не получится, так как формула их соотношения все же содержит множество различных показателей. Итак, определить кубические сантиметры двигателя можно только по параметрам поршня.

    Зачем проверять объем двигателя

    Чаще всего он распознает объем двигателя при желании увеличить компрессию, т.е. когда цилиндры хотят встретиться для целей настройки. Так как чем больше степень сжатия, тем больше давление на поршни при сгорании смеси, а значит двигатель будет мощнее. Технология изменения размеров в наибольшей степени, для увеличения степени сжатия, очень рентабельна - ведь состав топливной смеси тот же, а полезной работы больше.Но всему есть предел, и чрезмерный рост грозит самовозгоранием, в результате чего возникает детонация, не только снижающая мощность, но и подвергающая опасности разрушение двигателя.

    .

    Изобарический процесс, соответствующие уравнения и вывод формулы работы

    Изобарический процесс (также известный как изобарический процесс) является одним из термодинамических процессов, происходящих при постоянном показателе давления. Масса газовой системы также остается постоянной. Наглядное представление графика изобарического процесса дает термодинамический график в соответствующей системе координат.

    Примеры

    Простейшим примером изобарического процесса является нагревание объема воды в открытом сосуде.Другой пример — расширение идеального газа в цилиндрическом объеме, где поршень имеет свободный ход. В любом случае давление будет постоянным. Оно равно обычному атмосферному давлению, что вполне очевидно.

    Обратимость

    Изобарический процесс можно считать обратимым, если давление в системе совпадает с внешним давлением и одинаково во все моменты времени процесса (т. е. имеет постоянное значение) и изменяется температура очень медленно.Таким образом, в системе постоянно поддерживается термодинамическое равновесие. Такое сочетание перечисленных выше факторов дает нам возможность рассматривать обратимый изобарический процесс.

    Для проведения изобарического процесса в системе необходимо подавать или отводить тепло в систему. При этом теплоту необходимо затратить на работу по расширению идеального газа и его изменению. внутренняя энергия. Формула, показывающая зависимость величин друг от друга при изобарическом процессе, называется законом Гей-Люссака.Это показывает, что объем пропорционален температуре. Выведем эту формулу на основе поверхностных знаний.

    Предложение законопроекта о гомосексуализме (базовое понимание)

    Человек, хоть немного разбирающийся в молекулярной физике, знает, что многие задачи предполагают определенные параметры. Их название давление газа, объем газа и температура газа. В некоторых случаях молекулярная и молекулярная масса вещества, универсальная газовая постоянная и другие показатели.И есть определенная связь. Поговорим об универсальной газовой постоянной подробнее. Если кто-то не знает, как его получить.

    Получение универсальной газовой постоянной

    Эту постоянную (постоянное число с определенной размерностью) также называют постоянной Менделеева. Он также присутствует в уравнении Менделеева-Клапейрона для идеального газа. Как наш знаменитый физик получил эту константу?

    Как известно, уравнение идеального газа выглядит так: PV/T (что означает «давление, умноженное на произведение объема, деленное на температуру»).Что касается универсальной газовой постоянной, так называемый закон Авогадро. Говорят, что если взять какой-нибудь газ, то его равное число молей при той же температуре и давлении будет занимать один и тот же объем.

    На самом деле это словесная формулировка уравнения состояния идеального газа, которое было записано чуть раньше в виде формулы. Если взять нормальные условия (а это когда температура газа 273,15 Кельвина, давление 1 атмосфера, 101 325 Па, объем моля газа 22,4 литра соответственно), и заменить их уравнением , все умножить и поделить, и тогда мы получим, что комбинация таких операций дает нам число, равное 8,31.Размерность выражается в джоулях, деленных на произведение молей на кельвины (дж/моль*к).

    Уравнение Менделеева-Клапейрона

    Рассмотрим уравнение идеального газа и перепишем его в новой форме. Исходное уравнение, как мы помним, PV / T = R. Теперь обе части умножим на температурный показатель. Получаем формулу PV(m) = RT. Это означает, что произведение объема равно произведению температуры на универсальную газовую постоянную.

