Основные параметры состояния

Величины, характеризующие тело в данном состоянии, называ­ются параметрами состояния. Состояние тела определяется следующими параметрами: удельным объемом, давлением и температурой.

1. Удельный объем (v) представляет собой объем единицы массы. В технической термодинамике за единицу массы принимается килограмм (кг), за единицу объема - кубический метр (м³). Следо­вательно, удельный объем равен объему в кубических метрах одного килограмма вещества.

Если V - объем в м³, занимаемая телом масса в G кг, то удельный объем

, м³/кг. (1.1)

Величина, обратная удельному объему, носит название плотности,

, кг/м³. (1.2)

Из уравнения (1.2) следует, что

,

а также

м³ , кг.

2. Давление (р) измеряют силой, приходящейся на единицу площади. Так как в технической термодинамике за единицу площади принимают квадратный метр, то давление измеряется в (Н/м²). Во всех термодинамических уравнениях пользуются этой единицей, и поэтому в применяемые формулы следует подставлять числовое зна­чение давления в Н/м². Для практического пользования эта единица очень мала, и ею пользуются только при измерении незначительных давлений. Чаще всего в практике давление измеряют в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см²). Эта единица измерения носит название технической атмосферы или просто атмосферы (ат).

Давление можно также измерять высотой столба жидкости (обыч­но ртути или воды). Техническая атмосфера соответствует 735,6 мм рт. ст. при температуре ртути 0 °С или 10 м вод.ст. Так называемая физическая атмосфера (атм) соответствует 760 мм рт.ст. при температуре ртути 0 °С или 10,332 м вод.ст.

Таким образом, 1 ат = 1 кг/см² = 10000 кг/м² = 735,6 мм рт.ст. = 10000 мм вод. ст. = 10³ H/м².

I атм. = 1,0332 кг/см² = 10332 кг/м² = 760 мм рт.ст. = 10332 мм вод.ст. = 101325 Н/м².

Манометры служат для измерения давления выше атмосферного. Их показания дают избыток давления измеряемой среды над атмос­ферным давлением - манометрическое, или избыточное давление.

Для получения истинного, или абсолютного, давления необхо­димо к манометрическому давлению прибавить барометрическое дав­ление:

Р_абс = Р_ман + В, (1.3)

где В - барометрическое давление (давление окружающей среды).

Если давление измерено в атмосферах, то применяют следующие обозначения: ата - для абсолютного давления и ати - для избыточ­ного давления.

Вакуумметры служат для измерения давления ниже атмосферного. По их показаниям судят, насколько давление рассматриваемой среды меньше атмосферного (вакуум, разрежение). Абсолютное давление в этом случае определяется из равенства

Р_абс = В - Р_вак. (1.4)

3. Третьей основной величиной, характерной для состояния тела, является температура. Она измеряется в технике градусами международной стоградусной шкалы (^оС), у которой температура таяния льда и температура кипения воды при давлении 760 мм рт.ст. обозначены соответственно О ^оС и 100 ^оС.

В термодинамических исследованиях большие удобства представ­ляет так называемая абсолютная шкала, у которой за начало отсче­та температур принята температура абсолютного нуля. Абсолютный нуль ниже О ^оС на 273.16^о. На существование абсолютного нуля тем­пературной шкалы впервые было указано великим русским ученым М.В.Ломоносовым еще в 1747 г. в его знаменитой работе "Размыш­ление о причине теплоты и холода".

Температуру, отсчитываемую по абсолютной шкале, называют абсолютной температурой и выражают ее в градусах абсолютной шка­лы (^оК, или ^оабс).

Температура по стоградусной шкале, отсчитываемая от О ^оС, обозначается через t. Температура по абсолютной шкале, отсчи­тываемая от температуры абсолютного нуля, обозначается через Т.

Из сделанных определений вытекает зависимость Т^оК = t ^оС + 273,16, или приближенно Т^oК = t ^oС + 273.

Дата добавления: 2015-05-09