Bij het oplossen van praktische problemen wordt geen rekening gehouden met de treksterkte van een vloeistof. Thermische expansie druipende vloeistoffen gekenmerkt thermische uitzettingscoëfficiënt β t de relatieve toename van het vloeistofvolume uitdrukken bij een temperatuurstijging met 1 graad, d.w.z.:
Waar W - het aanvankelijke volume van de vloeistof; Δ W - een verandering in dit volume met een stijging van de temperatuur met een hoeveelheid ΔТ ... De thermische uitzettingscoëfficiënt van druppelvloeistoffen, zoals blijkt uit de tabel. 5 is onbeduidend.
Tabel 5
| Thermische uitzettingscoëfficiënt van water |
|||||
| Druk Pa ∙ 10 4 | Bij temperatuur, ° С |
||||
De waarden van de coëfficiënt in (10) zijn te vinden in tabellen binnen het opgegeven temperatuurbereik (zie bijvoorbeeld Tabel 5). Het vermogen van vloeistoffen om de dichtheid (soortelijk gewicht) te veranderen met temperatuurveranderingen wordt veel gebruikt om een natuurlijke circulatie in ketels te creëren, verwarmingssystemen, om verbrandingsproducten te verwijderen, enz. B tabel. 6 toont de waarden van de waterdichtheid bij verschillende temperaturen.
Tabel 6
| Afhankelijkheid van dichtheid ρ, kinematische ν en dynamische μ viscositeit van water op temperatuur |
|||
| Temperatuur, ° | ν ∙ 10 4, m 2 / s | μ ∙ 10 3, Pa ∙ s |
|
(11)
Waar R - absolute druk; R - specifieke gasconstante, verschillend voor verschillende gassen, maar onafhankelijk van temperatuur en druk [voor lucht R = 287 J / (kg ∙ K)]; t - absolute temperatuur. Het gedrag van echte gassen onder omstandigheden die verre van vloeibaar zijn, verschilt slechts in geringe mate van het gedrag van perfecte gassen, en voor hen kunnen de toestandsvergelijkingen van perfecte gassen binnen ruime grenzen worden gebruikt. In technische berekeningen leidt de dichtheid van een gas meestal tot: normaal fysieke omstandigheden (t = 0 °; p = 101 325 Pa) of to standaard- omstandigheden (t = 20 ° C; p = 101325 Pa). Luchtdichtheid bij R = 287 J / (kg ∙ K) in standaard voorwaarden volgens formule (11) is gelijk aan ρ 0 = 101325/287 / (273 + 20) = 1,2 kg / m 3. Luchtdichtheid onder andere omstandigheden wordt bepaald door de formule:
(12)
In afb. 1 toont de grafieken van de afhankelijkheid van luchtdichtheid van temperatuur bij verschillende drukken, bepaald door deze formule.
Rijst. 1 Afhankelijkheid van luchtdichtheid van luchtdruk en temperatuur
Voor een isotherm proces (T = const) uit formule (12) geldt:
(13)
(14)
Waar k= s p / s ν - adiabatische gasconstante; c p is de warmtecapaciteit van het gas bij constante druk; Met ν - hetzelfde, met een constant volume. De samendrukbaarheid van gassen hangt af van de aard van het toestandsveranderingsproces. Voor een isotherm proces:
(15)
Voor een adiabatisch proces:
Uit uitdrukking (15) volgt dat de isotherme samendrukbaarheid voor atmosferische lucht is ~ 9,8 ∙ 10 4 Pa (ongeveer 1 atm), wat ongeveer 20 duizend keer hoger is dan de samendrukbaarheid van water. Aangezien het volume van een gas in hoge mate afhangt van temperatuur en druk, kunnen de conclusies die zijn verkregen bij de studie van druppelvloeistoffen alleen worden uitgebreid tot gassen als, binnen de grenzen van het beschouwde fenomeen, de veranderingen in druk en temperatuur onbeduidend zijn . Aanzienlijke drukverschillen, die een significante verandering in de dichtheid van gassen veroorzaken, kunnen optreden wanneer ze met hoge snelheden bewegen. De relatie tussen de snelheid van vloeistofbeweging en de geluidssnelheid daarin maakt het mogelijk om te beoordelen of in elk specifiek geval rekening moet worden gehouden met de samendrukbaarheid. In de praktijk kan het gas onsamendrukbaar worden genomen met snelheden van maximaal 100 m / s. Viscositeit van vloeistoffen. Viscositeit is de eigenschap van vloeistoffen om afschuiving te weerstaan. Alle echte vloeistoffen hebben een bepaalde viscositeit, die zich manifesteert in de vorm van interne wrijving tijdens de relatieve beweging van aangrenzende vloeistofdeeltjes. Naast gemakkelijk verplaatsbare vloeistoffen (bijvoorbeeld water, lucht), zijn er zeer stroperige vloeistoffen waarvan de weerstand tegen afschuiving zeer groot is (glycerine, zware oliën, enz.). Viscositeit kenmerkt dus de mate van vloeibaarheid van een vloeistof of de mobiliteit van zijn deeltjes. Laat de vloeistof langs een vlakke wand stromen in lagen evenwijdig daaraan (Fig. 2), zoals wordt waargenomen in laminaire beweging. Door de remmende werking van de wand gaan de vloeistoflagen c verschillende snelheden, waarvan de waarden toenemen met de afstand tot de muur.
