4 –Amaliyot Suyuqlik zichligini aniqlash. Reja Pikometr yordamida suyuqlik zichligini aniqlash
dan 100 ° C gacha bo'lgan haroratlarda suvning fizik xususiyatlari
Download 0.53 Mb.
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- 100 ° S qaynoq nuqtada suvning issiqlik otkazuvchanligi 0,833 Vt / (m · deg) qiymatga etadi.
- Toyinganlik chizigidagi suvning termofizik xususiyatlari (100 ... 370 ° S)
- Uning tasiri, ayniqsa suvning yopishqoqligiga tasir qiladi.
- Masalan, 10 ° C da suv 0,574 Vt / (m · deg) issiqlik otkazuvchanligiga ega
- Harorat va bosimga qarab suvning issiqlik otkazuvchanligi
- Bunday sharoitda suvning issiqlik otkazuvchanligi 0,833 Vt / (m ·g) dir.
- Bosimning ozgarishi suvning qaynash nuqtasiga ham, uning issiqlik otkazuvchanligiga ham tasir qiladi
- Gidrometr yordamida suyuqlik zichligini aniqlash
- Suv zichligi kalkulyatori
- Kalkulyator yordamida zichlikni hisoblash
|
0 dan 100 ° C gacha bo'lgan haroratlarda suvning fizik xususiyatlari
Jadvalda suvning quyidagi fizik xususiyatlari ko'rsatilgan: suv zichligi ρo'ziga xos entalpiya ho'ziga xos issiqlik Cpsuvning issiqlik o'tkazuvchanligi λsuvning termal tarqalishi lekindinamik yopishqoqlik μkinematik qovushqoqlik νhajmli termal kengayish koeffitsienti β, sirt tarangligi koeffitsienti σPrandtl raqami Pr. Jadvalda suvning fizik xususiyatlari 0 dan 100 ° C gacha bo'lgan normal atmosfera bosimi ko'rsatilgan. Suvning fizik xususiyatlari uning haroratiga bog'liq. Ushbu qaramlik o'ziga xos entalpiya va dinamik yopishqoqlik kabi xususiyatlar uchun eng aniqdir. Isitilganda suvning entalpiyasi sezilarli darajada oshadi va yopishqoqlik sezilarli darajada pasayadi. Suvning boshqa fizik xususiyatlari, masalan, sirt tarangligi koeffitsienti, Prandtl soni va harorat zichligi pasayadi. Masalan, normal sharoitda (20 ° C) suv zichligi 998,2 kg / m 3 ni tashkil qiladi, qaynab turganida esa 958,4 kg / m 3 ga kamayadi. Suvning issiqlik o'tkazuvchanligi (yoki to'g'ri aytganda, issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti) xususiyati qizdirilganda ko'payadi. 100 ° S qaynoq nuqtada suvning issiqlik o'tkazuvchanligi 0,833 Vt / (m · deg) qiymatga etadi. Termal diffuziya H2O, harorat oshishi bilan ko'payadi. Shuni ta'kidlash kerakki, bu suyuqlikning o'ziga xos issiqligi egri chizig'ining harorat funktsiyasi sifatida. Uning qiymati 0 dan 40 ° C gacha pasayadi, keyin issiqlik sig'imi asta-sekin 100 ° C da 4220 J / (kg · deg) gacha ko'tariladi. Atmosfera bosimidagi suvning fizik xususiyatlari - jadval
Izoh:Jadvaldagi termal diffuziya boshqa xususiyatlar uchun 10 8 darajasida, yopishqoqligi 10 6 darajasida va hokazolarda berilgan. Suvning fizik xususiyatlarining o'lchovliligi SI birliklarida ifodalanadi. To'yinganlik chizig'idagi suvning termofizik xususiyatlari (100 ... 370 ° S) Jadvalda H suvining termofizik xususiyatlari ko'rsatilgan2O haroratga qarab to'yingan chiziqda (100 dan 370 ° gacha). Suvning to'yingan holatidagi har bir harorat uning to'yingan bug' bosimiga to'g'ri keladi. Ushbu parametrlar bilan suyuqlik va uning bug'lari to'yingan yoki termodinamik muvozanat holatidadir. Jadvalda to'yingan suyuqlik holatida suvning quyidagi termofizik xususiyatlari ko'rsatilgan:
