Как зависит плотность от температуры газа: Элементарный учебник физики Т1

Элементарный учебник физики Т1

Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. Т.1. Механика. Теплота. Молекулярная физика. — М.: Наука, 1985. — 606 c. Один из лучших курсов элементарной физики, завоевавший огромную популярность. Достоинством курса является глубина изложения физической стороны рассматриваемых процессов и явлений в природе и технике. В новом издании структура курса осталась прежней, однако в изложении проведена система единиц СИ, терминология и обозначения единиц физических величин приведены в соответствие с действующим ГОСТ. Для слушателей и преподавателей подготовительных отделений и курсов вузов, старшеклассников общеобразовательных и профессиональных школ, а также лиц, занимающихся самообразованием и готовящихся к поступлению в вуз. Оглавление ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ ВВЕДЕНИЕ Глава I. Кинематика § 1. Движение тел § 2. Кинематика. Относительность движения и покоя. § 3. Траектория движения § 4. Поступательное и вращательное движения тела § 5. Движение точки § 6. Описание движения точки § 7. Измерение длины § 8. Измерение промежутков времени § 9. Равномерное прямолинейное движение и его скорость § 10. Знак скорости при прямолинейном движении § 11. Единицы скорости § 12. Графики зависимости пути от времени § 13. Графики зависимости скорости от времени § 14. Неравномерное прямолинейное движение § 15. Мгновенная скорость § 16. Ускорение при прямолинейном движении § 17. Скорость прямолинейного равноускоренного движения § 18. Знак ускорения при прямолинейном движении § 19. Графики скорости при прямолинейном равноускоренном движении § 20. Графики скорости при произвольном неравномерном движении § 21. Нахождение пути, пройденного при неравномерном движении, при помощи графика скорости § 22. Путь, пройденный при равнопеременном движении § 23. Векторы § 24. Разложение вектора на составляющие § 25. Криволинейное движение § 26. Скорость криволинейного движения § 27. Ускорение при криволинейном движении § 28. Движение относительно разных систем отсчета § 29. Кинематика космических движений Глава II. Динамика § 30. Задачи динамики § 31. Закон инерции § 32. Инерциальные системы отсчета § 33. Принцип относительности Галилея § 34. Силы § 35. Уравновешивающиеся силы. О покое тела и о движении по инерции § 36. Сила — вектор. Эталон силы § 37. Динамометры § 38. Точка приложения силы § 39. Равнодействующая сила § 40. Сложение сил, направленных по одной прямой § 41. Сложение сил, направленных под углом друг к другу § 42. Связь между силой и ускорением § 43. Масса тела § 44. Второй закон Ньютона § 45. Единицы силы и массы § 46. Системы единиц § 47. Третий закон Ньютона § 48. Примеры применения третьего закона Ньютона § 49. Импульс тела § 50. Система тел. Закон сохранения импульса § 51. Применения закона сохранения импульса § 52. Свободное падение тел § 53. Ускорение свободного падения § 54. Падение тела без начальной скорости и движение тела, брошенного вертикально вверх § 55. Вес тела § 56. Масса и вес § 57. Плотность вещества § 58. Возникновение деформаций § 59. Деформации в покоящихся телах, вызванные действием только сил, возникающих при соприкосновении § 60. Деформации в покоящихся телах, вызванные силой тяжести § 61. Деформации тела, испытывающего ускорение § 62. Исчезновение деформаций при падении тел § 63. Разрушение движущихся тел § 64. Силы трения § 65. Трение качения § 66. Роль сил трения § 67. Сопротивление среды § 68. Падение тел в воздухе Глава III. Статика § 69. Задачи статики § 70. Абсолютно твердое тело § 71. Перенос точки приложения силы, действующей на твердое тело § 72. Равновесие тела под действием трех сил § 73. Разложение сил на составляющие § 74. Проекции сил. Общие условия равновесия § 75. Связи. Силы реакции связей. Тело, закрепленное на оси § 76. Равновесие тела, закрепленного