Ջրի գոլորշի մթնոլորտում. Ինչ է ջրի գոլորշին

«Գոլորշի» բառի վրա հիշում եմ այն ​​ժամանակները, երբ դեռ սովորում էի տարրական դպրոց. Հետո, դպրոցից տուն գալով, ծնողները սկսում էին ընթրիք պատրաստել և մի կաթսա ջուր դնում գազօջախի վրա։ Իսկ տասը րոպե անց կաթսայի մեջ սկսեցին հայտնվել առաջին փուչիկները։ Այս պրոցեսն ինձ միշտ գրավել է, ինձ թվում էր, որ կարող եմ հավերժ նայել դրան։ Եվ հետո, փուչիկների հայտնվելուց որոշ ժամանակ անց, գոլորշին ինքնին սկսեց հոսել։ Մի անգամ մայրիկիս հարցրի. «Այս սպիտակ ամպերը որտեղի՞ց են գալիս»։ (Ես այդպես էի անվանում նրանց): Ինչին նա ինձ պատասխանեց. «Այդ ամենը տեղի է ունենում ջրի տաքացման պատճառով»: Թեև պատասխանը գոլորշու ստեղծման գործընթացի ամբողջական պատկերացում չէր տալիս, դասերին դպրոցական ֆիզիկաԵս իմացա այն ամենը, ինչ ուզում էի իմանալ զույգի մասին: Ուրեմն...

Ինչ է ջրի գոլորշին

ԻՑ գիտական ​​կետտեսողություն, ջրի գոլորշի - պարզապես երեքից մեկը ֆիզիկական վիճակներջուրն ինքնին. Հայտնի է, որ այն տեղի է ունենում, երբ ջուրը տաքացվում է: Իր պես գոլորշին չունի գույն, համ, հոտ: Բայց ոչ բոլորը գիտեն, որ գոլորշու ակումբներն ունեն իրենց ճնշումը, որը կախված է դրա ծավալից: Եվ դա արտահայտվում է Պասկալներ(ի պատիվ տխրահռչակ գիտնականի):

Ջրի գոլորշին մեզ շրջապատում է ոչ միայն այն ժամանակ, երբ մենք խոհանոցում ինչ-որ բան ենք պատրաստում։ Այն անընդհատ պարունակվում է փողոցի օդում և մթնոլորտում։ Եվ դրա բովանդակության տոկոսը կոչվում է «բացարձակ խոնավություն».

Փաստեր ջրի գոլորշու և դրա առանձնահատկությունների մասին

Այսպիսով, մի քանիսը հետաքրքիր պահեր:

• այնքան բարձր է ջերմաստիճանը, որը գործում է ջրի վրա, այնքան արագ է գոլորշիացման գործընթացը;
• Բացի այդ, Գոլորշիացման արագությունը մեծանում է տարածքի չափերովմակերեսը, որի վրա գտնվում է ջուրը. Այսինքն, եթե լայն մետաղյա բաժակի վրա սկսենք տաքացնել ջրի փոքր շերտը, ապա գոլորշիացումը շատ արագ տեղի կունենա;
• Բույսերին անհրաժեշտ է ոչ միայն հեղուկ ջուր, այլև գազային ջուր:. Այս փաստը կարելի է բացատրել նրանով, որ ցանկացած բույսի տերեւներից անընդհատ գոլորշիներ են գալիս՝ սառեցնելով այն։ Փորձեք շոգ օրը դիպչել ծառի տերևին, և դուք կնկատեք, որ այն զով է.
• նույնը վերաբերում է մարդկանց, մեզ մոտ գործում է նույն համակարգը, ինչ վերևում գտնվող բույսերի դեպքում: Գոլորշիացումը սառեցնում է մեր մաշկը շոգ օրերին. Զարմանալի է, որ նույնիսկ փոքր բեռների դեպքում մեր մարմինը ժամում մոտ երկու լիտր հեղուկ է թողնում: Ի՞նչ կարող ենք ասել ավելացած բեռների և ամառային շոգ օրերի մասին։

Ահա թե ինչպես կարելի է նկարագրել գոլորշու էությունը և նրա դերը մեր աշխարհում: Հուսով եմ, որ դուք շատ հետաքրքիր բաներ եք հայտնաբերել:

Գոլորշիացումն այն ջրի գոլորշիների քանակությունն է, որը գոլորշիացվում է և արտանետվում օդ: Գոլորշիացման արագությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից, բայց հիմնականում օդի ջերմաստիճանից և քամուց: Պարզ է, որ որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է գոլորշիացումը։ Բայց անընդհատ շարժվող ջրային գոլորշիներով հագեցած օդը բերում է տվյալ վայր չոր օդի նոր ու նոր ծավալներ։ Նույնիսկ 2-3 մ/վ արագությամբ թույլ քամին երեք անգամ ավելացնում է գոլորշիացումը։ Գոլորշիացման վրա ազդում է նաև բնությունը, բուսածածկույթը և այլն։

Այնուամենայնիվ, որոշակի տարածքում խոնավության բացակայության պատճառով գոլորշիացումը շատ ավելի քիչ է, քան կարող էր լինել տվյալ պայմաններում: Ջրի քանակությունը, որը կարող է գոլորշիանալ տվյալ պայմաններում, կոչվում է անկայունություն: Այլ կերպ ասած, գոլորշիացումն այն պոտենցիալ գոլորշիացումն է տվյալ տարածքում, որն առավել հաճախ որոշվում է գոլորշիացման միջոցով կամ մեծ բնական (քաղցրահամ ջրի) ջրամբարի բաց ջրի մակերեսից կամ չափազանց խոնավացած հողից գոլորշիացմամբ:

Գոլորշիացումը, ինչպես գոլորշիացումը, արտահայտվում է գոլորշիացված ջրի շերտի միլիմետրերով (մմ); որոշակի ժամանակահատվածի համար `մմ / տարի և այլն:

Երկրի մակերևույթի վրա անընդհատ տեղի են ունենում երկու հակադիր գործընթացներ՝ տեղանքը տեղումների միջոցով և դրա չորացումը գոլորշիացման միջոցով: Սակայն տարածքի խոնավացման աստիճանը որոշվում է տեղումների և գոլորշիացման հարաբերակցությամբ։ Տարածքի խոնավացումը բնութագրվում է խոնավության գործակիցով (K), որը հասկացվում է որպես տեղումների քանակի (Q) և գոլորշիացման (I) հարաբերակցությունը. ) և K = 100% (եթե տոկոսով): Օրինակ, Եվրոպայում տեղումները 300 մմ են, իսկ գոլորշիացումը՝ ընդամենը 200 մմ, այսինքն. տեղումները 1,5 անգամ գերազանցում են գոլորշիացումը. խոնավության գործակիցը 1,5 է կամ 150%։

Խոնավացումը չափազանց մեծ է, երբ K> 1 կամ > 100%; նորմալ, երբ K = 1 կամ 100%; անբավարար, երբ< 1, или < 100%. По степени увлажнения выделяют влажные (гумидные) и сухие (аридные) территории. Коэффициент увлажнения характеризует условия , развитие и другое. он равен примерно 1,0-1,5, в 0,6-1,0, в 0,3-0,6, 0,1-0,3, пустынях менее 0,1.

Բացարձակ խոնավությունը (ա) օդում ջրի գոլորշու իրական քանակությունն է այս պահին, չափված գ/մ 3-ով: Բացարձակ խոնավության հարաբերակցությունը առավելագույնին, արտահայտված որպես տոկոս, կոչվում է հարաբերական խոնավություն (զ), այսինքն. f=100%. Առավելագույն խոնավություն ունեցող օդը կոչվում է հագեցած: Ի հակադրություն, չհագեցած օդը դեռևս ունի ջրի գոլորշի կլանելու հատկություն։ Այնուամենայնիվ, երբ տաքացվում է, հագեցած օդը դառնում է չհագեցված, իսկ երբ սառչում է, դառնում է գերհագեցած: Վերջին դեպքում այն ​​սկսվում է Խտացումն ավելորդ ջրի գոլորշիների խտացումն է և դրանց անցումը դեպի հեղուկ վիճակ, ջրի մանր կաթիլների առաջացում։ Թե՛ հագեցած, թե՛ չհագեցած օդը կարող է գերհագեցվել վերելքի ժամանակ, քանի որ այն շատ է սառչում: Սառեցումը հնարավոր է նաև տվյալ վայրում հողի սառեցման և սառը տարածք տաք օդի ներթափանցման դեպքում։

Կոնդենսացիա կարող է առաջանալ ոչ միայն օդում, այլև երկրի մակերեսին, տարբեր առարկաների վրա։ Այս դեպքում, կախված պայմաններից, առաջանում է ցող, սառնամանիք, մառախուղ, սառույց։ Ցողը և սառնամանիքը ձևավորվում են պարզ և հանգիստ գիշերվա ընթացքում, հիմնականում առավոտյան ժամերին, երբ Երկրի մակերեսը և նրա առարկաները սառչում են: Այնուհետեւ օդից խոնավությունը խտանում է դրանց մակերեսին։ Միաժամանակ բացասական ջերմաստիճանում առաջանում է սառնամանիք, իսկ դրական ջերմաստիճանում՝ ցող։ Այն դեպքում, երբ տաք մակերես է հայտնվում սառը օդկամ տաք օդարագ սառչում է, կարող է առաջանալ մառախուղ: Այն բաղկացած է փոքրիկ կաթիլներից կամ բյուրեղներից, որոնք ասես կախված լինեն օդում։ Խիստ աղտոտված օդում առաջանում է մառախուղ կամ մշուշ՝ ծխի խառնուրդով` մշուշ: Երբ անձրևի գերսառեցված կաթիլները ընկնում են կամ 0°C-ից ցածր և 0-ից -3°C սառեցված մակերեսի վրա, առաջանում է շերտ: խիտ սառույց, աճում է երկրի մակերևույթին և առարկաների վրա, հիմնականում հողմային կողմից՝ սառույց։ Այն գալիս է գերսառեցված անձրևի կաթիլների, մառախուղի կամ անձրևաջրերի սառցակալումից: Սառցե ընդերքը կարող է հասնել մի քանի սանտիմետր հաստության և վերածվել իսկական աղետի՝ այն դառնում է վտանգավոր հետիոտների համար, Փոխադրամիջոց, կոտրում է ծառերի ճյուղերը, ջարդում լարերը և այլն։

Այլ պատճառներ առաջացնում են մի երեւույթ, որը կոչվում է. Սև մերկասառույցը սովորաբար առաջանում է հալվելուց կամ անձրևից հետո՝ ցրտահարության հետևանքով, երբ ջերմաստիճանը կտրուկ իջնում ​​է 0°C-ից: Թաց ձյունը, անձրևը կամ անձրևը սառչում է: Փայլը ձևավորվում է նաև, երբ այս հեղուկ տեղումներն ընկնում են երկրի խիստ գերսառեցված մակերեսի վրա, ինչը նաև հանգեցնում է դրանց սառեցման։ Այսպիսով, սառույցը սառույց է երկրի մակերեսին, որը ձևավորվել է սառցակալած թաց ձյան կամ հեղուկ տեղումների արդյունքում։