Rijst. 2 Snelheidsverdeling voor vloeistofstroom langs een massieve wand
Beschouw twee lagen vloeistof die op afstand bewegen y deel. Laag EEN beweegt met snelheid jij , een laag V - met snelheid jij + u ... Door het verschil in snelheden per tijdseenheid is de laag V is een hoeveelheid verschoven ten opzichte van laag A Δ jij ... De magnitude Δ jij is de absolute verschuiving van laag A langs laag B, en Δ jij /Δ ja er is een snelheidsgradiënt (relatieve verschuiving). De tangentiële spanning (wrijvingskracht per oppervlakte-eenheid) die tijdens deze beweging optreedt, wordt aangegeven met. Vervolgens krijgen we, vergelijkbaar met het fenomeen van afschuiving in vaste stoffen, de volgende relatie tussen spanning en rek:
(17)
Of, als de lagen oneindig dicht bij elkaar liggen,
(18)
De magnitude µ , die vergelijkbaar is met de afschuifcoëfficiënt in vaste stoffen en de afschuifweerstand van een vloeistof kenmerkt, wordt genoemd dynamisch of absoluut viscositeit:... Newton heeft de eerste indicatie van het bestaan van een relatie (18), en daarom wordt het de wrijvingswet van Newton genoemd. V het internationale systeem eenheden dynamische viscositeit wordt uitgedrukt in H ∙ s / m 2 of Pa ∙ s. In het technische systeem van eenheden heeft de dynamische viscositeit de afmeting kgf ∙ s ∙ m -2. In het CGS-systeem wordt een evenwicht (P) genomen als een eenheid van dynamische viscositeit ter nagedachtenis aan de Franse arts Poiseuille, die de wetten van de bloedstroom in de bloedvaten van het menselijk lichaam onderzocht, gelijk aan 1 g ∙ cm -1 ∙ s-1; 1 Pa ∙ s = 0,102 kgf ∙ s / m 2 = 10 P. De viscositeit van vloeistoffen is sterk temperatuurafhankelijk; tegelijkertijd neemt de viscositeit van druppelvloeistoffen af met toenemende temperatuur en neemt de viscositeit van gassen toe. Dit komt door het feit dat de aard van de viscositeit van druppelvloeistoffen en gassen anders is. in gassen gemiddelde snelheid(intensiteit) thermische beweging moleculen met toenemende temperatuur neemt toe, daarom neemt de viscositeit toe. In druppelvloeistoffen kunnen moleculen niet, zoals in een gas, in alle richtingen bewegen; ze kunnen alleen trillen in de buurt van hun gemiddelde positie. Met een temperatuurstijging nemen de gemiddelde snelheden van de trillingsbewegingen van moleculen toe, waardoor de bindingen die ze vasthouden gemakkelijker kunnen worden overwonnen en de vloeistof een grotere mobiliteit krijgt (de viscositeit ervan neemt af). Dus, voor een schone zoetwater de afhankelijkheid van de dynamische viscositeit van de temperatuur wordt bepaald door de Poiseuille-formule:
(19)
Waar µ - absolute (dynamische) viscositeit van de vloeistof in P; t - temperatuur in ° C. Bij een temperatuurstijging van 0 tot 100 ° C neemt de viscositeit van water bijna 7 keer af (zie tabel 6). Bij een temperatuur van 20 ° C is de dynamische viscositeit van water 0,001 Pa ∙ s = 0,01 P. Water behoort tot de minst viskeuze vloeistoffen. Weinig van de vloeistoffen in de praktijk (bijvoorbeeld ether en alcohol) hebben een iets lagere viscositeit dan water. De laagste viscositeit heeft vloeibare kooldioxide(50 keer minder dan de viscositeit van water). Alle vloeibare oliën hebben een significant hogere viscositeit dan water (ricinusolie bij 20°C heeft een viscositeit die 1000 keer zo groot is als die van water bij dezelfde temperatuur). B tafel. 1.7 toont de waarden van de viscositeit van sommige vloeistoffen.