    Теперь умножьте обе части уравнения на один или несколько молей.Обозначим их количество буквой, например X. Таким образом, мы получим следующую формулу: PV (m) X = XRT. Но мы знаем, что произведение V на индекс «m» дает только объем V, а число молей X выступает как деление данной массы на молярную массу, т. е. имеет вид m/M.

    Окончательная формула будет выглядеть так: PV = MRT/m Это уравнение Менделеева-Клапейрона, к которому оба физика пришли практически одновременно. Мы можем одновременно умножить правую часть уравнения (и разделить) на число Авогадро.Получаем: ПВ = ХН(а) РТ/Н(а). Но произведение числа молей на число Авогадро, то есть XN(a), дает нам только общее число молекул газа, обозначаемое буквой N.

    В то же время частное всемирной газовой постоянной а число Авогадро - R/N(a) даст постоянную Больцмана (обозначается k). В итоге получаем другую формулу, но немного в другом виде. Вот оно: PV = NkT. Вы можете открыть эту формулу и получить следующий результат: NkT / V = ​​P.

    Изобарический газовый режим

    Как мы узнали ранее, изобарический процесс является термодинамическим процессом, при котором давление остается постоянным.Чтобы узнать, как будет определяться работа при изобарическом процессе, нам придется обратиться к первому закону термодинамики. Общая формула: dQ = dU + dA, где dQ — количество теплоты, dU — изменение внутренней энергии, dA — работа, совершаемая в ходе термодинамического процесса.

    Теперь рассмотрим конкретно изобарический процесс. Рассмотрим фактор, поддерживающий постоянное давление. Теперь попытайтесь переписать первый опыт термодинамики для изобарного процесса: dQ = dU + pdV.Чтобы получить наглядное представление о процессе и работе, его необходимо представить в системе координат. Пусть абсцисса р, ордината V. Пусть объем увеличивается. В двух точках, отличающихся друг от друга значением, соответствующим p (разумеется, постоянным), обратите внимание на состояния, представляющие V1 (начальный объем) и V2 (конечный объем). В этом случае график будет представлять собой прямую линию, параллельную оси X.

    Найти работу проще простого. Это будет просто площадь фигуры, ограниченная с обеих сторон проекциями абсцисс, а с третьей стороны прямой линией, соединяющей точки в начале и конце изобарической прямой соответственно.Попробуем вычислить стоимость работы с помощью интеграла.

    Рассчитывается следующим образом: A = p (целое число между V1 и V2) dV. Открываем интеграл. Получаем, что работа будет равна произведению давления на разность объемов. То есть формула будет выглядеть так: А = р(V2 - V1). Если мы раскроем определенные количества, мы получим другую формулу. Выглядит это так: А = хR (Т2 - Т2), где х - количество вещества.

    Универсальная газовая постоянная и ее значение

    Можно сказать, что последнее выражение будет определять физический смысл R - универсальной газовой постоянной.Чтобы было понятнее, перейдем к конкретным цифрам. Возьмите один моль вещества для испытания. При этом пусть разница температур будет 1 Кельвин. В этом случае легко увидеть, что действие газа будет равно универсальной газовой постоянной (или наоборот).

    Заключение

    Этот факт можно представить в несколько ином свете, перефразируя формулировку. Например, универсальная газовая постоянная будет численно равна работе, совершаемой при изобарическом расширении с одним молем идеального газа при нагревании на один кельвин.Будет немного сложнее вычислить работу с другими изопроцессами, но самое главное — применить логику. Тогда все встанет на свои места быстро и вывести формулу будет проще, чем вы думаете.

    .

    Сколько теплоносителя в одном метре трубы. Расчет объема системы отопления. Расчет параметров системы отопления

    Добавить этот сайт в закладки

    При строительстве важна каждая мелочь, от последнего гвоздя до диаметра каждой трубы в комнате.