Ձևավորվում է, երբ ջրի գոլորշին խտանում է բարձրացող օդում՝ դրա սառեցման պատճառով: Դրանց առաջացման բարձրությունը կախված է օդի ջերմաստիճանից և հարաբերական խոնավությունից։ Երբ այն հասնում է այն բարձրությանը, որով հագեցվածությունը դառնում է ամբողջական, սկսվում է խտացման, խտացման և ամպերի ձևավորման մակարդակը: Ամպերը ներս են մշտական ​​շարժման մեջև կարող է բաղկացած լինել փոքր կաթիլներից կամ բյուրեղներից, բայց ավելի հաճախ դրանք խառնվում են: Ամպերի երեք հիմնական տեսակ կա՝ ցիռուս, շերտատուս և կումուլուս։ Cirrus - վերին աստիճանի ամպեր (6000 մ-ից բարձր), կիսաթափանցիկ և բաղկացած են փոքր սառցե բյուրեղներից: Դրանցից տեղումները չեն թափվում։ Շերտավոր - միջին (2000-ից մինչև 6000 մ) և ստորին (2000 մ-ից ցածր) շերտերի ամպեր: Հիմնականում տալիս են տեղումներ, սովորաբար երկար, ընդարձակ։ Կումուլուս ամպերը կարող են ձևավորվել ստորին մակարդակում և հասնել շատ բարձր բարձրությունների: Հաճախ դրանք նման են աշտարակների և բաղկացած են կաթիլներից՝ ներքևում, իսկ բյուրեղներից՝ վերևում: Դրանք կապված են ցնցուղի, կարկուտի,

Ի՞նչ այլ նյութեր, բացի գազերից, առկա են օդում:

1. Ջրային գոլորշիների բաշխում օդում.Անձրևից հետո բոլորդ դիտում էիք, թե ինչպես են տների տանիքները, ծառերի բներն ու տերեւները թրջվում, ամենուր ջրափոսեր են գոյանում։ Ամպերի ցրվելուց հետո հայտնվում է Արևը, և ​​շուրջբոլորը չորանում է։ Ո՞ւր է գնում անձրևի ջուրը առանց հետքի: Այն վերածվում է ջրի գոլորշու: Քանի որ այն անգույն է, ինչպես օդը, մենք չենք կարող տեսնել այն։
Ամբողջ օդը պարունակում է որոշակի քանակությամբ ջուր ջրի գոլորշու տեսքով: Սենյակի օդի բաղադրության մեջ պարունակվում են նաև գոլորշու տեսքով ջրի մասնիկներ։ Հեշտ է նկատել. Ձմռանը ուշադրություն դարձրեք փողոցից տուն բերված մետաղական առարկաներին (պորտֆոլիոյի կողպեք, չմուշկներ և այլն)։ Որոշ ժամանակ անց սկսում են «քրտնել»։ Սա նշանակում է, որ սենյակի տաք օդը, սառը առարկայի հետ շփվելով, ջրի կաթիլներ է բաց թողնում։
Երկրի մակերևույթի խոնավությունը հողից, ճահիճներից, գետերից, լճերից, ծովերից և օվկիանոսներից ջրի գոլորշիների տեսքով գոլորշիանում է մթնոլորտ։ Մեծ քանակությամբ ջուր (86%) գոլորշիանում է օվկիանոսներից և ծովերից։
Բնության մեջ ջրի գոլորշին անընդհատ շրջանառության մեջ է։ Ջրային գոլորշին, բարձրանալով օվկիանոսների և ցամաքի վրայով, ներթափանցում է մթնոլորտ: Օդային հոսանքները այն իրենց հետ տանում են այլ վայրեր։ Ջրային գոլորշին իր հերթին սառչում է, վերածվում ամպերի, իսկ տեղումների տեսքով կրկին վերադառնում է Երկրի մակերես։

2. Օդի ջրի գոլորշիների կախվածությունը ջերմաստիճանից։Օդում ջրի գոլորշու պարունակությունը կախված է գոլորշիացված մակերեսի վիճակից և ջերմաստիճանից։ Օվկիանոսի օդում շատ ջրային գոլորշի կա, բայց ցամաքում՝ քիչ: Բացի այդ, որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է օդում ջրի գոլորշիների քանակը:

Ինչպես երևում է աղյուսակից, օդը կարող է համապատասխանաբար ջրի գոլորշի պարունակել որոշակի ջերմաստիճանում։ Եթե ​​օդը պարունակում է այնքան ջրային գոլորշի, որքան կարող է պարունակել տվյալ ջերմաստիճանում, ապա այն կոչվում է հագեցած: Օրինակ՝ +30°C ջերմաստիճանում 1 մ3 օդը ջրային գոլորշիով հագեցնելու համար անհրաժեշտ է 30 գ ջրային գոլորշի։ Եթե ​​ջրի գոլորշու քանակությունը կազմում է ընդամենը 25 գ, ապա օդը կլինի չհագեցած, չոր։
Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ հագեցած օդը դառնում է չհագեցած: Օրինակ՝ 1 մ3 օդը 0°C ջերմաստիճանում հագեցնելու համար անհրաժեշտ է 5 գ ջրային գոլորշի։ Եթե ​​օդի ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև + 10 ° C, ապա 4 գ ջրի գոլորշին բավարար չի լինի օդը հագեցնելու համար։

3. Բացարձակ եւ հարաբերական խոնավություն։Օդի մեջ ջրի գոլորշու պարունակությունը որոշվում է բացարձակ և հարաբերական խոնավությամբ։
Բացարձակ խոնավություն - ջրի գոլորշու քանակությունը գրամներով 1 մ3 օդի համար (գ/մ3):
Հարաբերական խոնավությունը 1 մ3 օդում առկա խոնավության հարաբերակցությունն է ջրի գոլորշու քանակին, որը հագեցնում է օդը տվյալ ջերմաստիճանում: Հարաբերական խոնավությունը արտահայտվում է որպես տոկոս:
Հարաբերական խոնավությունը ցույց է տալիս օդի հագեցվածության աստիճանը ջրային գոլորշիներով: Օրինակ, 1 մ3 օդը կարող է պարունակել 1 գ ջրային գոլորշի -20°C ջերմաստիճանում: Օդը պարունակում է 0,5 գ խոնավություն։ Այնուհետեւ հարաբերական խոնավությունը 50% է: Երբ օդը հագեցած է ջրային գոլորշիներով, հարաբերական խոնավությունը հասնում է 100%-ի:

4. Ջրային գոլորշիների խտացում.Օդը ջրային գոլորշիով հագեցնելուց հետո գոլորշիների մնացած մասը վերածվում է ջրի կաթիլների։ Եթե ​​-10 ° C ջերմաստիճանի 1 մ3 օդում 2 գ ջրային գոլորշու փոխարեն հավաքվել է 3 գ, ապա ավելորդ 1 գ գոլորշին վերածվում է ջրի կաթիլների։ Երբ հագեցած օդի ջերմաստիճանն իջնում ​​է, այն չի կարող այդքան շատ ջրային գոլորշի պահել։ Օրինակ՝ 1 մ3 օդը +10°C-ում հագեցնելու համար անհրաժեշտ է 9 գ ջրային գոլորշի։ Եթե ​​ջերմաստիճանը իջնում ​​է մինչև 0°, ապա օդը պահում է ընդամենը 5 գ ջրային գոլորշի, ավելորդ 4 գ-ը վերածվում է ջրի կաթիլների։
ժամը որոշակի պայմաններջրի գոլորշիների անցումը հեղուկ վիճակի (ջրի կաթիլներ) կոչվում է խտացում (լատիներեն խտացում- խտացում): 0°C ջերմաստիճանում ջրային գոլորշի է վերածվում պինդ վիճակ, այսինքն. վերածվում է սառցե բյուրեղների:

5. Օդի խոնավության չափում.Հարաբերական խոնավությունը չափվում է սարքի միջոցով՝ մազերի խոնավաչափ (հունարեն հիգրոս -թաց, մետր- չափել): Այս սարքը օգտագործում է մարդու մազերի հատկությունը՝ երկարացնելով խոնավության բարձրացման հետ մեկտեղ։ Երբ խոնավությունը նվազում է, մազերը կարճանում են։ Մազերը ամրացվում են թվաչափի սլաքին, իսկ մազերը երկարացնելով կամ կարճացնելով, սլաքը, շարժվելով թվատախտակի երկայնքով, ցույց է տալիս հարաբերական խոնավությունը տոկոսներով (նկ. 54):

Բրինձ. 54. Մազերի խոնավաչափ.

Հիգրոմետրը, ինչպես ջերմաչափը, տեղադրված է օդերեւութաբանական խցիկում:
Եղանակային կայաններում օդի խոնավությունը որոշվում է ավելի ճշգրիտ գործիքների և հատուկ աղյուսակների միջոցով:

1. Ինչու՞ է հասարակածից բարձր օդում ավելի շատ ջրային գոլորշի, քան բարեխառն գոտում:

2. Ի՞նչ է տեղի ունենում օդում ջրի գոլորշիների հետ բարձրության փոփոխության դեպքում:
3. Օդի ջերմաստիճանը +10°С. Բացարձակ խոնավությունը 6 գ/մ3։ Ի՞նչ պայմաններում օդը հագեցած կլինի ջրային գոլորշիներով. (Լուծել 2 եղանակով):
4. Ծանոթացեք հիգրոմետրի կառուցվածքին և չափեք հարաբերական խոնավությունը։

5*. Օդի ջերմաստիճանը +30°С է, իսկ բացարձակ խոնավությունը՝ 20 գ/մ3։ Հաշվեք հարաբերական խոնավությունը:

Թեմա 2. Ջերմային տեխնիկայի հիմունքներ.

Ջերմային ճարտարագիտությունգիտություն է, որն ուսումնասիրում է ջերմության ստացման, փոխակերպման, փոխանցման և օգտագործման եղանակները։ Ջերմային էներգիան ստացվում է այրման միջոցով օրգանական նյութերկոչվում է վառելիք:

Ջերմային տեխնիկայի հիմունքներն են.

1. Թերմոդինամիկա - գիտություն, որն ուսումնասիրում է ջերմային էներգիայի փոխակերպումը էներգիայի այլ տեսակների (օրինակ՝ ջերմային էներգիան մեխանիկական, քիմիական և այլն):

2. Ջերմային փոխանցում - ուսումնասիրում է ջերմության փոխանցումը երկու ջերմափոխանակիչների միջև ջեռուցման մակերեսի միջոցով:

Աշխատանքային հեղուկը հովացուցիչ նյութ է (գոլորշու կամ տաք ջուր), որն ունակ է ջերմություն փոխանցել։

Կաթսայատանը ջերմային կրիչը (աշխատանքային հեղուկը) տաք ջուր և ջրի գոլորշի է 150 ° C ջերմաստիճանով կամ ջրի գոլորշիով: Հետջերմաստիճանը մինչև 250 ° C: Տաք ջուրն օգտագործվում է բնակելի և հասարակական շենքերի ջեռուցման համար, սա պայմանավորված է սանիտարահիգիենիկ պայմաններով, հնարավորությամբ. հեշտ փոփոխությունդրա ջերմաստիճանը կախված է արտաքին ջերմաստիճանից: Ջուրն ունի զգալի խտություն՝ համեմատած գոլորշու հետ, ինչը թույլ է տալիս այն փոխանցել երկար հեռավորությունների վրա։ զգալի գումարտաքացնել փոքր քանակությամբ հովացուցիչ նյութով: Ջուրը մատակարարվում է շենքերի ջեռուցման համակարգին 95 ° C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում՝ ջեռուցման սարքերի վրա փոշու այրումից և ջեռուցման համակարգերից այրվածքներից խուսափելու համար: Գոլորշին օգտագործվում է արդյունաբերական շենքերի ջեռուցման և արդյունաբերական և տեխնոլոգիական համակարգերում:

Աշխատանքային մարմնի պարամետրերը

Հովացուցիչ նյութ՝ ստանալով կամ տալով ջերմային էներգիա, փոխում է իր վիճակը։

Օրինակ:Ջուրը գոլորշու կաթսայում տաքանում է, վերածվում գոլորշու, որն ունի որոշակի ջերմաստիճան և ճնշում։ Գոլորշին մտնում է շոգեջրատաքացուցիչ, ինքն իրեն սառչում և վերածվում կոնդենսատի։ Ջեռուցվող ջրի ջերմաստիճանը բարձրանում է, գոլորշու և կոնդենսատի ջերմաստիճանը նվազում է։

Աշխատանքային հեղուկի հիմնական պարամետրերն են ջերմաստիճանը, ճնշումը, տեսակարար ծավալը, խտությունը։

t, P- որոշվում է գործիքներով՝ ճնշաչափեր, ջերմաչափեր։

Հատուկ ծավալը և խտությունը հաշվարկված արժեք են:

1. Հատուկ ծավալ- նյութի միավոր զանգվածի զբաղեցրած ծավալը

0°С և մթնոլորտային ճնշում 760 մմ Hg: (նորմալ պայմաններում)

որտեղ V- ծավալը (մ 3); m-ը նյութի զանգվածն է (կգ); ստանդարտ վիճակ P=760 մմ Ռ.Սբ. t=20 o C

2. Խտություննյութի զանգվածի և դրա ծավալի հարաբերությունն է։ Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր խտությունը.

Գործնականում օգտագործվում է հարաբերական խտություն - տվյալ գազի խտության հարաբերակցությունը ստանդարտ նյութի (օդի) խտությանը նորմալ պայմաններում (t ° \u003d 0 ° С: 760 մմ Hg)

Համեմատելով օդի խտությունը մեթանի խտության հետ՝ մենք կարող ենք որոշել, թե որտեղից պետք է նմուշառել մեթանի համար:

մենք ստանում ենք

գազը օդից թեթև է, ուստի այն լցվում է վերին մասըցանկացած ծավալի նմուշը վերցվում է կաթսայատան վառարանի վերին մասից, ջրհորից, խցիկներից, տարածքից: Տարածքի վերին մասում տեղադրված են գազի անալիզատորներ։

(մազութը ավելի թեթև է, զբաղեցնում է վերին մասը)

Ածխածնի երկօքսիդի խտությունը գրեթե նույնն է, ինչ օդում, ուստի նմուշը ածխածնի երկօքսիդվերցված է հատակից 1,5 մետր հեռավորության վրա։

3. Ճնշումմակերեսի միավորի վրա գործող ուժն է:

Ճնշման ուժը հավասար է 1-ի Հ,հավասարաչափ բաշխված 1 մ 2 մակերեսի վրա ընդունվում է որպես ճնշման միավոր և հավասար է 1Պա (N/m2) SI համակարգում (այժմ դպրոցներում, գրքերում ամեն ինչ գնում է Պա, սարքերը նույնպես դարձան Pa):

Pa-ի արժեքը փոքր է արժեքով, օրինակ՝ եթե վերցնենք 1 կգ ջուր և լցնենք 1 մետրի մեջ, ապա կստանանք 1 մմ.վ.ստ. , հետևաբար, ներմուծվում են բազմապատկիչներ և նախածանցներ՝ MPa, KPa ...

Ճարտարագիտության մեջ օգտագործվում են ավելի մեծ չափման միավորներ

1kPa \u003d 10 3 Pa; 1ՄՊա=10 բ Պա; 1GPa=10 9 Pa.

դրսում համակարգի միավորներճնշման չափում կգֆ / մ 2; կգֆ / սմ 2; մմ.վ.ստ.; մմ.ռ.ստ.

1 կգֆ / մ 2 = 1 մմ.վ st \u003d 9,8 Պա

1 kgf / սմ 2 = 9.8. 10 4 Պա ~ 10 5 Պա = 10 4 կգ/մ 2

Ճնշումը հաճախ չափվում է ֆիզիկական և տեխնիկական մթնոլորտում:

ֆիզիկական մթնոլորտ - միջին ճնշում մթնոլորտային օդըծովի մակարդակին n.o.s.

1atm = 1,01325: 10 5 Պա = 760 մմ Hg = 10,33 մ ակ. st \u003d 1,0330 մմ դյույմ. Արվեստ. \u003d 1,033 կգ/սմ 2:

Տեխնիկական մթնոլորտ - 1 կգֆ ուժով առաջացած ճնշումը հավասարաչափ բաշխվում է 1 սմ 2 մակերեսով դրան նորմալ մակերեսի վրա։

1 \u003d 735 մմ Hg: Արվեստ. = 10 մ.վ. Արվեստ. = 10000 մմ դյույմ: Արվեստ. \u003d \u003d 0,1 ՄՊա \u003d 1 կգֆ / սմ 2

1 մմմեջ Արվեստ. - ուժը հավասար է հիդրոստատիկ ճնշում 1 սյուն ջուր մմհարթ հիմքի վրա 1 մմմեջ st \u003d 9,8 Պա.

1 մմ rt. st - ուժ, որը հավասար է 1 բարձրությամբ սնդիկի սյունակի հիդրոստատիկ ճնշմանը մմհարթ հիմքի վրա: մեկ մմ rt. Արվեստ. = 13,6 մմ:մեջ Արվեստ.

AT տեխնիկական բնութագրերըպոմպեր ճնշման փոխարեն օգտագործվում է ճնշում տերմինը: Ճնշման միավորը ջրի մ. Արվեստ. Օրինակ:Պոմպի կողմից ստեղծված ճնշումը 50 է մջուր. Արվեստ. ինչը նշանակում է, որ նա կարող է ջուր բարձրացնել մինչև 50 բարձրություն մ.

Ճնշման տեսակները: ավելցուկ, վակուում (վակուում, մղում), բացարձակ, մթնոլորտային .

Եթե ​​սլաքը շեղվում է զրոյից մեծ կողմի վրա, ապա սա ավելորդ ճնշում է, ստորին կողմը `վակուում:

Բացարձակ ճնշում.