Tabel 7
| Kinematische en dynamische viscositeit van druppelvloeistoffen (bij t = 20 ° C) |
||
| Vloeistof | ν ∙ 10 4, m 2 / s |
|
| Zoetwater | ||
| Watervrije glycerine | ||
| Kerosine (bij 15°C) | ||
| Benzine (bij 15°C) | ||
| wonderolie | ||
| Minerale oliën | ||
| Olie bij 15 ° C | ||
| Watervrij ethylalcohol | ||
Dat geeft op t = 15 ° С = 1,82 ∙ 10 -6 kgf ∙ s / m 2 (~ 1,82 ∙ 10 -5 Pa ∙ s). De dynamische viscositeit van andere gassen is van ongeveer dezelfde orde van grootte. Samen met het concept van absolute of dynamische viscositeit in hydrauliek, is het concept: kinematische viscositeit:; wat de verhouding is van de absolute viscositeit tot de dichtheid van de vloeistof:
(21)
Deze viscositeit wordt genoemd kinematisch, omdat er geen eenheden van kracht zijn in zijn dimensie. Inderdaad, de dimensie vervangen µ en ρ , we krijgen [ v]=[L 2 /t]. In het internationale systeem van eenheden wordt de kinematische viscositeit gemeten in m 2 / s; eenheid voor meting kinematische viscositeit: in het CGS-systeem staat Stokes (ter ere van de Engelse natuurkundige Stokes): 1 St = 1 cm 2 / s = 10 -4 m 2 / s. Een honderdste deel van Stokes wordt centistokes (cSt) genoemd: 1 m 2 / s = 1 ∙ 10 4 St = 1 ∙ 106 cSt. Tafel 7 toont de numerieke waarden van de kinematische viscositeit van druppelvloeistoffen, Fig. 3 - afhankelijkheid van de kinematische viscositeit van water en industriële olie van temperatuur. Voor voorlopige berekeningen, de waarde van de kinematische viscositeit van water v kan worden genomen gelijk aan 0,01 cm 2 / s = 1,10 –6 m 2 / s, wat overeenkomt met een temperatuur van 20 ° C.
Rijst. 3 Afhankelijkheid van de kinematische viscositeit van water en olie op temperatuur
De kinematische viscositeit van druppelvloeistoffen bij drukken die in de meeste gevallen in de praktijk worden gevonden (tot 200 atm) hangt zeer weinig af van de druk, en deze verandering wordt verwaarloosd in conventionele hydraulische berekeningen. De kinematische viscositeit van gassen hangt af van zowel temperatuur als druk, neemt toe met toenemende temperatuur en neemt af met toenemende druk (Tabel 8). Kinematische luchtviscositeit voor: normale omstandigheden(temperatuur 20 ° С, druk ~ 1 bij) v= µ/ ρ = 1,57 ∙ 10 -5 m 2 / s, d.w.z. ongeveer 15 keer meer dan voor water bij dezelfde temperatuur. Dit wordt verklaard door het feit dat de noemer van de uitdrukking voor de kinematische viscositeit (21) de dichtheid omvat, die veel kleiner is voor gassen dan voor druppelvloeistoffen. Om de kinematische viscositeit van lucht bij verschillende temperaturen en drukken te berekenen, kunt u de grafiek gebruiken (Fig. 4).