    Трубка образует нормальный цилиндр, и все сечения цилиндров в данной области равны. Это позволяет легко вычислить объем трубы – он равен произведению ее площади поперечного сечения на длину трубы.2 =.

    Умножьте эту площадь поперечного сечения на длину трубы. Полная трубка вмещает 54 кубических фута жидкости. Райан Менезес — профессиональный писатель и блоггер. Определение объема трубы может быть полезно по ряду причин, например, для расчета вместимости воды, с которой может справиться труба. Поскольку труба имеет чуть больше длинного тонкого цилиндра, для определения объема трубы можно использовать геометрию. Если вам трудно, вы также можете использовать воду и градуированную емкость.

    Расчет диаметра трубы необходим, поскольку он существенно влияет на гидродинамику любой системы.

    Здесь ничего такого не делается и все должно быть четко пронумеровано. Причем часто для точного расчета нужно знать не только длину или ширину, но и площадь сечения, а также объем.

    Расчет объема

    Измерьте диаметр трубы и разделите его пополам. Диаметр — это расстояние от одного центрированного внутреннего края и от противоположного внутреннего края. Измерьте длину или высоту трубы линейкой или рулеткой.Измерьте, используя те же единицы, которые вы использовали для определения радиуса.

    На один конец трубы наденьте плотно закрытый колпачок и наполните трубу водой. Это представляет собой альтернативный метод поиска объема. Перелейте жидкость в емкость или градуированную миску. Объем воды равен объему трубы. Используйте одни и те же единицы измерения для всех измерений. Если измерения указаны в сантиметрах, объем будет кубическим сантиметром. Если это в дюймах, объем будет кубический дюйм.

    При расчете используйте одни и те же единицы измерения для радиуса и длины трубы.

    1. Расчет диаметра. Для начала стоит уточнить, что существует 2 вида диаметров, внутренний и внешний, которые иногда могут сильно отличаться. Внешний диаметр чаще всего указывается в накладных, в любом другом случае его можно измерить обычной линейкой или рулеткой. Внутренняя имеет ровно 2 толщины стенок.
      Бывают ситуации, когда нет возможности использовать измерительные инструменты для измерения сечения, тогда пригодится мягкая линейка или мягкая рулетка и измерение производится по окружности.Затем разделите результат на Пи, что в данном случае будет 3,14159265 (эта деталь нужна, чтобы избежать ошибок).
    2. На данном этапе рассчитывается радиус, так как он будет играть необходимую роль в расчете. Для этого полученный ранее результат разделите на 2.
    3. На предпоследнем шаге вычисляется площадь поперечного сечения трубы. Обратите внимание, что при расчете площади сумма будет в той же системе единиц, что и радиус.Для расчета площади используйте формулу S = Pi * R2 (она же Pi * R * R). Так, если бы радиус был указан в см, площадь была бы указана в квадратных см
    4. В самом конце вычисляется объем трубы. Для этого нужно площадь сечения умножить на его длину: V=S*L (L – длина). Таким образом, можно рассчитывать объемы любых труб независимо от их диаметра, а если есть переход, то все надо пересчитывать с момента перехода.

    Определенные участники

    Инженерные калькуляторы

    имеют возможность запоминания функций, что значительно облегчает работу.

    При измерении диаметра измерьте внутренний диаметр трубы. В противном случае объем будет выше ожидаемого. В нижней части экрана вы увидите значок, представляющий собой стрелку, которая выглядит так, будто пытается уйти от квадрата. Можем ли мы предложить «Калькулятор объема скважины»?

    • Нажмите кнопку.
    • Щелкните Добавить на главный экран.
    • Вам будет предложено выбрать имя значка на рабочем столе.
    • Начните с открытия страницы в браузере.
    • Нажмите и удерживайте вкладку, пока не появится меню действий.
    Закладка закреплена на главном экране для быстрого доступа.

    Расчет объема жидкости в трубе – дело сложное и ответственное, вызывающее у многих много вопросов и проблем. Чаще всего для таких расчетов требуются сложные системы отопления, в которых теплоносителем выступает жидкость, например, для правильного выбора необходимо знать объем воды расширительного бака, от надежности конструкции зависит, в первую очередь, на соответствующие параметры, поэтому в этой статье мы расскажем, как правильно рассчитать объем трубы и воды в ней.

