다양한 온도에서 황화수소의 열용량. 천연가스의 비열용량

총 열용량 가스 연료. 계수 "C"는 무엇입니까: (ud.) 비열천연 가스(광물). 메탄의 이러한 유형의 열물리적 특성은 어떻게 다른지, 설명하는 하나의 물리적 매개변수로 얻을 수 없는 이유 열적 특성그리고 "일반인의 삶을 복잡하게 만드는 개체를 늘리기 위해" 계수를 도입할 필요가 있었던 이유는 무엇입니까?

구체적이지는 않지만 일반적으로 수용되는 물리적 의미에서 총 열용량은 물질이 가열되는 능력입니다. 적어도 그것은 열물리학에 관한 어떤 교과서에서도 우리에게 알려주는 것입니다. 이것은 고전적인 정의열용량(정확한 표현). 사실 이것은 흥미로운 물리적 특징입니다. 일상 생활에서 우리에게 거의 알려지지 않은 "동전의 이면". 외부에서 열이 공급될 때(가열, 예열) 모든 물질이 열에 동등하게 반응하는 것은 아닙니다( 열에너지) 다르게 가열합니다. 능력 연료로 사용되는 천연 가스열 에너지를 받고, 받고, 유지하고 축적(축적) 천연 가연성 가스의 열용량이라고합니다. 그리고 자신 메탄의 열용량, 는 가스 연료의 열물리학적 특성을 설명하는 물리적 특성입니다. 동시에 다양한 적용 측면에서 구체적인 실제 사례에 따라 우리에게 중요한 것이 하나 있을 수 있습니다. 예: 물질의 섭취 능력 따뜻한또는 축적 능력 열에너지또는 "재능"을 유지합니다. 그러나 약간의 차이에도 불구하고 물리적인 의미에서 우리가 필요로 하는 속성은 다음과 같습니다. 메탄의 열용량.

작지만 근본적인 성격의 매우 "불쾌한 걸림돌"은 가열하는 능력입니다. 메탄의 열용량, 와 직접적인 관련이 있을 뿐만 아니라 화학적 구성 요소, 물질의 분자 구조뿐만 아니라 그 양(무게, 질량, 부피)도 포함합니다. 이러한 "불쾌한" 연결로 인해 일반 메탄의 열용량물질의 물리적 특성이 너무 불편해집니다. 하나의 측정된 매개변수가 "두 가지 다른 것"을 동시에 설명하기 때문입니다. 즉: 정말 특징 천연가스의 열물성그러나 "통과 중"은 수량도 고려합니다. "높은" 열 물리학과 "보통" 양의 물질(우리의 경우: 가스 연료)이 자동으로 연결되는 일종의 통합 특성을 형성합니다.

글쎄, "부적절한 정신"이 명확하게 추적되는 그러한 열 물리학 적 특성이 왜 필요합니까? 물리학의 관점에서 전체 메탄의 열용량(가장 서투른 방식으로) 가스 연료에 축적될 수 있는 열 에너지의 양을 설명할 뿐만 아니라 그 양에 대해 "지나가면서 알려줍니다." 천연 가연성 가스. 그것은 불합리하고 명확하고 이해하기 쉽고 안정적이며 정확하지 않습니다. 메탄의 열물리적 특성. 실용에 적합한 유용한 상수 대신 열물리학적 계산, 수신된 열량의 합(적분)인 부동 매개변수가 제공됩니다. 천연 가스및 메탄의 질량 또는 부피.

그런 '열정'은 물론 고맙지만, 그 양은 천연 연료 가스나는 나를 측정할 수 있다. 훨씬 더 편리한 "인간" 형태로 결과를 얻었습니다. 수량 천연 가연성 가스나는 일반에서 복잡한 공식을 사용하여 수학적 방법과 계산으로 "추출"하고 싶지 않습니다. 메탄의 열용량, 다른 온도에서 무게(질량)를 그램(g, g), 킬로그램(kg), 톤(톤), 입방체(입방 미터, 입방 미터, m3), 리터(l) 또는 밀리리터(ml ). 특히 이후 똑똑한 사람오래 전에 이러한 목적에 매우 적합한 측정 도구를 생각해 냈습니다. 예: 저울 또는 기타 장치.