R abs \u003d Rho + R atm

R abs \u003d R vac + R atm

R abs \u003d R atm -R razr

որտեղ՝ R atm \u003d 1 kgf / սմ 2

Մթնոլորտային ճնշում - մթնոլորտային օդի միջին ճնշումը ծովի մակարդակում t° = 0°C և նորմալ մթնոլորտ Ռ=760 մմ rt. Արվեստ.

Գերճնշում- մթնոլորտայինից բարձր ճնշում (փակ ծավալով): Կաթսայատներում ջուրը, գոլորշին կաթսաներում և խողովակաշարերում գտնվում են ավելորդ ճնշման տակ։ Ռ իզբ. չափվում է մանոմետրերով։

Վակուում (վակուում)- փակ ծավալներում ճնշումը ավելի քիչ է, քան մթնոլորտային ճնշումը (վակուում): Կաթսաների վառարաններն ու ծխնելույզները գտնվում են վակուումի տակ։ Վակուումը չափվում է ջրաչափերով:

Բացարձակ ճնշում- ավելցուկային ճնշում կամ հազվադեպություն, հաշվի առնելով մթնոլորտային ճնշումը.

Ըստ նշանակման, ճնշումը հետևյալն է.

մեկը): Channel - ամենաբարձր ճնշումը t=20 o С-ում

2). Աշխատանքային - առավելագույն ավելցուկային ճնշումը կաթսայում, որն ապահովում է կաթսայի երկարաժամկետ շահագործումը նորմալ աշխատանքային պայմաններում (նշված է արտադրության հրահանգներում):

3). Թույլատրված - առավելագույն թույլատրելի ճնշումը, որը սահմանվում է տեխնիկական փորձաքննության արդյունքներով կամ ուժի վերահսկման հաշվարկով:

չորս): Հաշվարկված - առավելագույն գերճնշում, որի դեպքում հաշվարկվում է կաթսայի տարրերի ուժը:

5). Ptest - ավելցուկային ճնշում, որով նրանք արտադրում են հիդրավլիկ փորձարկումներԿաթսայի տարրեր ամրության և խտության համար (տեխնիկական փորձաքննության տեսակներից մեկը):

4. Ջերմաստիճանը- սա մարմնի տաքացման աստիճանն է, որը չափվում է աստիճաններով: Որոշում է ջերմության ինքնաբուխ փոխանցման ուղղությունը ավելի տաք մարմնից ավելի սառը մարմին:

Ջերմության փոխանցումը տեղի կունենա այնքան ժամանակ, մինչև ջերմաստիճանները հավասարվեն, այսինքն՝ տեղի ունենա ջերմաստիճանի հավասարակշռություն:

Օգտագործվում են երկու սանդղակներ՝ միջազգային՝ Կելվին և գործնական Ցելսիուս t ° С:

Այս մասշտաբով զրոն սառույցի հալման կետն է, իսկ հարյուր աստիճանը ջրի եռման կետն է մթնոլորտում: ճնշում (760 մմ rt. Արվեստ.):

Կելվինի թերմոդինամիկական ջերմաստիճանի սանդղակի հղման կետի համար կօգտագործվի բացարձակ զրո (տեսականորեն ամենացածրը հնարավոր ջերմաստիճանը, որի դեպքում մոլեկուլների շարժում չկա): Նշվում է Տ.

1 Կելվինն իր մեծությամբ հավասար է 1° Ցելսիուսի

Սառույցի հալման ջերմաստիճանը 273 Կ է։ Ջրի եռման կետը 373K է

T=t+273; t=T-273

Եռման կետը կախված է ճնշումից։

Օրինակ,ժամը R ab c \u003d 1,7 կգ/սմ 2.Ջուրը եռում է t = 115°C.

5. Ջերմություն -էներգիա, որը կարող է փոխանցվել ավելի տաք մարմնից ավելի սառը մարմնին:

Ջերմության և էներգիայի SI միավորը Ջուլն է (J): Ջերմության արտահամակարգային միավորը կալորիականությունն է ( կալ.):

1 կալ.- 1 գ H 2 O 1 ° C-ով տաքացնելու համար պահանջվող ջերմության քանակությունը

P = 760 մմՀգ

1 կալ.=4,19Ջ

6. Ջերմային հզորություն – մարմնի ջերմությունը կլանելու ունակությունը . Երկուսի համար տարբեր նյութերնույն զանգվածով նույն ջերմաստիճանին տաքացնելու համար հարկավոր է ծախսել տարբեր քանակությամբջերմություն.

Ջրի տեսակարար ջերմային հզորությունը - ջերմության այն քանակությունը, որը պետք է հաղորդի նյութի միավորը, որպեսզի իր t-ը 1°C-ով մեծանա, հավասար է 1-ի: կկալ/կգ աստիճան.

Ջերմային փոխանցման մեթոդներ.

Ջերմության փոխանցման երեք տեսակ կա.

1.ջերմահաղորդականություն;

2.ճառագայթում (ճառագայթում);

3.կոնվեկցիա.

Ջերմային ջերմահաղորդություն-

Ջերմային փոխանցում մոլեկուլների, ատոմների և ազատ էլեկտրոնների ջերմային շարժման շնորհիվ:

Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր ջերմային հաղորդունակությունը, դա կախված է նյութի քիմիական բաղադրությունից, կառուցվածքից, խոնավության պարունակությունից:

Ջերմային հաղորդունակության քանակական բնութագիրը ջերմային հաղորդունակության գործակիցն է, սա ջերմության քանակն է, որը փոխանցվում է ջեռուցման մակերեսի միավորի միջոցով մեկ միավոր ժամանակի տարբերությամբ: տ o C-ում և պատի հաստությունը 1 մետր:

Ջերմային հաղորդունակության գործակիցը ( ):

Պղինձ = 330 կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Չուգուն = 5 4 կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Պողպատ = 39 կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Երևում է, որ մետաղներն ունեն լավ ջերմահաղորդություն, լավագույնը պղինձն է։