belgilangan haroratdagi to'yingan bug 'bosimi p, Pa suv zichligi ρkg / m 3 ga teng suvning o'ziga xos entalpiyasi hkJ / kg o'ziga xos (massa) issiqlik sig'imi Cp, kJ / (kg gradus), issiqlik o'tkazuvchanligi λ, W / (m mg), termal diffuzivlik a, m 2 / s, dinamik yopishqoqlik μ, PaS, kinematik qovushqoqlik ν, m 2 / s, issiqlik hajmini kengaytirish koeffitsienti β, K -1, sirt tarangligi koeffitsienti σ, N / m Prandtl raqami Pr. Doygunlik chizig'idagi suvning xususiyatlari haroratga bog'liq. Uning ta'siri, ayniqsa suvning yopishqoqligiga ta'sir qiladi. - dinamik yopishqoqlik H2Haroratning oshishi bilan O sezilarli darajada kamayadi. Agar 100 ° C haroratda suvning to'yinganlik holatidagi bu qiymati 282,5 · 10 -6 PaS bo'lsa, u holda, masalan, 370 ° C ga teng bo'lgan haroratda, dinamik yopishqoqlik 282,5 · 10 -6 Pa gacha pasayadi. bilan Suvning zichligi, issiqlik o'tkazuvchanligi, o'ziga xos issiqlik, termal diffuzivlik kabi haroratining oshishi bilan ularning boshqa xususiyatlari ham ularning qiymatini pasayishiga olib keladi. Masalan, 100 dan 370 ° S gacha qizdirilganda suvning zichligi 958,4 dan 450,5 kg / m 3 gacha kamayadi. Suvning to'yinganlik holatida issiqlik o'tkazuvchanligi harorat oshishi bilan ham pasayadi (normal sharoitdan va isitish harorati ko'tarilganda sodir bo'ladigan harorat 100 C gacha bo'lgan haroratdan farqli o'laroq). Issiqlik o'tkazuvchanligining pasayishi ham harorat, ham to'yingan suyuqlik bosimining oshishi bilan bog'liq. Shuni ta'kidlash kerakki suvning o'ziga xos entalpiyasi haroratga qarab, u qizdirilganda ham, qaynab turgan joydan ham yuqoriga ko'tariladi. Atmosfera bosimidagi haroratga qarab suvning issiqlik o'tkazuvchanligi Jadval normal atmosfera bosimidagi suyuq holatda suvning issiqlik o'tkazuvchanligini ko'rsatadi. Suvning issiqlik o'tkazuvchanligi 0 dan 100 ° C gacha bo'lgan haroratga qarab ko'rsatiladi. Isitilganda suv ko'proq issiqlik o'tkazuvchan bo'ladi - uning issiqlik o'tkazuvchanligi koeffitsienti oshadi. Masalan, 10 ° C da suv 0,574 Vt / (m · deg) issiqlik o'tkazuvchanligiga egava harorat 95 ° C ga ko'tarilganda, suvning issiqlik o'tkazuvchanligi 0,8282 Vt / (m · deg) ga ko'tariladi. Haroratga qarab suvning issiqlik o'tkazuvchanligi
Harorat va bosimga qarab suvning issiqlik o'tkazuvchanligi Jadvalda 0 dan 700 ° C gacha bo'lgan haroratda suv va suv bug'ining issiqlik o'tkazuvchanligi va bosim 1 dan 500 atmgacha bo'lgan qiymatlar ko'rsatilgan. Ma'lumki, atmosfera bosimidagi suv qaynatiladi va 100 ° S haroratda bug 'ichiga o'tadi. Bunday sharoitda suvning issiqlik o'tkazuvchanligi 0,833 Vt / (m ·g) dir. Bosim ortib borishi bilan suvning qaynoq harorati ham oshadi (Clapeyron-Clausius qonuni). Jadvalga ko'ra, atmosfera (100 bar) dan 100 baravar yuqori bosimda suv 310 ° S haroratda bug 'shaklida bo'lgan va 0,523 Vt / (m · deg) issiqlik o'tkazuvchanligiga ega ekanligini ko'rish mumkin. Shunday qilib, shuni ta'kidlash kerakki Bosimning o'zgarishi suvning qaynash