1.2. Физические единицы измерения
Сила, с которой на квадратный сантиметр площади действует столб воздуха, поднимающийся от уровня моря и доходящий до верхнего края атмосферы, составляет примерно 10,13 Н. Поэтому абсолютное атмосферное давление на уровне моря приблизительно равно 10,13х104Н на квадратный метр и называется 1 Па (паскаль). Паскаль — единица измерения давления в системе СИ. Расчет основных величин показывает, что 1 бар = 1 х 105 Па. Чем выше вы находитесь над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление, и наоборот.
1.2.2. Температура
Температуру газа, в отличие от давления, четко определить значительно труднее. Температура — показатель величины кинетической энергии молекул. Они движутся тем быстрее, чем выше температура, и всякое движение прекращается при абсолютном нуле. На этом основана шкала Кельвина. В остальных отношениях она градуирована точно так же, как и шкала Цельсия. Соотношения между температурами:
T= t + 273,2
Т—абсолютная температура, К
t —температура, °С
1.2.3. Теплоемкость
Удельная теплоемкость вещества представляет собой количество теплоты, необходимой для повышения температуры 1 кг этого вещества на 1 К. Соответственно, размерность теплоемкости будет Дж/(кг х К). Следовательно, размерность мольной теплоемкости будет Дж/(моль х К). Обычно используются следующие обозначения:
сp – теплоемкость при постоянном давлении
сv – теплоемкость при постоянном объеме
Сp – мольная теплоемкость при постоянном давлении
Сv – мольная теплоемкость при постоянном объеме
Теплоемкость при постоянном давлении всегда больше, чем теплоемкость при постоянном объеме. Теплоемкость вещества не является постоянной величиной и обычно возрастает с повышением температуры.
Для практического применения чаще всего может использоваться среднее значение. Для жидкостей и твердых веществ это сp ≈ сv ≈ с. Тогда мощность, потребляемая на нагрев массового расхода с t1 до t2, cоставит:
Q ≈ m x c x (T2 — T1), где
Q – тепловая мощность, Вт
m – массовый расход, кг/с
с – удельная теплоемкость, Дж/(кг х К)
T – температура, К
Объяснением того, почему сp превышает сv, является работа по расширению, которую газ должен выполнить при постоянном давлении. Отношение сp к сv, называемое k, является функцией от количества атомов в молекуле:
1.2.4. Работа
Механическую работу можно определить как произведение силы на расстояние, на протяжении которого на тело действует сила.
Точно так же и для теплоты: работа представляет собой энергию, которая передается от одного тела к другому. Разница заключается в том, что вместо силы действует температура.
Примером может послужить сжатие газа в цилиндре за счет перемещения поршня. Сжатие происходит под действием силы, движущей поршень. В то же время энергия передается от поршня к находящемуся в цилиндре газу. Эта энергия преобразуется в работу в термодинамическом смысле. Сумма подводимой и передаваемой энергии всегда постоянна. Работа может дать разные результаты, например, изменение потенциальной энергии, кинетической энергии или тепловой энергии.
Механическая работа, связанная с изменениями объема газа или газовой смеси, является одним из важнейших процессов в термодинамике. Единицей работы в системе СИ является джоуль. 1 Дж = 1 Н ∉ м = 1 Вт ∉ с.
1.2.5. Мощность
Мощность представляет собой работу, выполняемую за единицу времени. Единицей мощности в системе СИ является ватт. 1 Вт = 1 Дж/с.
Например, мощность, подводимая к приводному валу компрессора расходуется на теплоту, излучаемую системой и теплоту, затрачиваемую на увеличение потенциальной энергии газа.
1.2.6. Объемный расход
Единицей измерения объемного расхода служит м3/с. Однако, когда говорят об объемном расходе, часто используют литры в секунду (л/с), как, например, в случае с компрессорами. Этот объемный расход называется производительностью компрессора и выражается либо в виде нормальных литров в секунду (Nл/с), либо в виде расхода газа со свободным выпуском (л/с).
При использовании единицы измерения «нормальный литр в секунду» (Nл/с) расход воздуха пересчитывается и приводится к «нормальному состоянию», т.е. 1,013 бар и 0°С. Эта единица используется преимущественно в том случае, когда вы хотите точно определить массовый расход.
Если вы имеете дело с расходом воздуха со свободным выпуском, то такой расход пересчитывается для стандартных условий впуска (давление впуска и температура впуска). Соответственно, вы определяете, сколько литров воздуха перекачивается, если бы он мог снова расшириться до состояния внешней среды. Соотношение между двумя объемными расходами (обратите внимание, что в приведенной ниже формуле не учитывается
влажность):
Qn x (273+ti) x 1,013
Qi = ———————————————, где
273 x pi
Qi – объемный расход как расход
со свободным выпуском, л/с
Qn– объемный расход в нормальных
литрах в секунду, Nл/с
ti – температура воздуха на впуске, °С
рi – давление воздуха на впуске, бар
2. Виды влажности воздуха
Максимальная влажность воздуха — наибольшее количество водяного пара, которое может вместить в себя воздух при данной температуре.