Ասբեստ \u003d 0.15 կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Մուր \u003d 0.05-0, կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Սանդղակ \u003d 0,07-2 կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Օդ =0.02 կկալ . մմ 2. հ . կարկուտ

Վատ անցկացնող ջերմային ծակոտկեն մարմիններ (ասբեստ, մուր, թեփուկ):

Մուրխոչընդոտում է ծխատար գազերից ջերմության փոխանցումը կաթսայի պատին (փոխանցում է 100 անգամ ավելի վատ ջերմություն, քան պողպատը), ինչը հանգեցնում է վառելիքի չափազանց մեծ սպառման, գոլորշու արտադրության կրճատման կամ տաք ջուր. Մուրի առկայության դեպքում ծխատար գազերի ջերմաստիճանը բարձրանում է։ Այս ամենը հանգեցնում է կաթսայի արդյունավետության նվազմանը։ Կաթսայի շահագործման ընթացքում ամենժամյաըստ գործիքների (լոգոմետր) t վերահսկվում են ծխատար գազերը, որոնց արժեքները նշված են. ռեժիմի քարտեզկաթսա. Եթե ​​ծխատար գազը ավելացել է, ապա ջեռուցման մակերեսը փչում է:

սանդղակձևավորվում է խողովակների ներսում (այն փոխանցում է ջերմությունը 30-50 անգամ ավելի վատ, քան պողպատը), դրանով իսկ նվազեցնելով ջերմության փոխանցումը կաթսայի պատից դեպի ջուր, որի արդյունքում պատերը գերտաքանում են, դեֆորմացվում և պայթում (կաթսայի խողովակների պատռվածք): Կշեռքը ջերմություն է հաղորդում պողպատից 30-50 անգամ ավելի վատ

Կոնվեկցիա -

Ջերմության փոխանցում՝ մասնիկներն իրար խառնելով կամ տեղափոխելով (բնորոշ է միայն հեղուկների և գազերի համար): Տարբերակել բնական և հարկադիր կոնվեկցիան:

բնական կոնվեկցիա- հեղուկների կամ գազերի ազատ տեղաշարժ՝ անհավասար ջեռուցվող շերտերի խտությունների տարբերության պատճառով:

հարկադիր կոնվեկցիա- հեղուկի կամ գազերի հարկադիր շարժում՝ պոմպերի, ծխի արտանետումների և օդափոխիչների կողմից ստեղծված ճնշման կամ վակուումի պատճառով:

Կոնվեկտիվ ջերմային փոխանցումը մեծացնելու ուղիները.

§ Հոսքի արագության բարձրացում;

§ Turbulization (պտտում);

§ ջեռուցման մակերեսի ավելացում (կողերի տեղադրման շնորհիվ);

§ Ջեռուցման և ջեռուցվող կրիչների միջև ջերմաստիճանի տարբերության ավելացում;

§ ԶԼՄ-ների հակահոսանքի շարժում (հակահոսք).

Արտանետում (ճառագայթում) -

Ջերմության փոխանցումը միմյանցից հեռավորության վրա գտնվող մարմինների միջև պայմանավորված ճառագայթային էներգիա, որոնց կրողներն են էլեկտրամագնիսական տատանումներտեղի է ունենում ջերմային էներգիայի փոխակերպում ճառագայթայինի և հակառակը՝ ճառագայթայինից ջերմային:

Ճառագայթման մեծ մասը արդյունավետ մեթոդջերմության փոխանցում, հատկապես, եթե ուսումնասիրող մարմինն ունի բարձր ջերմաստիճանի, իսկ ճառագայթներն ուղղված են տաքացվող մակերեսին ուղղահայաց։

Կաթսաների վառարաններում ճառագայթման միջոցով ջերմության փոխանցումը բարելավելու համար հրակայուն նյութերից տեղադրվում են հատուկ անցքեր, որոնք և՛ ջերմային արտանետիչներ են, և՛ այրման կայունացուցիչներ:

Կաթսայի ջեռուցման մակերեսը մակերես է, որից այն մի կողմից լվանում են գազերով, իսկ մյուս կողմից՝ ջրով։

Քննարկված վերևում 3 տեսակի ջերմափոխանակությունմեջ մաքուր ձևհազվադեպ են: Ջերմային փոխանցման գրեթե մի տեսակ ուղեկցվում է մյուսով: Կաթսայում առկա են ջերմության փոխանցման բոլոր երեք տեսակները, որը կոչվում է բարդ ջերմային փոխանցում:

Կաթսայի վառարանում.

Ա) այրիչի բոցից մինչև կաթսայի խողովակների արտաքին մակերեսը` ճառագայթման միջոցով:

Բ) ստացված ծխատար գազերից մինչև պատը` կոնվեկցիա

Գ) խողովակի պատի արտաքին մակերևույթից մինչև ներքին` ջերմային հաղորդունակություն:

Դ) խողովակի պատի ներքին մակերևույթից մինչև ջուր, մակերևույթի երկայնքով շրջանառություն՝ կոնվեկցիա։

Ջերմության փոխանցումը մի միջավայրից մյուսը բաժանարար պատի միջոցով կոչվում է ջերմափոխանակություն:

Ջուր, ջրի գոլորշի և դրա հատկությունները

Ջուրը նորմալ պայմաններում ամենապարզ ախոռն է քիմիական միացությունջրածինը թթվածնով, ջրի ամենաբարձր խտությունը 1000 կգ / մ 3 է t \u003d 4 ° C-ում:

Ջուրը, ինչպես ցանկացած հեղուկ, ենթակա է հիդրավլիկ օրենքների: Գրեթե չի կծկվում, հետեւաբար ունի իր վրա գործադրվող ճնշումը բոլոր ուղղություններով նույն ուժով փոխանցելու հատկություն։ Եթե ​​մի քանի անոթներ տարբեր ձևերմիացեք միմյանց, ապա ջրի մակարդակն ամենուր նույնը կլինի (հաղորդակցող անոթների օրենք):

Նմանատիպ տեղեկատվություն.