nuqtasiga ham, uning issiqlik o'tkazuvchanligiga ham ta'sir qiladi. Suvning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga bosimni oshirish orqali erishiladi - bosim oshishi bilan suvning issiqlik o'tkazuvchanligi oshadi. Masalan, 1 bar bosimi va 20 ° C haroratda suv 0,603 Vt / (m · deg) issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Bosimning 500 bargacha ko'tarilishi bilan suvning issiqlik o'tkazuvchanligi bir xil haroratda 0,64 Vt / (m · deg) ga etadi. Eslatma: Jadvaldagi qiymatlar ostidagi chiziq suvning bug'ga fazali o'tishini bildiradi, ya'ni chiziq ostidagi raqamlar bug'ga, yuqorida esa suvga o'tadi. Jadvaldagi issiqlik o'tkazuvchanligi 10 3 darajasida ko'rsatilgan. 1000 ga bo'lishni unutmang! Jadvaldagi suvning issiqlik o'tkazuvchanligining o'lchovliligi W / (m · deg). Gidrometr yordamida suyuqlik zichligini aniqlash Suyuqlikning zichligi gidrometr yordamida aniqlanishi mumkin (0,01 ga to'g'ri). Ushbu usul sulfat, azotli va xlorid kislotalarning, etil spirtining va boshqalarning nisbiy zichligini aniqlashda keng amaliy qo'llanmalarni topadi. Ushbu usulning afzalliklari aniqlash tezligi va tahlil qilish uchun yopishqoq suyuqliklardan foydalanishdir. Usulning kamchiliklari, past aniqlikka qo'shimcha ravishda, tahlil qilingan suyuqlikning nisbatan katta hajmini ishlatish zarurligini o'z ichiga oladi. Gidrometr - bu shisha yupqa devorli silindrsimon idish, pastda kengayadi va oxirida shisha idishga, kam hollarda simob bilan to'ldiriladi. Gidrometrning yuqori qismida suyuqlikning nisbiy zichligiga mos keladigan bo'linmalar va shkalani aniqlash kerak bo'lgan harorat ko'rsatilgan. Suvdan engilroq va og'irroq suyuqliklarni, oltingugurt kislotasi, kaustik ishqorlar uchun gidrometrlar, shuningdek, alkogol (alkogol o'lchagich), sut (laktometr) va boshqalarning zichligini o'lchash uchun bir qator maxsus gidrometrlar mavjud.O'lchovning aniqligini oshirish uchun sanoat gidrometrlar to'plamlarini ishlab chiqaradi, ularning o'lchamlari ma'lum bir qatorni qamrab oladi. zichligi. Qoida tariqasida, gidrometrlarni kalibrlash 20 ° C da amalga oshiriladi va suvning zichligi 4 ° C ga bog'liq, shuning uchun o'lchov ko'rsatkichlari d qiymatini beradi. Agar standart ko'rsatmalarga muvofiq, tahlil qilingan suyuqlikning harorati gidrometre shkalasida ko'rsatilgan haroratdan farq qilsa, u holda harorat farqi uchun sozlash kerak. Sinov suyuqligi kamida 0,5 l sig'imga ega tsilindrga joylashtiriladi va suyuq haroratda 20 ° S haroratda unga toza quruq gidrometre ehtiyotkorlik bilan tushiriladi. Gidrometre suyuqlikka ehtiyotkorlik bilan botirilishi kerak, u suvning suzayotgani aniq bo'lmaguncha. Bunday holda, gidrometr silindrning o'rtasida bo'lishi kerak va hech qanday holatda idishning devorlari va tubiga tegmasligi kerak. Hisoblash gidrometr shkalasi bo'linmalarida suyuqlikning pastki meniskusiga botgandan keyin 3-4 minut davomida amalga oshiriladi. To'q rangli suyuqliklarning zichligini aniqlashda, hisoblash yuqori meniskusda amalga oshiriladi. Aniqlangandan so'ng, gidrometre yuviladi, artiladi va maxsus holatda tozalanadi.
