Věda o skupenstvích hmoty
20 února, 2025
Pro pochopení fungování stlačeného vzduchu je užitečný základní úvod do fyziky, včetně 4 skupenství hmoty.
Měření tlaku, teploty a tepelné kapacity
Poté, co jste se zde seznámili se základy fyziky, možná budete chtít vědět více o fyzikálních jednotkách používaných k měření různých aspektů hmoty. To může být velmi užitečné při manipulaci se stlačeným vzduchem. V tomto článku vysvětlíme základy měření tlaku, teploty a tepelné kapacity.
Co je tlak a jak jej měříme?
Síla působící na čtvereční centimetr plochy vzduchového sloupce, který se pohybuje od hladiny moře k okraji atmosféry, je přibližně 10,13 N. Proto je absolutní atmosférický tlak na úrovni moře přibližně 10,13 x 104 N na metr čtvereční, což odpovídá 10,13 x 104 Pa (Pascal, jednotka SI pro tlak). Vyjádřeno v jiné často používané jednotce: 1 bar = 1 x 105 Pa. Čím vyšší jste nad (nebo pod) hladinou moře, tím nižší (nebo vyšší) je atmosférický tlak.
Jak měříme teplotu?
Teplotu plynu je obtížněji jednoznačně definovat. Teplota je měřítkem kinetické energie molekul. Čím vyšší je teplota, tím rychleji se molekuly pohybují a při teplotě absolutní nuly se pohyb zcela zastaví. Kelvinová (K) stupnice je založena na tomto fenoménu, jinak se stupňuje stejným způsobem jako stupně Celsia nebo stupně Celsia (C): T = t + 273,2 T = absolutní teplota (K) t = stupně Celsia c°
Jak se měří tepelná kapacita?
Teplo je forma energie představovaná kinetickou energií narušených molekul látky. Tepelná kapacita (nazývaná také tepelná kapacita) objektu se vztahuje k množství tepla potřebného k vytvoření jednotky změny teploty (1K) a je vyjádřena v J/K. Specifické teplo nebo specifická tepelná kapacita látky se běžněji používá a vztahuje se k množství tepla potřebného k vytvoření jednotky změny teploty (1K) v jednotce hmotnosti látky (1 kg). cp = specifické teplo při konstantním tlaku CV = specifické teplo při konstantním objemu Cp = molární specifické teplo při konstantním tlaku CV = molární specifické teplo při konstantním objemu Specifické teplo při konstantním tlaku je vždy větší než specifické teplo při konstantním objemu. Specifická teplota látky není konstantní, ale obecně roste se stoupající teplotou. Pro praktické účely lze použít střední hodnotu. U kapalin a pevných látek cp ≈ cV ≈ c. K ohřevu hmotnostního průtoku (m) z teploty t1 na t2 pak bude zapotřebí: P = m x c x (T2 -T1) P = tepelný výkon (W) m= hmotnostní průtok (kg/s) c = specifické teplo (J/kg x K) T = teplota (K)
Vysvětlením toho, proč je cp větší než cV, je expanzní práce, kterou musí plyn při konstantním tlaku provést. Poměr mezi cp a cV se nazývá isentropní exponent nebo adiabatický exponent, К, a je funkcí počtu atomů v molekulách látky.
Související články
Pochopení měření veličin vzduchového kompresoru: práce, výkon a průtok
21 dubna, 2022
Je užitečné porozumět měření fyzikálních veličin vzduchového kompresoru týkajících se hmoty. Tyto informace pomáhají určit potřebný výkon a velikost stroje.
Základní přehled termodynamiky vzduchových kompresorů
21 dubna, 2022
Tento článek pojednává o hlavních principech a dvou zákonech týkajících se plynů, abyste mohli lépe porozumět fyzice termodynamiky vzduchových kompresorů a generování tepla.