    Попробуйте найти размер, указанный на прилавке. Обычно счетчик должен быть на один размер меньше трубы. То, что влилось 27 галлонов, не означает, что засорение так далеко. В воздухе есть воздух, и блокировка, вероятно, составляет общее расстояние 27 галлонов плюс сжатый воздух.

    И большинство линий от бордюра до дома 1. Зависит от температуры воды. Если вы знаете фактический диаметр трубы и все ваши предыдущие предположения верны, вот формула расстояния со всеми встроенными преобразованиями и все.

    Укажите объем трубы

    Для расчета объема трубы необходимо получить ее параметры. Мы предлагаем начать с радиуса, который можно рассчитать, разделив диаметр трубы пополам. Обычно диаметр указывается в характеристиках трубы, но вы также можете самостоятельно измерить его на отметке. Помните, что вам нужен внутренний диаметр, а не внешний диаметр.

    Расстояние в футах = 77 деленное на квадрат диаметра в дюймах. Это ровно 0,01 фута от лучшего расчета выше.Электронная таблица может быть разработана таким образом, чтобы: наилучшим образом угадать наилучший размер резервуара, рассчитать время выкупа в зависимости от стоимости системы и стоимости воды. Слишком малое количество труб будет ограничивать поток воды через систему достаточно быстро.

    Эмпирическое правило: 1 см 2 сечения желоба на 1 м 2 поверхности крыши. Как правило: для 23 м2 минимальный размер трубы составляет 23 см2.

    Поэтому используйте трубу диаметром не менее 13 дюймов. Самый распространенный размер, отвечающий этому требованию, — 5 дюймов.

    Если вы не знаете диаметра, но не можете измерить в месте пересечения, вы можете использовать другой метод, но здесь вам понадобится толщина стенки трубы, что также может быть проблематичным. Итак, возьмите гибкий метр, измерьте им длину окружности и разделите ее на 2 пи, что примерно равно 6,28. Вычтите из полученного результата удвоенную толщину стенки. Это даст вам внутренний диаметр трубы.

    Указывает, какие исследования относятся к гидростатике и гидродинамике. Что касается каждого из них. Гидростатический: исследует жидкости в состоянии покоя и основан на законах, свойствах, вязкости, поверхностном натяжении.Он используется в таких разнообразных областях, как аэронавтика, химическая, гражданская и промышленная инженерия, метеорология, морское строительство и океанография.

    Гидродинамика: изучение движущихся жидкостей, используемых при проектировании каналов, гаваней, плотин и корпусов лодок. Дайте определение понятиям удельного веса, давления, плотности и объема. Удельный вес: вещество определяется путем деления его веса на его объем.



    Последняя точка — это длина трубы, измерить которую не составит труда.Когда у вас есть все необходимые данные, воспользуйтесь формулой объема трубы, умножив длину на площадь поперечного сечения. Помните, что вы должны использовать одни и те же единицы измерения при подсчете и измерении, например миллиметры.

    Давление: указывает соотношение между приложенной силой и площадью, на которую прикладывается давление, в любом случае сила будет действовать перпендикулярно поверхности. Плотность: масса, содержащаяся в единице объема, измеряется с помощью денситометра, который имеет определенное количество свинца на одном конце и шкалу на другом, показывающую плотность.

    Объем: Объем, занимаемый одним молем любого газа при нормальных условиях давления и температуры. Определить характеристики жидкостей. Вязкость: может быть определена как мера сопротивления истечению жидкости. Поверхностное натяжение: это явление возникает из-за притяжения, которое существует между молекулами жидкости, которые притягивают друг друга во всех направлениях с одинаковыми силами.

    Расчет общего объема системы

    Объем жидкости в трубе будет равен объему самой трубы с небольшими погрешностями, однако рассчитайте необходимое количество воды для всего, например.Систему отопления будет сделать достаточно сложно, так как она состоит и из других частей, например, труб разного диаметра, радиатора и котла.