특히 매개변수의 "성가신 부동 특성": 일반 자연 발생 GAS의 열용량. 그의 불안정하고 변화무쌍한 "기분". "섭취량 또는 복용량"을 변경할 때, 다른 온도에서 천연 가스의 열용량즉시 변경됩니다. 더 많은 가연성 가스 혼합물, 물리량, 절대값 메탄의 열용량- 증가합니다. 가연성 가스 혼합물의 적은 양, 값 메탄의 열용량감소합니다. "불명예" 일부가 밝혀졌습니다! 다시 말해, 우리가 "가진" 것은 어떤 식으로든 일정한 기술로 간주될 수 없습니다. 다른 온도에서 천연 가스의 열물리적 특성. 그리고 우리가 이해할 수 있고 일정한 계수를 "가지는" 것이 바람직합니다. 열적 특성메탄의 양(무게, 질량, 부피)에 대한 "참조"가 없는 가스 연료. 무엇을 할까요?

이것은 매우 간단하지만 "매우 과학적"인 방법이 우리를 구출하는 곳입니다. 그것은 집행관뿐만 아니라 "ud. - 특정", 전에 물리량, 그러나 고려 사항에서 물질의 양을 제외하는 것과 관련된 우아한 솔루션입니다. 당연히 "불편하고 불필요한" 매개변수: 질량 또는 부피 천연 가연성 가스절대 배제할 수 없습니다. 적어도 메탄의 양이 없다면 "토론의 주제" 자체가 없을 것이기 때문입니다. 그리고 물질이 있어야 합니다. 따라서 우리는 필요한 계수 "C"의 값을 결정하는 데 적합한 단위로 간주될 수 있는 질량 또는 부피의 조건부 표준을 선택합니다. 을 위한 천연 가스 연료의 무게, 실용적인 사용에 편리한 메탄의 질량 단위는 1 킬로그램 (kg)으로 밝혀졌습니다.

이제, 우리 우리는 천연 가스 1kg을 1도 가열하고 열량(열에너지)우리는 가열해야합니다 가스 혼합물 1도 - 이것은 우리의 올바른 물리적 매개변수입니다. 계수 "C", 음, 아주 완전하고 명확하게 설명 중 하나 다른 온도에서 천연 가스의 열물리적 특성. 이제 우리는 다음을 설명하는 특성을 다루고 있습니다. 물성물질이지만 그 양에 대해 "추가로 알려주지" 않습니다. 편안한? 아무 말이 없다. 완전히 다른 문제입니다. 그건 그렇고, 지금 우리는 일반적인 것에 대해 이야기하고 있지 않습니다. 메탄의 열용량. 모든 게 바뀌었다. 이것은 천연 가스의 특정 열입니다., 때때로 다른 이름으로 불립니다. 어떻게? 그냥 대규모 천연 가연성 가스의 열용량. 특정(ud.) 및 질량(m.) - 이 경우: 동의어, 여기서 의미하는 것은 우리가 필요로 하는 것입니다. 계수 "C".

표 1. 계수: 천연 가스(sp.)의 비열 용량. 천연 가연성 가스의 질량 열용량. 참조 데이터.

쉽게 말해 열용량 에서몸에서 소비해야 하는 열량이라고 합니다. 이 과정몸을 1도 데우다: .

일반적으로 열용량은 물질 양의 단위를 나타내며 선택한 단위에 따라 다음을 구별합니다.

특정 질량 열용량 와 함께, 가스 1kg, J/(kgK) 참조;

비체적 열용량 와 함께', 정상적인 물리적 조건에서 1m 3 부피에 포함된 가스의 양을 나타냄, J / (m 3 K);

비몰 열용량 μ 와 함께, 1킬로몰, J / (kmolK)로 표시됩니다.

비열 용량 간의 관계는 다음과 같은 명백한 관계에 의해 설정됩니다.

와 함께= μ 와 함께/μ; 와 함께´= 와 함께ρ n. (2.13)

여기서 ρ n은 정상 조건에서의 기체 밀도입니다.

같은 양의 열을 공급해도 체온의 변화는 일어나는 과정의 특성에 따라 다르므로 열용량은 공정의 함수입니다.. 이것은 동일한 작동 유체가 공정에 따라 1K 가열을 위해 다른 양의 열을 필요로 함을 의미합니다. 수치적 규모 와 함께+ ∞에서 – ∞까지 다양합니다.

열역학 계산에서 큰 중요성가지다:

일정한 압력에서 열용량

와 함께피 = δ 큐피/ dT, (2.14)

큐 p , 체온의 변화에 ​​일정한 압력에서 과정에서 신체에 가져 dT;

일정한 부피의 열용량

와 함께 V = δ 큐 V /dT, (2.15)

열량 δ의 비율과 동일 큐 V, 체온의 변화에 ​​일정한 부피로 과정에서 신체로 가져옴 dT.