на оси § 77. Момент силы § 78. Измерение момента силы § 79. Пара сил § 80. Сложение параллельных сил. Центр тяжести § 81. Определение центра тяжести тел § 82. Различные случаи равновесия тела под действием силы тяжести § 83. Условия устойчивого равновесия под действием силы тяжести § 84. Простые машины § 85. Клин и винт Глава IV. Работа и энергия § 86. «Золотое правило» механики § 87. Применения «золотого правила» § 88. Работа силы § 89. Работа при перемещении, перпендикулярном к направлению силы § 90. Работа силы, направленной под любым углом к перемещению § 91. Положительная и отрицательная работа § 92. Единица работы § 93. О движении по горизонтальной плоскости § 94. Работа силы тяжести при движении по наклонной плоскости § 95. Принцип сохранения работы § 96. Энергия § 97. Потенциальная энергия § 98. Потенциальная энергия упругой деформации § 99. Кинетическая энергия § 100. Выражение кинетической энергии через массу и скорость тела § 101. Полная энергия тела § 102. Закон сохранения энергии § 103. Силы трения и закон сохранения механической энергии § 104. Превращение механической энергии во внутреннюю энергию § 105. Всеобщий характер закона сохранения энергии § 106. Мощность § 107. Расчет мощности механизмов § 108. Мощность, быстроходность и размеры механизма § 109. Коэффициент полезного действия механизмов Глава V. Криволинейное движение § 110. Возникновение криволинейного движения § 111. Ускорение при криволинейном движении § 112. Движение тела, брошенного в горизонтальном направлении § 113. Движение тела, брошенного под углом к горизонту § 114. Полет пуль и снарядов § 115. Угловая скорость § 116. Силы при равномерном движении по окружности § 117. Возникновение силы, действующей на тело, движущееся по окружности § 118. Разрыв маховиков § 119. Деформация тела, движущегося по окружности § 120. «Американские горки» § 121. Движение на закруглениях пути § 122. Движение подвешенного тела по окружности § 123. Движение планет § 124. Закон всемирного тяготения § 125. Искусственные спутники Земли Глава VI. Движение в неинерциальных системах отсчета и силы инерции § 126. Роль системы отсчета § 127. Движение относительно разных инерциальных систем отсчета § 128. Движение относительно инерциальной и неинерциальной систем отсчета § 129. Поступательно движущиеся неинерциальиые системы § 130. Силы инерции § 131. Эквивалентность сил инерции и сил тяготения § 132. Невесомость и перегрузки § 133. Является ли Земля инерциальиой системой отсчета? § 134. Вращающиеся системы отсчета § 135. Силы инерции при движении тела относительно вращающейся системы отсчета § 136. Доказательство вращения Земли § 137. Приливы Глава VII. Гидростатика § 138. Подвижность жидкости § 139. Силы давления § 140. Измерение сжимаемости жидкости § 141. «Несжимаемая» жидкость § 142. Силы давления в жидкости передаются во все стороны § 143. Направление сил давления § 144. Давление § 145. Мембранный манометр § 146. Независимость давления от ориентации площадки § 147. Единицы давления § 148. Определение сил давления по давлению § 149. Распределение давления внутри жидкости § 150. Закон Паскаля § 151. Гидравлический пресс § 152. Жидкость под действием силы тяжести § 153. Сообщающиеся сосуды § 154. Жидкостный манометр § 155. Устройство водопровода. Нагнетательный насос § 156. Сифон § 157. Сила давления на дно сосуда § 158. Давление воды в морских глубинах § 159. Прочность подводной лодки § 160. Закон Архимеда § 161. Измерение плотности тел на основании закона Архимеда § 162. Плавание тел § 163. Плавание несплошных тел § 164. Устойчивость плавания кораблей § 165. Всплывание пузырьков § 166. Тела, лежащие на дне сосуда Глава VIII. Аэростатика § 167. Механические свойства газов § 168. Атмосфера § 169. Давление атмосферы § 170. Другие опыты, показывающие существование атмосферного давления § 171. Разрежающие насосы § 172. Влияние атмосферного