    Начинать расчет лучше всего с более простых частей системы отопления, объем которых указан в паспорте. Итак, вы можете легко рассчитать объем радиатора: умножьте объем одной секции, указанный в документации, на количество этих секций. Например, у чугунных радиаторов объем сечения часто составляет 1,5 литра, а у биметаллических радиаторов этот показатель около 0,2 литра, однако эти параметры у всех изделий разные, поэтому их нужно проверять в паспорте.

    Расчет объема охлаждающей жидкости в радиаторах

    Консистенция: Это сила, удерживающая молекулы одного и того же вещества вместе. Обязательство: это сила притяжения, которая удерживает молекулы одного и того же вещества в контакте с другими веществами, прилипает к твердому телу, как правило, при наличии явления прилипания.

    Капиллярность: Это происходит при контакте жидкости с твердой стенкой, особенно с тонкими трубками, почти диаметром с волос, называемыми капиллярами, когда в емкость вставляется трубка очень маленького диаметра.Определяет принципы Паскаля, Торричелли и Бернулли.



    Отдельно стоит сказать о расчете объема. расширительный бак . Его замеры можно произвести с обычной водой: налить в него отмеренное количество воды, объем которой будет равен объему бака.

    Затем можно приступать к расчету объема всех труб в системе. Если вы используете трубы одинакового диаметра, что бывает крайне редко, просто умножьте полученный ранее результат на длину трубопровода.Используя трубы разного диаметра, рассчитайте объем каждого вида отдельно, как в примере выше.

    Принцип Паскаля: любое давление, оказываемое на жидкость, находящуюся в сосуде, передается с одинаковой силой во все точки жидкости. Принцип Бернулли: в идеальной жидкости, течение которой стационарно, сумма энергии, кинетики, потенциала и давления жидкости в одной точке равна сумме этих величин в другой точке.

    Указывает определение атмосферного давления, гидростатического давления, избыточного давления и абсолютного давления.Атмосферное давление: Земля окружена воздушной оболочкой, называемой атмосферой, воздух представляет собой смесь 20 % кислорода, 79 % азота и 1 % инертных газов, из-за своего веса он оказывает давление на тело.

    Возвращаясь к определению объема воды в трубах, стоит сказать, что в документации можно встретить указания, в которых указывается другая формула объема трубы, учитывающая материал изделия, а также другие его характеристики.

    Гидростатическое давление: Любая жидкость, содержащаяся в контейнере, оказывает давление на дно и стенки контейнера из-за веса и прочности частиц.Избыточное давление: это давление, которое создается, когда жидкость находится в контейнере и выделяется тепло.

    Классический расчет объема трубы

    Абсолютное давление: это сумма атмосферного давления и манометрического давления. В нем определены три случая, которые возникают при контакте тела с жидкостью. Передача тепла может происходить тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Теплопроводность — это передача тепла через твердый объект: это то, что сохраняет тепло рукоятки кочерги, когда горит огонь.Конвекция передает тепло путем обмена горячими и холодными частицами: она нагревает воду, даже если дно соприкасается с пламенем.


    Заявка

    Подводя итог, нужно сказать, что лучше всегда смотреть на товарный лист, где производитель указывает точные данные. Также помните, что количество пропускаемой воды зависит от материала трубы, например, стальная труба определенного диаметра пропускает меньше воды, чем полипропиленовая труба того же диаметра.Это зависит от гладкости материала.

    Излучение — это передача тепла электромагнитным излучением: это основной механизм, с помощью которого огонь нагревает помещение. Определяет работу трубки Вентури и использование трубки Пито. Когда жидкость проходит через трубку Вентуры, в одной части которой есть сужение, скорость в этом конусе увеличивается, но давление уменьшается, чтобы рассчитать скорость жидкости в этой точке.