Воздух, который достиг максимальной влажности, является насыщенным.
Абсолютная влажность воздуха — фактическое содержание водяного пара в воздухе.
Абсолютная влажность воздуха измеряется в г/м³. Например, если абсолютная влажность равна \(8\) г/м³, это означает, что в \(1\) м³ воздуха содержится \(8\) г водяного пара.
Относительная влажность воздуха — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Так, если в \(1\) м³ воздуха содержится \(8\) г водяного пара, а при заданной температуре может содержаться \(10\) г, то его относительная влажность равна \((8 : 10) · 100\) % \(= 80\) % .
Максимум влажности в годовом изменении выпадает на лето, минимум — на зиму. Это связано с изменением температуры воздуха: чем выше температура — тем больше водяного пара может вместить воздух. Относительная влажность имеет обратный годовой ход: минимум — летом, максимум — зимой.
Абсолютная влажность увеличивается от полюсов к экватору: полярные области — около \(1\) г/м³, на экваторе — \(25\)–\(30\) г/м³. Относительная влажность высокая в экваториальных и полярных широтах — до \(90\) % . На экваторе это связано с высоким испарением, а у полюсов — с низкими температурами. Самая низкая относительная влажность в тропиках над материками — \(30\) % и ниже.
Сжатый воздух: Установки
Работает со сжатым воздухом? Вы должны увидеть все виды различных терминов и измерений. Что они означают? Для чего они предназначены? Что вам нужно знать о них? Пришло время положить конец своему мышлению и посмотреть на него вместе с нами.
Единицы измерения давления
Хорошая новость: Международная система единиц имеет стандартную единицу измерения давления. паскаль, в котором используется символ Па , используется для всех, от внутреннего давления и напряжения до прочности на растяжение. Сюда входит сжатый воздух. Так почему вы видите кПа везде? Просто. Один паскаль представляет собой очень небольшое давление. Таким образом, сжатый воздух обычно выражается в килопаскалях – кПа – или мегапаскалях – МПа.
1 кПа = 1 000 Па
1 МПа = 1 000 000 Па или 1 000 кПа
Возможно, вы заметили, что мы не просто используем Международную систему единиц измерения при измерении давления воздуха. Возможно, вы видели результаты измерений в барах. Идея заключается в том, что мы используем его только для прогнозирования погоды в наши дни, но реальность говорит иначе. Ради ясности:
1 бар = 100 кПа или 100 000 Па
И, просто чтобы охватить все, мы признаем, что иногда вы можете споткнуться о странном имперском измерении:
1 фунтов/кв. дюйм = 6,8 кПа
“psi” означает “фунты на квадратный дюйм”.
Атмосферное давление
Хотите узнать, сколько давления в значительной степени? Начнем с атмосферного давления. Это общее давление воздуха на поверхность Земли:
100 кПа
Теперь вы видите, почему 1 Па является таким небольшим давлением и почему мы обычно измеряем в кПа или МПа.
Давление сжатого воздуха
Существует две основные спецификации для поиска воздушного компрессора. Первая – это давление или «насколько сильно». Емкость – это количество воздуха или «сколько».
Давление сжатого воздуха обычно определяется как избыточное давление. Это означает, что давление выше нормального атмосферного давления. Это обычно подразумевается, но иногда уточняется с помощью (e): KPa(e). Например:
Давление горного велосипедного колеса –
35 – 45 кПа(e)
3,5 – 4,5 бар (изб.)
производительность воздушного компрессора
Разница между небольшим и большим компрессором? Обычно это не давление, а емкость. Большой компрессор способен перемещать больше воздуха, чем меньший. Заполнение большого бака? Вам потребуется воздушный компрессор высокой производительности или много свободного времени.
Производительность воздушного компрессора — это количество сжатого воздуха, которое он может подавать за единицу времени. Обычно это задается одним из трех способов:
3 куб. м/мин (куб. м/мин).
Мы также дадим вам имперские измерения, как раз в случае, если вы их наведете или у вас есть вопрос на викторине паба:
1. Куб. Футов/мин (куб. Футов/мин)
И просто для того, чтобы быть ясным, 1 куб. Футов/мин = 28,3 л/мин
Посмотрите, сколько сжатого воздуха потребуется вашему проекту, чтобы определить, какая мощность воздушного компрессора вам подходит.
Хотите узнать больше об единицах давления? Или о производительности воздушного компрессора? Они входят в число наших любимых сюжетов. Свяжитесь с нами, чтобы получить все необходимые советы и сведения.
7. Терминологический словарь
Авитаминоз — отсутствие витаминов в пище.
Алиментарный — пищевой.
Ассимиляция — процесс синтеза необходимых организму веществ из поступающих извне.
Гиповитаминоз — уменьшение в сравнении рекомендуемым количеством витаминов в питании.
Гипервитаминоз — избыточное употребление витаминов.
Гликоген — энергетический материал для работающих мышц.
Диетическое питание — элемент комплексного лечения больных людей путем коррекции питания.
Диссимиляция — процесс распада веществ в организме.
Заменимые пищевые вещества — те, которые могут образоваться в организме.