Dengiz suvida turli xil minerallar, shu jumladan magniy, marganets, oltin, mis va hatto uran mavjud. Ammo bunday minerallashgan tarkibi nafaqat suvning o'zi bilan ajralib turadi. Dengiz aholisi suv uchun minerallarning asosiy manbai hisoblanadi. Laminariyada yod, mollyuskalar - mis, radiolariya - stronsiy, astsidiya - vanadiy va meduzalar - qalay, rux va qo'rg'oshin to'planadi. Suv osti aholisining parchalanishi natijasida dengiz suvlari minerallar oladi, keyinchalik ular yangi avlod va radiolariya to'planadi. Bunday yovvoyi mineral tarkibiy tuz dengiz suvini ichishga yaroqsiz holga keltiradi, chunki tanadagi kimyoviy elementlarni olib tashlash uchun uning ichilgan miqdoridan ko'proq suv talab qilinadi. Agar siz dengiz suvini tatib ko'rsangiz, achchiq-sho'r ko'rinadi. 1 litr dengiz suviga o'rtacha 25 gramm natriy xlorid ishlab chiqariladi va 3,8 g magniy xlorid va 1,7 g magniy sulfati achchiqlikni beradi. Umuman olganda, dengiz suvida 35 g ga yaqin turli xil tuzlar mavjud, shunda uning zichligi har doimgidan yuqori bo'ladi. Suvning sho'rlanishi ppm da ifodalanadi. «Sho'rlanish 16 ‰» iborasi «sho'rlik 16 PSU» yoki «sho'rligi 1,6%» ga teng. Bu shuni anglatadiki, bir litr suyuqlikda 16 gramm tuz mavjud. Dengiz suvlarining o'rtacha sho'rlanishi Boltiq dengizi uchun 7 PSU dan Qizil dengiz uchun 40 PSU gacha. O'lik dengiz ajralib turadi, chunki uning sho'rligi baland va o'rtacha 265 PSU. Tuz miqdori ko'p bo'lgani sababli O'lik dengiz suvlari zichligi 1,3 kg / m³ bilan ajralib turadi. Hammasi bo'lib, bir litr dengiz suvida 2 osh qoshiq tuz mavjud. Shu sababli, bunday suyuqlikning zichligi har doim yangi bo'lganidan ko'proq va o'rtacha har bir santimetr uchun 1,025 grammni tashkil qiladi. Suv zichligi nafaqat tarkibiga, balki haroratga ham ta'sir qiladi. Sovutganda dengiz suvi siqilib, uning zichligi oshadi. Suvning o'zgaruvchan zichligi nafaqat suv osti hayotiga, balki yuk tashishga ham katta ta'sir ko'rsatadi. Kemalar okean suvlaridan toza daryolarga yoki tropik suvlardan Atlantikaning sovuq suvlariga o'tganda, kema tuzilishi 30 santimetrgacha o'zgarishi mumkin, bu portga qo'ng'iroq qilgan kemalar uchun katta muammo hisoblanadi. Zamonaviy yuk kemalarida korpusda korpus belgilari qo'yiladi, bu suvning harorati va sho'rlanishiga bog'liq. Boshqa narsalar teng bo'lsa, bunday belgilar dengiz suvining zichligi qancha o'zgarganligini aniqlashni osonlashtiradi. Toza suv Dengiz suvidan farqli o'laroq, uning tarkibida yangi bo'lgan deyarli aralashmalar mavjud emas va bunday suyuqlikdagi tuz miqdori 0,1% dan oshmaydi. Toza suv sayyoradagi jami suvning atigi 3 foizini tashkil qiladi