    Расчет площади поперечного сечения трубы

    Обратите внимание на различные соображения относительно жидкостей.Расход, уравнение и непрерывность потока. Найдите уравнения скорости, потока и неразрывности. Скорость потока: это соотношение между объемом жидкости, протекающей по трубопроводу, и временем, которое требуется для ее протекания, его также можно рассчитать, принимая во внимание скорость, переносимую жидкостью, и площадь поперечного сечения трубы. трубка.

    .

    Расширительный бак в открытой системе отопления :: Отопление

    Установка расширительного бака регламентируется ПН - 91/Б - 02413 «Отопление и теплоснабжение. Защита открытых систем водяного отопления. Требования» .
    Настоящий стандарт применяется при проектировании и строительстве водонагревательных установок, как самотечных, так и циркуляционных с принудительным насосом, где температура воды не превышает 100°С .

    В нормальных условиях открытая система отопления работает под гидростатическим давлением, создаваемым водяным столбом . Вода нагревается в системе отопления. По мере повышения температуры постепенно увеличивается объем воды , которая собирается в расширительном баке, установленном в самой высокой точке системы. Резервуар позволяет принимать избыточную воду и, таким образом, защищает систему от повышения давления.

    Расширительный бачок с тремя штуцерами

    Важнейшим параметром бака является его вместимость.Зависит от водовместимости системы отопления, выраженной в м³ . При расчете мощности системы учитывается вода, заполняющая отопительный котел или теплообменник, радиаторы и трубы, соединяющие эти устройства, а также дополнительное оборудование. Подробная методика расчета емкости расширительного бака приведена в упомянутом выше Польская норма.
    На основании различных источников, в случае установок, применяемых в одноквартирных домах с маломощными котлами, можно принять как ориентировочную емкость бака от 4 до 8% от водоемкости установки .
    Практически подбирая его размер, лучше использовать сосуд чуть большей вместимости, чтобы избежать ситуации, когда при «кипячении» воды и ее выливании за пределы установки окажется, что сосуд после остывания был пуст . В таком случае в установке может оказаться воздух, а, следовательно, могут ухудшиться ее параметры нагрева.

    Защита установки водяного центрального отопления открытой системы следующая:

    • расширительный бак
    • расширительная труба соединяет верхнюю часть водяного пространства котла или теплообменника с нижней частью водяного пространства расширительного бака, отводит и снабжает сосуд при увеличении объема воды, вызванном изменениями температуры
    • предохранительная труба соединяет самую верхнюю часть водяного пространства котла или теплообменника с воздушным пространством расширительного бака над переливной трубой, защищает установку от чрезмерного повышения давления и позволяет сливать воду и пар в сосуд
    • Переливная труба - ведет от расширительного бака при максимальном уровне воды в котельную, позволяет сливать лишнюю воду из расширительного бака, в установках с маломощным котлом может использоваться как сигнальная труба
    • вентиляционная труба - соединяет воздушное пространство сосуда с атмосферой, позволяет удалять воздух из установки при наполнении, пуске и эксплуатации, подает воздух при сливе воды из системы.

    Это основные устройства безопасности, которые должны быть частью всех установок открытой системы.

    Дополнительно, в зависимости от типа источника тепла, его мощности и расположения основных устройств безопасности, в состав системы могут входить дополнительные устройства:

    • сигнальная труба - выведенная из нижней части расширительного бака, заканчивающаяся в котельной, позволяет контролировать уровень воды в расширительном баке при заполнении системы.
    • защита от замерзания для предохранительных устройств - изоляция, используемая при размещении бака в неотапливаемом помещении. В этом случае предохранительным элементом также является циркуляционная труба , которая соединяет нижнюю часть водного пространства сосуда с предохранительной трубой, обеспечивающей циркуляцию воды через расширительный бак.
    • защита от превышения допустимой температуры в котле - применяется для газовых, жидкотопливных и электрических котлов.

    Установка может быть оснащена дополнительным оборудованием , которым могут быть, среди прочего, термометры, ареометры, клапан, позволяющий заполнять и опорожнять установку и другое.