Калориметрия — метод определения расхода энергии.
Калорийность пищевого продукта — количество энергии (в калориях или в джоулях), содержащейся в 100 г продукта.
Меню-раскладка — перечень блюд и составляющих их продуктов, потребленных за какое-то время.
Нутриент — пищевое вещество.
Нутрициология — наука о питании.
Незаменимые пищевые вещества — не синтезируются в организме и могут поступить только извне.
Основной обмен — энергия, затрачиваемая организмом на работу внутренних органов и жизнеобеспечивающих систем организма в покое при нормальной температуре тела и среды (+18 . 20 °С), натощак.
Полисахариды — сложные углеводы.
Пищевая клетчатка — растительные волокна овощей, фруктов, ягод.
Регулируемые затраты энергии — энергия, затрачиваемая на выполнение умственной или физической энергии.
Рациональное питание — питание, удовлетворяющее энергетические, пластические и другие потребности организма при необходимом уровне обмена веществ.
Режим питания — элемент рационального питания, определяющий кратность приема пищи, интервалы между ними, время приема пищи и распределение калорийности по приемам пищи.
Специфически динамическое действие пищевых веществ — увеличение основного обмена организма, связанное с перевариванием и усвоением отдельных пищевых веществ.
Холестерин — одно из жироподобных веществ, исходное вещество для образования желчных кислот, половых гормонов, витамина D3.
2.Гигиена воздушной среды
Абсолютная влажность — количество водяных паров в граммах в одном кубическом метре воздуха.
Анемометр — прибор для измерения скорости движения воздуха.
Барограф — прибор для измерения и фиксации атмосферного давления на диаграммной бумаге в течение длительного времени.
Барометр-анероид — прибор для измерения атмосферного давления.
Влажность воздуха — количество водяных паров в воздухе, обладающих упругостью.
Гигрограф — прибор для записи температуры воздуха в течение нужного времени.
Гигрометр — прибор для измерения влажности воздуха.
Ионизация воздуха — процесс расщепления воздушных молекул и атомов под влиянием ионизаторов (радиоактивные элементы почвы, воды, космические лучи, электрические разряды и другие).
Кататермометр — прибор для измерения охлаждающей способности воздуха и скорости его движения в закрытых объектах.
Климат — среднее состояние метеорологических условии, установленное на основании многолетних наблюдении и характерное для данной местности.
Конвекция — способ потери тепловой энергии организмом путем нагревания прилежащих к человеку слоев воздуха.
Максимальная влажность — упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при определенной температуре.
Нормальное атмосферное давление — давление равное 1 атмосфере, способное уравновесить столб ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С на уровне моря и широте 45°.
Относительная влажность воздуха — процент насыщения воздуха парами в момент наблюдения.
Охлаждающая способность воздуха — свойство воздуха отнимать тепловую энергию у человека или механизма за счет конвекции.
Погода — среднее состояние атмосферных условий за короткий промежуток времени (день, неделя, месяц).
Психрометр — прибор для измерения влажности воздуха.
Радиация — способ потери тепловой энергии путем излучения ее в окружающую среду.
Радиоактивность воздуха — космические лучи, проникающие из мирового пространства и излучения, возникающие при радиоактивном распаде естественных и искусственных радиоактивных элементов.
Роза ветров — графическое изображение преимущественного направления движения воздуха для какой-либо местности.
Румб — направление по стороне света, откуда дует ветер.
Термограф — прибор для измерения и записи температуры воздуха за определенное время.
Терморегуляция — комплекс изменений в организме, обеспечивающий его оптимальный температурный режим.
Физические свойства воздуха — температура, влажность, атмосферное давление, скорость и направление движения, ионизирующее излучение и др.
Флюгер — простейшее устройство для определения направления ветра.
Химический состав воздуха — составные части воздуха (газы).
3.Гигиена спортивных сооружений
Воздушный куб — количество воздуха на 1 человека в час, исходя из размеров помещения.
Гигроскопичность — свойство ткани впитывать влагу.
Кондиционирование воздуха — способ автоматического регулирования температуры, влажности, движения и чистоты воздуха.
Люкс (лк) — единица измерения освещенности.
Люксметр — прибор для измерения освещенности.
Объем вентиляции — количество вентилируемого воздуха на 1 человека в час.
Ориентация — расположение здании или окон в здании по сторонам света.
Пропускная способность — количество одновременно занимающихся физической культурой людей, обеспечивающее низкий травматизм и высокую работоспособность.
Реверберация — длительность слышимости звука.
СНиП — санитарные нормы и правила.
Теплопроводность — свойство ткани проводить тепло.
4.Физическое воспитание школьников
Гиперкинезия — чрезмерная двигательная активность
Гипо(а)динамия — снижение (отсутствие) двигательной активности.
Закаливание — система мероприятий, обеспечивающих ускорение адаптации организма к действию различных внешних воздействий
Режим дня — определенный порядок разнообразной деятельности и отдыха ребенка в соответствии с его индивидуальной работоспособностью.
Суточный биоритм — изменение активности организма в течение суток в связи с влиянием взаимодействия планет Солнечной системы.