Tabel 1.8
| Waarden van kinematische ν en specifieke gasconstante K voor sommige gassen |
|||||
| ν ∙ 10 4, m 2 / s bij een temperatuur in ° С | R, J / (kg ∙ K) |
||||
| Federale wetten Russische Federatie: "On Education" (gedateerd 10 juli 1992, nr. 3266-1) en "Over hoger en postdoctoraal beroepsonderwijs" (gedateerd 22 augustus 1996, nr. 125-FZ); Basisopleiding hbo Opleidingsrichting 270800 Bouw (1)Basis educatief programma1.1. Het doel (de missie) van de PLO is om een competitieve professional op te leiden die klaar is om te werken op gebieden die verband houden met het leveren van constructies, maar ook in staat is tot verdere professionele zelfverbetering en creatieve ontwikkeling. | |||||
Zoals we weten, zijn de bindingen tussen deeltjes van een vloeistof zwakker dan tussen moleculen in een vaste stof. Daarom moet worden verwacht dat vloeistoffen bij dezelfde verwarming sterker uitzetten dan vaste stoffen. Dit wordt inderdaad door ervaring bevestigd.
Vul een kolf met een smalle en lange hals met een getinte vloeistof (water of beter met kerosine) tot de helft van de hals en markeer het vloeistofpeil met een rubberen ring. Daarna laten we de kolf in een vat met heet water zakken. Eerst zal een afname van het vloeistofniveau in de hals van de kolf worden gezien, en dan zal het niveau beginnen te stijgen en aanzienlijk boven het oorspronkelijke niveau stijgen. Dit komt door het feit dat het vat eerst opwarmt en het volume toeneemt. Hierdoor daalt het vloeistofniveau. Vervolgens wordt de vloeistof verwarmd. Uitbreidend, vult het niet alleen het verhoogde volume van het vat, maar overschrijdt het dit volume ook aanzienlijk. Bijgevolg zetten vloeistoffen sterker uit dan vaste stoffen.
De temperatuurcoëfficiënten van volumetrische uitzetting van vloeistoffen zijn veel hoger dan de coëfficiënten van volumetrische uitzetting van vaste stoffen; ze kunnen waarden bereiken van 10 -3 K -1.
De vloeistof kan niet worden verwarmd zonder het vat waarin deze zich bevindt te verwarmen. Daarom kunnen we de werkelijke uitzetting van de vloeistof in het vat niet waarnemen, omdat de uitzetting van het vat de schijnbare toename van het vloeistofvolume onderschat. De volumetrische uitzettingscoëfficiënt van glas en andere vaste stoffen is echter gewoonlijk veel kleiner dan de volumetrische uitzettingscoëfficiënt van een vloeistof, en met niet erg nauwkeurige metingen kan de toename van het volume van het vat worden verwaarloosd.
De meest voorkomende vloeistof op aarde - water - heeft speciale eigenschappen die het onderscheiden van andere vloeistoffen. In water, bij verwarming van 0 tot 4 ° C, neemt het volume niet toe, maar af. Pas bij 4 ° C begint het watervolume bij verwarming toe te nemen. Bij 4°C is het watervolume dus minimaal en de dichtheid maximaal*. Figuur 9.4 toont bij benadering een afhankelijkheid van de waterdichtheid van de temperatuur.
* Deze gegevens hebben betrekking op vers (chemisch zuiver) water. Hebben zeewater de hoogste dichtheid wordt waargenomen bij ongeveer 3 ° C.
De bekende bijzondere eigenschap van water heeft een grote invloed op de aard van de warmte-uitwisseling in waterlichamen. Wanneer het water afkoelt, neemt eerst de dichtheid van de bovenste lagen toe en gaan ze naar beneden. Maar nadat de lucht een temperatuur van 4 ° C heeft bereikt, vermindert verdere koeling de dichtheid al en blijven koude waterlagen op het oppervlak achter. Als gevolg hiervan heeft water in diepe wateren, zelfs bij zeer lage luchttemperaturen, een temperatuur van ongeveer 4 ° C.
Het volume van vloeistoffen en vaste stoffen neemt recht evenredig toe met de temperatuurstijging. Er wordt een anomalie gevonden in de buurt van het water: de dichtheid is maximaal at 4°C.
Hoewel de lineaire afmetingen en volumes van lichamen weinig veranderen met een verandering in temperatuur, moet in de praktijk toch vaak rekening worden gehouden met deze verandering; tegelijkertijd wordt dit fenomeen veel gebruikt in het dagelijks leven en de technologie.