va muzliklar, aysberglar, daryolar, er osti suvlari, toza ko'llar va hatto bulutlarda mavjud. Umuman olganda, Erdagi chuchuk suvning katta qismi muz shaklida mavjud. Qizig'i shundaki, yangi aysberglar tuz okeanini jalb qilmoqdalar va savol tug'iladi, ular qanday etib boradilar? Gap shundaki, dengiz suvi bug'lanib ketadi, shu bilan birga barcha tuzni yo'qotadi va bulut shaklida to'planadi. Shundan so'ng, toza suv yog'ingarchilik shaklida yog'adi va qor o'z og'irligi ostida siqilib, muzlik hosil qiladi. Aysberglar - bu muzlikning bo'laklaridan boshqa narsa emas. Qizig'i shundaki, dengiz suvi muzlashganda va bu minus 2 daraja haroratda sodir bo'lganda, unda tarkibida tuz bo'lmagan yupqa muz kristallari hosil bo'ladi. Agar siz ushbu kristallarni okean suvidan tanlasangiz va eritsangiz, toza toza suv olishingiz mumkin.
Chuchuk suv zichligi faqat haroratga bog'liq. Nol daraja Selsiyda yangi muzning zichligi 999,8000 kg / m3 ni tashkil qiladi, 100 darajada bug 'zichligi 958.4000 kg / m3 gacha kamayadi. Bular ideal sharoitlarda olingan jadval jadvallari qiymatlari. Daryo yoki ko'l suvlarining zichligini aniqlash uchun olimlar IPTS-68 va ITS-90 standartlaridan foydalanadilar. ITS-90 harorat shkalasi 1990 yilda IPTS-68 o'rnini bosdi, chunki toza suvning asosiy muzlash nuqtalari qayta hisoblab chiqilgan. Turli xil me'yorlarga muvofiq toza suv zichligi bir-biridan formulaga ko'ra osonlik bilan ifoda etiladi: IPTS-68 = 1,00024 × ITS-90 Farqi kichik, ammo ITS-90 zamonaviy gidrologik hisob-kitoblarda qo'llaniladi. Suv zichligi kalkulyatori Bizning dasturimiz toza suvning haroratiga qarab zichligini uchta usulda aniqlashga imkon beradi: jadval qiymatini toping IPTS-68 standarti bo'yicha formulaga muvofiq hisoblang, ITS-90 formulasi bo'yicha hisoblang. Siz haroratni Kelvin, Selsiy yoki Farengeyt darajasida o'rnatishingiz mumkin. Tuzli suvning zichligi haroratga va uning sho'rlanishiga bog'liq, bu bizning PSU (kalkulyatorda) bo'yicha ko'rsatiladi, bu ppm kontseptsiyasi bilan bir xil. Bir misolni ko'rib chiqaylik. Kalkulyator yordamida zichlikni hisoblash Xona haroratida 20 daraja haroratda distillangan ichimlik suvining zichligini hisoblaylik. Zichlikni aniqlash uchun siz harorat shkalasi va hisoblash usulini tanlashingiz kerak. Biz uchta usuldan foydalanamiz va quyidagilarga ega bo'lamiz: jadval qiymati - 998.2000 kg / m3, IPTS-68 standarti - 997.9355 kg / m3, ITS-90 standarti - 997,6699 kg / m3. Ko'rinib turibdiki, farqlar minimal, ammo to'g'ri hisob-kitoblar bilan noto'g'ri qiymat xatolarga olib kelishi mumkin. Download 0.53 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|