    В системах отопления с маломощными котлами , трубы диаметром 1" должны применяться для подсоединения открытого переливного сосуда. Применение таких труб соответствует стандарту, а также гарантирует безопасность установки и его правильная работа.

    Рекомендуется размещать сосуд над котлом или теплообменником с вертикальными предохранительными трубами.

    На предохранительных, расширительных, переливных и вентиляционных трубах не допускается установка арматуры, обеспечивающей возможность частичного или полного перекрытия потока, а также устройств и арматуры, уменьшающих площадь внутреннего поперечного сечения труб.

    Сосуд должен быть установлен выше самой высокой точки циркуляции воды в установке:

    • в самотечных и насосных системах с циркуляционными насосами , установленными на подаче , минимальная высота 0,3 м ( H>0,3 м )
    • в насосных системах с насосами , установленными в обратку , минимальная высота составляет 0,7 напора насоса ( H > 0,7 л.с. ).
    Автор: Томаш
    Дата отправки:
    18.08.2010 05:23

    очень профессиональный текст - спасибо

    Автор: Роман
    Дата отправки: 01.03.12 1000 59

    Супер. Полностью и точно - я знаю все, что хотел знать.

    Автор: łukasz
    Дата публикации:
    22.10.2010 16:08

    Здравствуйте,у меня кухня выложена плиткой и от нее я отапливаю остальную квартиру,бак на чердаке и я есть вопрос, почему она будет больше топить печку и брать температуру.стук в баке есть? только когда дверь закрыта и температура сна прекращает стук. Ответьте пожалуйста

    Автор: Wiola
    Дата публикации:
    28 ноября 2010 09:59

    Очень краткая и полезная статья.

    Автор: Paweł
    Дата отправки:
    01.01.2010 20:12

    Ваша вода кипит в лошадях, так что вы слышите щелчок ...

    Автор: Marcos28
    2

    Автор: Marcos28
    Дата публикации:
    30.12.2010 21:29

    Очень профессионально и точно описано. Я подозревал и теперь знаю, что у меня неправильно подключен сосуд.

    Автор: amator
    Дата отправки:
    23.01.2011 12:42

    Здравствуйте, у меня вопрос.
    Я не профессионал и поэтому у меня вопрос стоит ли к расширительному бачку (при принудительной циркуляции воды я дал еще и дифференциальный клапан т.к он выполняет самотечные установки) перед выходом из переливной трубы установить напорный клапан, так вроде мне, что при работе насоса он не выкинет просто эту трубу подпора воды

    Автор: Гость
    Дата отправки:
    18.02.2011 23:17

    Автор: iwa
    Дата отправки:
    21.02.2011 11:48

    Ая, у меня нет вентиляционной трубы и есть розетка которая идет на выхлопной бачок, который у меня есть частично закрытый это правильно?

    Автор: Гость
    Дата отправки:
    26.04.2011 08:29

    И мы знаем, где мы стоим, спасибо

    Автор: Magik
    Дата отправки: 110 03.05.2011 10:49

    Перечитай статью и подумай, все ли у тебя в порядке.. У тебя там может быть клапан (хоть и не рекомендуется), но почему он ДОЛЖЕН быть все время открыт!?

    Автор: meesha
    Дата публикации:
    13.09.2011 11:24

    У меня вопрос. Схема подключения расширительного бака правильная? У меня котел 10кВт. В этом случае расширительная труба также выполняет функцию предохранительной трубы. Соответствует ли он стандартам и правилам? Нигде не могу найти четкого ответа на этот вопрос.

    Автор: опрос
    Дата отправки:
    29.10.2011 15:11

    Меха
    Допустимо, важно чтобы расширительный патрубок не имел подрезки. Иная ситуация, когда у нас есть два источника питания, например, котел и камин с рубашкой, тогда на обратке делаются расширительные трубы, а предохранительные трубы подключаются и вводятся в бак, как показано на левом рисунке.