давления на уровень жидкости в трубке § 173. Максимальная высота столба жидкости § 174. Опыт Торричелли. Ртутный барометр и барометр-анероид § 175. Распределение атмосферного давления по высоте § 176. Физиологическое действие пониженного давления воздуха § 177. Закон Архимеда для газов § 178. Воздушные шары и дирижабли § 179. Применение сжатого воздуха в технике Глава IX. Гидродинамика и аэродинамика § 180. Давление в движущейся жидкости § 181. Течение жидкости по трубам § 182. Закон Бернулли § 183. Жидкость в неинерциальных системах отсчета § 184. Реакция движущейся жидкости и ее использование § 185. Перемещение на воде § 186. Ракеты § 187. Реактивные двигатели § 188. Баллистические ракеты § 189. Взлет ракеты с Земли § 190. Сопротивление воздуха § 191. Эффект Магиуса и циркуляция § 192. Подъемная сила крыла и полет самолета § 193. Турбулентность в потоке жидкости или газа § 194. Ламинарное течение РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ТЕПЛОТА. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Глава X. Тепловое расширение твердых и жидких тел § 195. Тепловое расширение твердых и жидких тел § 196. Термометры § 197. Формула линейного расширения § 198. Формула объемного расширения § 199. Связь между коэффициентами линейного и объемного расширения § 200. Измерение коэффициента объемного расширения жидкостей § 201. Особенности расширения воды Глава XI. Работа. Теплота. Закон сохранения энергии § 202. Изменения состояния тел § 203. Нагревание тел при совершении работы § 204. Изменение внутренней энергии тел при теплопередаче § 205. Единицы количества теплоты § 206. Зависимость внутренней энергии тела от его массы и вещества § 207. Теплоемкость тела § 208. Удельная теплоемкость § 209. Калориметр. Измерение теплоемкостей § 210. Закон сохранения энергии § 211. Невозможность «вечного двигателя» § 212. Различные виды процессов, при которых происходит передача теплоты Глава XII. Молекулярная теория § 213. Молекулы и атомы § 214. Размеры атомов и молекул § 215. Микромир § 216. Внутренняя энергия с точки зрения молекулярной теории § 217. Молекулярное движение § 218. Молекулярное движение в газах, жидкостях и твердых телах § 219. Броуновское движение § 220. Молекулярные силы Глава XIII. Свойства газов § 221. Давление газа § 222. Зависимость давления газа от температуры § 223. Формула, выражающая закон Шарля § 224. Закон Шарля с точки зрения молекулярной теории § 225. Изменение температуры газа при изменении его объема. Адиабатические и изотермические процессы § 226. Закон Бойля — Мариотта § 227. Формула, выражающая закон Бойля — Мариотта § 228. График, выражающий закон Бойля — Мариотта § 229. Зависимость между плотностью газа и его давлением § 230. Молекулярное толкование закона Бойля — Мариотта § 231. Изменение объема газа при изменении температуры § 232. Закон Гей-Люссака § 233. Графики, выражающие законы Шарля и Гей-Люссака § 234. Термодинамическая температура § 235. Газовый термометр § 236. Объем газа и термодинамическая температура § 237. Зависимость плотности газа от температуры § 238. Уравнение состояния газа § 239. Закон Дальтона § 240. Плотность газов § 241. Закон Авогадро § 242. Моль. Постоянная Авогадро § 243. Скорости молекул газа § 244. Об одном из способов измерения скоростей движения молекул газа (опыт Штерна) § 245. Удельные теплоемкости газов § 246. Молярные теплоемкости § 247. Закон Дюлонга и Пти Глава XIV. Свойства жидкостей § 248. Строение жидкостей § 249. Поверхностная энергия § 250. Поверхностное натяжение § 251. Жидкостные пленки § 252. Зависимость поверхностного натяжения от температуры § 253. Смачивание и несмачивание § 254. Расположение молекул у поверхности тел § 255. Значение кривизны свободной поверхности жидкости § 256. Капиллярные явления § 257. Высота поднятия жидкости в капиллярных трубках § 258. Адсорбция § 259. Флотация § 260. Растворение газов § 261. Взаимное