닫힌 시스템에 대한 열역학 제1법칙에 따라 δ 큐 = 뒤 + PDF.

라는 사실을 고려하여

(관계(2.1))

Δ 큐 = (∂유/∂티) V dT + [(∂유/∂V) 티 + 피]DVD. (2.16)

등코릭 프로세스의 경우( V=const) 이 방정식은 다음과 같은 형식을 취합니다.

, 그리고 (2.15)를 고려하여, 우리는 다음을 얻습니다.

씨 V = (∂유/∂티) V . (2.17)

이상 기체의 경우

(방정식 2.2), 그래서

씨 V = 뒤/dT. (2.18)

등압 공정의 경우( 아르 자형=const) 방정식 (2.16) 및 (2.14)에서 우리는 다음을 얻습니다.

씨피 = (∂ 유/∂티) V + [(∂유/∂V) 티 + 피](DVD/dT) 피

내부 에너지 때문에 이상 기체온도에 의해서만 결정되고 특정 부피에 의존하지 않는 경우

. (2.19)

Clapeyron 방정식(1.4)에서 PV = RT(1.3) 다음과 같다

, 어디

씨피= 와 함께 V + 아르 자형. (2.20)

관계(2.20)는 Mayer의 방정식이라고 하며 이상기체의 기술적 열역학에서 주요한 것 중 하나입니다.

진행중 V\u003d const, 가스에 전달된 열은 내부 에너지를 변경하기 위해서만 가는 반면, p \u003d const 과정에서 열은 내부 에너지를 증가시키고 팽창 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 그렇기 때문에 씨피 더 와 함께 v 이 작업의 양만큼.

공식

소위 실제 열용량, 즉 주어진 온도에서의 열용량 값을 결정합니다. 실제로 열용량은 열량을 계산하는 데 널리 사용됩니다. 큐 12 , 한 온도에서 몸을 데우는 데 소비되어야 합니다( 티 1) 다른 사람에게( 티 2) (또는 에서 냉각되면 해제됩니다. 티 2 ~ 티 1).

표시된 온도 범위에서 열용량이 변하지 않으면

, kJ/kg 및

, kJ. (2.21)

이 공식은 대략적인(매우 정확하지 않은) 계산에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 실온에서 물의 비열용량은 4.187 kJ/(kgC)이고 공기는 1 kJ/(kgC)입니다. 거의 모든 물질의 열용량은 온도가 증가함에 따라 변하기 때문에(대부분 증가) 엄밀히 말하면 다음 공식을 사용해야 합니다.

. (2.21ㅏ)

무화과에. 2.2 규모 큐 12는 음영 영역으로 표시됩니다. 평균값 정리를 적용하는 가장 쉬운 방법은 다음과 같이 작성하는 것입니다.

, (2.22)

어디 는 온도 범위의 평균 열용량입니다. 티 1 …티 2 .

쌀. 2.2. 온도에 대한 실제 열용량의 의존성

그러나 실제 계산의 경우 열용량이 표에서 선택되고 이러한 표기법은 매우 불편합니다. 방법에 따라 다릅니다 티 1부터 티 2. 두 개의 인수로 구성된 함수 테이블은 매우 복잡합니다.

실제로는 다음과 같이 진행하십시오. 원하는 열량은 신체를 0 С에서 온도로 가열하는 데 필요한 양의 차이로 표시됩니다. 티 2 및 티각각 1개(그림 2.2)

. (2.23)

, (2.24)

어디 - 온도 범위 0에서 평균 열용량… 티다.

평균 열용량의 값 주어진 물질(그리고 주어진 과정, 즉 와 함께 아르 자형또는 씨 V) 하나의 온도에만 의존 티. "평균"이라는 이름으로 모든 표에 주어진 것은 이러한 열용량입니다. 말한 것은 사실이다 와 함께 (와 함께 아르 자형그리고 씨 V) 뿐만 아니라 와 함께 및  와 함께. 예를 들어, 아래 표는 가장 일반적인 가스에 대한 열용량 대 온도를 보여줍니다. 공식 (2.24)에서 온도는 섭씨로 대체된다는 점을 강조해야 합니다.