Een verandering in de grootte van vaste stoffen als gevolg van thermische uitzetting leidt tot het optreden van enorme elastische krachten als andere lichamen deze verandering in grootte verhinderen. Bijvoorbeeld, een stalen brugbalk met een doorsnede van 100 cm 2 bij verwarming van -40 ° C in de winter tot +40 ° C in de zomer, als de steunen het verlengen ervan verhinderen, zorgt voor een druk op de steunen (stress) tot 1,6 108 Pa, dwz op steunen met een kracht van 1,6 106 N.
De gegeven waarden kunnen worden verkregen uit de wet en formule van Hooke (9.2.1) voor de thermische uitzetting van lichamen.
Volgens de wet van Hooke, mechanische spanning 
,waar 
- relatieve verlenging, a E- Young's modulus. Volgens (9.2.1) 
... Als we deze waarde van de relatieve verlenging in de formule substitueren voor de wet van Hooke, krijgen we
(9.4.1)
Staal heeft Young's modulus E= 2,1 10 11 Pa, temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting α 1 = 9 10 -6 K -1. Als we deze gegevens in expressie (9.4.1) substitueren, krijgen we dat bij Δ t = 80 ° C mechanische belasting σ = 1,6 10 8 Pa.
Omdat S = 10 -2 m 2, dan is de kracht F = S = 1.6 10 6 N.
Om de krachten te demonstreren die optreden wanneer een metalen staaf wordt afgekoeld, kan het volgende experiment worden gedaan. We verwarmen een ijzeren staaf met een gat aan het uiteinde, waarin een gietijzeren staaf wordt gestoken (Figuur 9.5). Vervolgens plaatsen we deze staaf in een massieve metalen standaard met groeven. Bij afkoeling trekt de staaf samen en ontstaan er zulke sterke elastische krachten dat de gietijzeren staaf breekt.
Bij het ontwerp van veel constructies moet rekening worden gehouden met thermische uitzetting van lichamen. Er moet voor worden gezorgd dat lichamen vrij kunnen uitzetten of samentrekken wanneer de temperatuur verandert.
Het is bijvoorbeeld onmogelijk om bijvoorbeeld telegraafdraden strak te trekken, evenals draden van hoogspanningslijnen (hoogspanningslijnen) tussen de steunen. In de zomer is het doorhangen van de draden merkbaar groter dan in de winter.
Metalen stoomleidingen, evenals waterverwarmingsleidingen, moeten worden voorzien van bochten (compensatoren) in de vorm van lussen (Fig. 9.6).
Interne spanningen kunnen ontstaan wanneer een homogeen lichaam ongelijkmatig wordt verwarmd. Een glazen fles of dik glas kan bijvoorbeeld barsten als er heet water in wordt gegoten. Allereerst worden de interne delen van het vat, die in contact komen met heet water, verwarmd. Ze zetten uit en oefenen een sterke druk uit op de buitenste koude delen. Daarom kan vernietiging van het vat optreden. Een dun glas barst niet wanneer er heet water in wordt gegoten, omdat de binnen- en buitenkant even snel opwarmen.
Kwartsglas heeft een zeer lage temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting. Dergelijk glas is bestand tegen ongelijkmatige verwarming of koeling, zonder barsten. Zo kan koud water in een gloeiend hete kwartsglazen kolf worden gegoten, terwijl een gewone glazen kolf tijdens dit experiment barst.
Verschillende materialen die periodiek worden verwarmd en gekoeld, mogen alleen worden samengevoegd als hun afmetingen gelijkelijk veranderen met temperatuurveranderingen. Dit is vooral belangrijk bij grote productafmetingen. Dus bijvoorbeeld ijzer en beton zetten bij verwarming op dezelfde manier uit. Dat is de reden waarom gewapend beton wijdverbreid is geworden - een geharde betonoplossing die in een stalen rooster wordt gegoten - wapening (Figuur 9.7). Als ijzer en beton op verschillende manieren uitzetten, zou de constructie van gewapend beton als gevolg van dagelijkse en jaarlijkse temperatuurschommelingen snel instorten.
Nog een paar voorbeelden. Metalen geleiders die in glazen cilinders van elektrische lampen en radiobuizen zijn gesoldeerd, zijn gemaakt van een legering (ijzer en nikkel), die dezelfde uitzettingscoëfficiënt heeft als glas, anders zou het glas barsten als het metaal opwarmt. Het email dat wordt gebruikt om het kookgerei te bedekken en het metaal waaruit het kookgerei is gemaakt, moeten dezelfde lineaire uitzettingscoëfficiënt hebben. Anders zal het email barsten wanneer het ermee bedekte kookgerei wordt verwarmd en afgekoeld.