    Автор: Paweł
    Дата публикации:
    31.10.2011 21:11

    У меня вопрос Я живу на первом этаже У меня в подвале печка У меня насос на обратке У меня электричество от печки на 1 дюйм трубы, потом уменьшил на полдюйма и пошел на медь 22 такая же обратка как труба должна идти на расширительный бак

    Автор: Марио
    Дата отправки:
    23.11.2011 21:03

    А у меня немного другая проблема.Когда заливаю установку водой переливаю переливной патрубок и ок.Однако при длительном использовании частоты бывает что выкинет опять вода и что происходит когда температура падает и я бы не стал открывать ручной вентиль на радиаторе вода.Вопрос в чем причина этого сброса воды

    Автор: TUPIS
    Дата отправки:
    29.11 /2011 13:18

    Что делать, если бак еще горячий? как ограничить его температуру? У меня открытая система и насос для перемешивания (печь с питателем)

    Автор: Гость
    Дата отправки:
    31.01.2012 12:51

    может быть дело в том, что у вас слишком низкий расширительный бак, вы считаете это так 07x подъемная мощность насоса, предполагая 4м, этот расширительный бак должен быть высотой 2,8м, дайте ему самый высокий нагреватель, если у вас нет насос на блоке питания, аналогично только умножить на 0, 3

    Автор: judhd
    Дата отправки:
    24.03.2012 08:48

    вода в сосуде теплая?

    Автор: КИК
    Дата отправки:
    20.11.2012 12:12

    У меня вопрос с моей более чем 30-летней установкой, я теряюсь... У меня бак подключен к одному "стояку", где расширительный патрубок питает по ходу 3 радиатора. эта труба должна быть отдельным элементом выходящим из котла мой вариант хорош???

    Автор: Rafał
    Дата отправки:
    28.11.2012 20:29

    Здравствуйте! Не могу подключить расширительный бак напрямую от котла или рядом с ним. 1. Труба должна быть подключена напрямую к горячей или холодной воде? 2.Должен ли он быть подключен к горизонтальным распределительным трубам, которые проходят горизонтально через подвал, или он должен быть подключен, например, к трубам, которые поднимаются на более высокий уровень к радиатору? Не будет ли это мешать циркуляции к радиаторам? 3. Должен ли он быть подключен к трубам, идущим к/от котла или даже к месту для вентиляции на котле, т.к. мой котел расположен максимально высоко? Ответьте, пожалуйста.

    Автор: KK
    Дата публикации:
    17.12.2012 14:32

    Привет
    Я дилетант в этой теме, поэтому прошу отнестись с пониманием.У меня есть зуб на чердаке. expr, однако недавно я заметил, что он совсем пустой. Это нормально или он должен быть в какой-то степени (до какой степени) залит водой? Заранее спасибо за ваш ответ.

    Автор: Гость
    Дата публикации:
    27.01.2013 20:28

    Как получить необходимое для газовой отопительной печи давление 1,2 бар, когда в системе с открытым сосудом давление всего 0,5 бар. Улучшит ли этот параметр дополнительная емкость 0к.10л, размещенная рядом с газовым котлом.Расширительный бак объемом 20 л расположен на высоте около 4 м, и давление все еще слишком низкое.

    Автор: Kalkal
    Дата отправки:
    02.10.2013 22:57

    У меня аналогичная проблема с получением давления 1,2 бар в открытой установке с расширительным баком. Мне предложили установить дополнительный сосуд емкостью около 10 литров. Есть ли смысл и где можно найти ответ на эту тему?

    Автор: Калкал
    Дата отправки:
    04.10.2013 21:58

    Где ответы на отдельные сообщения - запросы заинтересованных лиц по поводу проблем с отопительными установками? КК

    Автор: Гость
    Дата отправки:
    23.03.2014 15:04

    текст может и хороший, но для специалистов в этой области а у меня помпа сломана, циркуляция принудительная, профессионалы хотят поменять и расширительный бачок установить над топкой на высоте 1.8м хорошо ли все отопление на одном уровне, на кухне стоит СО (угольная) плита чтоб воздуха в ней не было, так же есть бойлер для нагрева воды

    .

    Смотрите также