다양한 가스의 평균 몰 열용량 아르 자형=상수

(M.P. Vukalovich, V.A. Kirillin, V.N. Timofeev에 따르면)

티, C	와 함께 아르 자형, kJ/(kmolK)
		N 2 대기

이 표에서 값  와 함께 p는 100 С를 통해 제공됩니다. 온도에 따라 크게 변하지 않기 때문에 선형 외삽법으로 중간 값을 찾을 수 있습니다. 이것이 어떻게 수행되는지 기억하십시오. 테이블 형식의 함수 값이 있습니다. 와이 = 에프(엑스) ~에 1(때 엑스= 엑스 1) 그리고 ~에 2(때 엑스= 엑스 2). 기능 값 ~에(엑스) 에 엑스 1 <엑스<엑스 2 같음

. 이 공식은 단조 증가하는 함수( ~에 2 >~에 1) 단조 감소( ~에 2 <~에하나); 이 경우 분수는 음수가 됩니다. 엑스 2 > 엑스 1 항상.

표는 온도와 압력에 따른 가스의 열전도도 값을 보여줍니다.
열전도율 값은 20K(-253°C) ~ 1500K(1227°C) 범위의 온도와 1~1000기압의 압력에 대해 표시됩니다.

테이블 다음 기체의 열전도율을 감안할 때: , , 프레온-14 CF 4 , 에틸렌 C 2 H 4 . 열전도율의 단위는 W/(m deg)입니다.

다음 사항에 유의해야 합니다. 기체의 열전도율은 온도와 압력이 증가함에 따라 증가합니다.. 예를 들어 암모니아 가스의 상온, 상압에서의 열전도율은 0.024 W/(m deg)이고, 300도까지 가열하면 열전도율은 0.067 W/(m deg)의 값으로 증가한다. 이 가스의 압력이 300기압으로 증가하면 열전도율 값은 더욱 높아져 0.108W/(m deg) 값을 갖게 됩니다.

참고: 조심하십시오! 표의 열전도율은 계수 10 3 으로 표시됩니다. 1000으로 나누는 것을 잊지 마십시오!

온도에 따른 무기 가스의 열전도율

표는 정상 대기압에서의 온도에 따른 무기 가스의 열전도율 값을 제공합니다. 가스의 열전도도 값은 80 ~ 1500K (-193 ... 1227 ° C)의 온도에서 표시됩니다.

표는 아산화질소 N 2 O, 육불화황 SF 6, 산화질소 NO, 황화수소 H 2 S, 암모니아 NH 3, 이산화황 SO 2, 증기 H 2 O, 이산화탄소 CO 2 가스의 열전도율을 보여줍니다. , 중수증기 D 2 O, 공기.

다음 사항에 유의해야 합니다. 무기 가스의 열전도율은 가스 온도가 증가함에 따라 증가합니다.

참고: 표에서 가스의 열전도율은 계수 10 3 으로 표시됩니다. 1000으로 나누는 것을 잊지 마십시오!

온도에 따른 유기 가스의 열전도율

표는 정상 대기압에서 온도에 따른 유기 가스 및 일부 액체의 증기의 열전도율 값을 보여줍니다. 가스의 열전도율 값은 120 ~ 800K의 온도 범위에서 표에 나와 있습니다.

다음 유기 가스 및 액체의 열전도율은 다음과 같습니다.아세톤 CH 3 COCH 3, 옥탄 C 8 H 18, 펜탄 C 5 H 12, 부탄 C 4 H 10, 헥산 C 6 H 14, 프로필렌 C 3 H 6, 헵탄 C 7 H 16, 아밀 알코올 C 5 H 11 OH, 크실렌 C 8 H 10, 이소프로필 알코올 C 2 H 7 OH, 메탄 CH 4, 메틸 알코올 CH 3 OH, 사염화탄소 CCl 4, 시클로헥산 C 6 H 12, 에탄 C 2 H 6, 사불화탄소 CF 4, 프레온-11 CFCl 3, 에틸 클로라이드 C 2 H 5 Cl, 프레온-12 CF 2 Cl 2, 에틸렌 C 2 H 4, 프레온-13 CF 3 Cl, 에틸 포메이트 HCOOC 2 H 5, 프레온-21 CHFCl 2, 디에틸 에테르(C 2 H 5) 2O.

표에서 알 수 있듯이, 유기 가스의 열전도도 값은 가스 온도가 증가함에 따라 증가합니다..

조심하세요! 표의 열전도율은 계수 10 3 으로 표시됩니다. 1000으로 나누는 것을 잊지 마십시오!예를 들어, 400K(127°C)의 온도에서 아세톤 증기의 열전도율은 0.0204W/(m deg)입니다.