Ook in een vloeistof kunnen aanzienlijke krachten ontstaan als deze wordt verwarmd in een gesloten vat waarin de vloeistof niet kan uitzetten. Deze krachten kunnen leiden tot de vernietiging van de vaten die de vloeistof bevatten. Met deze eigenschap van de vloeistof moet dus ook rekening worden gehouden. Zo zijn warmwaterleidingsystemen altijd uitgerust met een expansievat dat aan de bovenzijde van het systeem is aangesloten en communiceert met de atmosfeer. Wanneer het water in het leidingsysteem wordt verwarmd, komt een klein deel van het water in het expansievat terecht en dit elimineert de spanningstoestand van het water en de leidingen. Om dezelfde reden heeft de oliegekoelde vermogenstransformator bovenaan een oliereservoir. Als de temperatuur stijgt, stijgt het oliepeil in de tank en als de olie afkoelt, daalt het.
Net als bij de temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting, kan men de temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting invoeren en toepassen, wat een kenmerk is van de verandering in het volume van een lichaam wanneer de temperatuur verandert. Het is empirisch vastgesteld dat de volumetoename in dit geval als evenredig kan worden beschouwd met de verandering in temperatuur als deze niet erg groot verandert. De volumetrische uitzettingscoëfficiënt kan op verschillende manieren worden aangeduid, er is niet één aanduiding. De aanduiding wordt vaak gevonden:
DEFINITIE
Laten we het volume van het lichaam bij de begintemperatuur (t) aanduiden als V, het volume van het lichaam bij de eindtemperatuur, as, het volume van het lichaam bij de temperatuur, als, dan volumetrische uitzettingscoëfficiënt we definiëren in de vorm van een formule:
Vaste stoffen en vloeistoffen vergroten hun volume enigszins met toenemende temperatuur, daarom verschilt het zogenaamde "normale volume" () bij een temperatuur niet significant van het volume bij een andere temperatuur. Daarom wordt in uitdrukking (1) vervangen door V, en het blijkt:
Opgemerkt moet worden dat voor gassen de thermische uitzetting anders is en dat de vervanging van het "normale" volume door V alleen mogelijk is voor kleine temperatuurbereiken.
Met behulp van de volumetrische uitzettingscoëfficiënt kunt u een formule schrijven waarmee u het volume van een lichaam kunt berekenen als het initiële volume en de temperatuurverhoging bekend zijn:
waar . Expressie () wordt de binomiaal van volumetrische expansie genoemd.
Thermische expansie stevig geassocieerd met de anharmoniciteit van thermische trillingen van deeltjes die het kristalrooster van het lichaam vormen. Als gevolg van deze fluctuaties neemt bij een stijging van de lichaamstemperatuur de evenwichtsafstand tussen naburige deeltjes van dit lichaam toe.
Als er bij een constante massa een verandering in het volume van het lichaam optreedt, leidt dit tot een verandering in de dichtheid van de substantie:
waarbij de initiële dichtheid is, is de dichtheid van de stof bij de nieuwe temperatuur. Sinds de waarde wordt uitdrukking (4) soms geschreven als:
Formules (3) - (5) kunnen worden gebruikt wanneer het lichaam wordt verwarmd en wanneer het wordt gekoeld.