Մեզ շրջապատող բնության համար ջրի գոլորշին մեծ նշանակություն ունի։ Այն առկա է մթնոլորտում, օգտագործվում է տեխնիկայում, ծառայում է որպես ինտեգրալ անբաժանելի մասն էԵրկրի վրա կյանքի ծագումն ու զարգացումը.

Ֆիզիկայի դասագրքերում ասվում է, որ ջրի գոլորշին այն է, ինչ բոլորը կարող են դիտել՝ թեյնիկը կրակի վրա դնելով։ Որոշ ժամանակ անց գոլորշու շիթը սկսում է փախչել նրա ժայթքից։ Այս երեւույթը պայմանավորված է նրանով, որ ջուրը կարող է լինել տարբեր, ինչպես ֆիզիկոսներն են սահմանում, ագրեգացման վիճակներում՝ գազային, պինդ, հեղուկ: Ջրի նման հատկությունները բացատրում են նրա համապարփակ ներկայությունը Երկրի վրա: Մակերեւույթում՝ հեղուկ և պինդ վիճակում, մթնոլորտում՝ գազային վիճակում։

Ջրի այս հատկությունը և դրա հաջորդական անցումը տարբեր վիճակների ստեղծվում են բնության մեջ։ Հեղուկը գոլորշիանում է մակերևույթից, բարձրանում մթնոլորտ, ջրային գոլորշու ձևով տեղափոխվում այլ վայր և տեղում ընկնում՝ անհրաժեշտ խոնավությունը ապահովելով նոր վայրեր։

Փաստորեն, մի տեսակ Շոգեքարշ, որի էներգիայի աղբյուրը Արեգակն է։ Դիտարկված գործընթացներում ջրային գոլորշին լրացուցիչ տաքացնում է մոլորակը՝ Երկրի ջերմային ճառագայթման իր արտացոլման պատճառով դեպի մակերես՝ առաջացնելով ջերմոցային էֆեկտ։ Եթե ​​չլիներ նման տեսակի «բարձ», ապա մոլորակի մակերեսի ջերմաստիճանը 20 ° C ցածր կլիներ։

Որպես վերոգրյալի հաստատում կարելի է հիշել արևոտ օրերձմեռ և ամառ. Ջերմ սեզոնին այն բարձր է, և մթնոլորտը, ինչպես ջերմոցում, տաքացնում է Երկիրը, մինչդեռ ձմռանը՝ արևոտ եղանակին, երբեմն տեղի են ունենում ամենազգալի ցրտերը։

Ինչպես բոլոր գազերը, այնպես էլ ջրի գոլորշին ունի որոշակի հատկություններ: Դրանք որոշող պարամետրերից մեկը կլինի ջրի գոլորշիների խտությունը: Ըստ սահմանման՝ սա մեկ խորանարդ մետր օդում պարունակվող ջրի գոլորշիների քանակն է։ Փաստորեն, վերջինս այսպես է սահմանվում.

Օդի մեջ ջրի քանակը անընդհատ փոխվում է։ Դա կախված է ջերմաստիճանից, ճնշումից, տեղանքից: Մթնոլորտում խոնավության պարունակությունը չափազանց կարևոր պարամետր է կյանքի համար, և այն մշտապես վերահսկվում է, որի համար օգտագործվում են հատուկ սարքեր՝ հիգրոմետր և հոգեմետր։

Խոնավության փոփոխությունը պայմանավորված է նրանով, որ շրջակա տարածության մեջ ջրի պարունակությունը փոխվում է գոլորշիացման և խտացման գործընթացների պատճառով: Կոնդենսացիան գոլորշիացման հակառակն է այս դեպքըգոլորշին սկսում է վերածվել հեղուկի, և այն ընկնում է մակերեսին:

Այս դեպքում, կախված շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից, կարող է առաջանալ մառախուղ, ցող, ցրտահարություն, մերկասառույց։

Երբ տաք օդը, ջուրը շփվում է սառը հողի հետ, առաջանում է ցող: AT ձմեռային ժամանակ, բացասական ջերմաստիճանների դեպքում կառաջանա ցրտահարություն։

Մի փոքր այլ էֆեկտ է առաջանում, երբ սառը օդ է գալիս, կամ օրվա ընթացքում տաքացած օդը սկսում է սառչել: Այս դեպքում առաջանում է մառախուղ։

Եթե ​​մակերեսի ջերմաստիճանը, որի վրա գոլորշին խտանում է, բացասական է, ապա առաջանում է սառույց։

Այսպիսով, բազմաթիվ բնական երևույթներ, ինչպիսիք են մառախուղը, ցողը, ցրտահարությունը, սառույցը, իրենց առաջացմանը պարտական ​​են մթնոլորտում պարունակվող ջրային գոլորշիներին։

Այս առումով հարկ է նշել ամպերի առաջացումը, որոնք նույնպես առավել անմիջական մասնակցություն ունեն եղանակի ձևավորմանը։ Ջուրը, մակերեսից գոլորշիանալով և վերածվելով ջրային գոլորշի, բարձրանում է վերև։ Հասնելով այն բարձրությանը, որտեղ սկսվում է խտացումը, այն վերածվում է հեղուկի, և առաջանում են ամպեր։ Դրանք կարող են լինել մի քանի տեսակների, բայց ելնելով քննարկվող խնդրից, կարևոր է, որ նրանք մասնակցեն ստեղծմանը ջերմոցային էֆֆեկտև խոնավության տեղափոխում նոր վայրեր։

Ներկայացված նյութը ցույց է տալիս, թե ինչ է իրենից ներկայացնում ջրի գոլորշին, նկարագրում է դրա ազդեցությունը Երկրի վրա տեղի ունեցող կենսագործունեության վրա։