De basis SI-maateenheid voor de thermische uitzettingscoëfficiënt is:
VOORBEELD 1
| Oefening | Wat is de druk die wordt weergegeven door de kwikbarometer, die zich in de kamer bevindt, als de temperatuur in de kamer constant is en gelijk is aan t = 37 o De volumetrische uitzettingscoëfficiënt van kwik is gelijk aan De uitzetting van glas kan worden verwaarloosd . |
| Oplossing | Het werkelijke kwikvolume in de barometer is de V-waarde, die kan worden gevonden in overeenstemming met de uitdrukking: waar is het volume van kwik normaal? luchtdruk Aangezien de temperatuur in de kamer niet verandert, kun je de wet van Boyle - Mariotte gebruiken en opschrijven dat: Laten we de berekeningen doornemen: |
| Antwoord |  vader |
VOORBEELD 2
| Oefening | Wat is het verschil in vloeistofniveaus in twee identieke communicerende buizen als de linker buis een constante temperatuur heeft en de rechter titel = "(! LANG: Rendered by QuickLaTeX.com" height="18" width="66" style="vertical-align: -4px;">). Высота жидкости в левой трубке равна (рис.1). Коэффициент объемного расширения жидкости равен . Расширение стекла моно не учитывать.!} |
Thermische uitzetting van een vloeistof bestaat uit het feit dat het zijn volume kan veranderen wanneer de temperatuur verandert. Deze eigenschap wordt gekenmerkt door t temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting , die de relatieve verandering in het vloeistofvolume weergeeft met een verandering in temperatuur met één eenheid (met 1 o C) en bij constante druk:
Naar analogie met de eigenschap van samendrukbaarheid van een vloeistof, kunnen we schrijven:
of door dichtheid
De verandering in volume met een verandering in temperatuur treedt op als gevolg van een verandering in dichtheid.
Voor de meeste vloeistoffen is de coëfficiënt t neemt af bij toenemende druk. Coëfficiënt t met een afname van de dichtheid van olieproducten van 920 voordat 700 kg/m 3 stijgt van 0,0006 voordat 0,0008 ; voor werkvloeistoffen van hydraulische systemen t meestal genomen als temperatuuronafhankelijk. Voor deze vloeistoffen geldt een drukverhoging van atmosferisch naar 60 MPa leidt tot groei t door ongeveer 10 – 20 % ... Bovendien, hoe hoger de temperatuur van de werkvloeistof, hoe groter de toename t ... Voor water met toenemende druk bij temperaturen tot 50 O C t groeit, en bij temperaturen boven 50 O C neemt af.
Oplossen van gassen - het vermogen van een vloeistof om gassen in contact ermee te absorberen (op te lossen). Alle vloeistoffen absorberen en lossen gassen tot op zekere hoogte op. Deze woning wordt gekenmerkt door: oplosbaarheidscoëfficiënt k R .
E 
Als de vloeistof in een gesloten container in contact komt met een gas onder druk P
1
, dan begint het gas op te lossen in de vloeistof. Na een tijdje
verzadiging van de vloeistof met gas zal optreden en de druk in het vat zal veranderen. De oplosbaarheidscoëfficiënt relateert de verandering in druk in het vat als volgt aan het volume opgelost gas en het vloeistofvolume:
waar V G - volume opgelost gas onder normale omstandigheden,
V F - het volume van de vloeistof,
P 1 en P 2 - begin- en eindgasdruk.
De oplosbaarheidscoëfficiënt is afhankelijk van het type vloeistof, gas en temperatuur.
Bij een temperatuur 20 en de atmosferische druk in water bevat ongeveer 1,6% opgeloste lucht per volume ( k P = 0,016 ). Bij een temperatuurstijging van 0 voordat 30 de coëfficiënt van luchtoplosbaarheid in water neemt af. Oplosbaarheidscoëfficiënt van lucht in oliën bij temperatuur 20 gelijk aan ongeveer 0,08 – 0,1 ... Zuurstof is beter oplosbaar dan lucht, daarom is het zuurstofgehalte in lucht opgelost in een vloeistof ongeveer 50% hoger dan atmosferisch. Bij een drukverlaging komt er gas vrij uit de vloeistof. Gasontwikkeling is intenser dan oplossen.
Koken is het vermogen van een vloeistof om in een gasvormige toestand te veranderen. Anders wordt deze eigenschap van vloeistoffen genoemd wisselvalligheid .
De vloeistof kan aan de kook worden gebracht door de temperatuur te verhogen tot waarden hoger dan het kookpunt bij een bepaalde druk, of door de druk te verlagen tot waarden die lager zijn dan de druk verzadigde dampen P np vloeistof bij een bepaalde temperatuur. De vorming van bellen wanneer de druk wordt verlaagd tot de druk van verzadigde damp wordt koud koken genoemd.
De vloeistof waaruit het daarin opgeloste gas is verwijderd, wordt ontgast genoemd. In een dergelijke vloeistof vindt koken niet plaats, zelfs niet bij een temperatuur hoger dan het kookpunt bij een bepaalde druk.
en temperatuur.