растворение жидкостей § 262. Растворение твердых тел в жидкостях Глава XV. Свойства твердых тел. Переход тел из твердого состояния в жидкое § 263. Введение § 264. Кристаллические тела § 265. Аморфные тела § 266. Кристаллическая решетка § 267. Кристаллизация § 268. Плавление и отвердевание § 269. Удельная теплота плавления § 270. Переохлаждение § 271. Изменение плотности веществ при плавлении § 272. Полимеры § 273. Сплавы § 274. Затвердевание растворов § 275. Охлаждающие смеси § 276. Изменения свойств твердого тела Глава XVI. Упругость и прочность § 277. Введение § 278. Упругие и пластические деформации § 279. Закон Гука § 280. Растяжение и сжатие § 281. Сдвиг § 282. Кручение § 283. Изгиб § 284. Прочность § 285. Твердость § 286. Что происходит при деформации тел § 287. Изменение энергии при деформации тел Глава XVII. Свойства паров § 288. Введение § 289. Пар насыщенный и ненасыщенный § 290. Что происходит при изменении объема жидкости и насыщенного пара § 291. Закон Дальтона для пара § 292. Молекулярная картина испарения § 293. Зависимость давления насыщенного пара от температуры § 294. Кипение § 295. Удельная теплота парообразования § 296. Охлаждение при испарении § 297. Изменение внутренней энергии при переходе вещества из жидкого состояния в парообразное § 298. Испарение при кривых поверхностях жидкости § 299. Перегревание жидкости § 300. Пересыщение паров § 301. Насыщение пара при возгонке § 302. Превращение газа в жидкость § 303. Критическая температура § 304. Сжижение газов в технике § 305. Вакуумная техника § 306. Водяной пар в атмосфере Глава XVIII. Физика атмосферы § 307. Атмосфера § 308. Тепловой баланс Земли § 309. Адиабатические процессы в атмосфере § 310. Облака § 311. Искусственные осадки § 312. Ветер § 313. Предсказание погоды Глава XIX. Тепловые машины § 314. Условия, необходимые для работы тепловых двигателей § 315. Паросиловая станция § 316. Паровой котел § 317. Паровая турбина § 318. Поршневая паровая машина § 319. Конденсатор § 320. Коэффициент полезного действия теплового двигателя § 321. Коэффициент полезного действия паросиловой станции § 322. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания § 323. Коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания § 324. Двигатель Дизеля § 325. Реактивные двигатели § 326. Передача теплоты от холодного тела к горячему Ответы и решения к упражнениям Предметный указатель

Как изменения температуры газа влияют на измерения плотности газа

Автоматические выключатели, разъединители и распределительные устройства в системах передачи и распределения энергии (T & D) используют гексафторида серы (SF6) в качестве изоляции в течение десятилетий. Однако для поддержания отличной теплопроводности и диэлектрической прочности SF6 необходимо соблюдать надлежащее количеств, чистоту газа и минимизировать количество влажности и побочных продуктов внутри газовой камеры. Неправильные условия могут привести к неисправности оборудования и могут поставить под угрозу безопасность работы.

Оценка плотности газа является одним из лучших способов оценки утечек и изменений в составе. Большинство операторов в настоящее время контролируют оборудование с изоляцией SF6 с использованием измерительной аппаратуры измерения плотности газа. Для измерения плотности SF6 прибор измеряет фактическое давление и температуру газа. Эти измерения давления и температуры затем используются в качестве входных данных в уравнение состояния для получения плотности газа. С точными значениями давления и температуры плотность газа можно точно рассчитать. Однако изменения температуры газа влияют на давление внутри закрытой камеры, причем более высокие температуры приводят к более высоким давлениям. Следовательно, плотность газа, рассчитанная с использованием измерений температуры и давления, более неточна. Изменения температуры газа должны быть компенсированы для восстановления точности.

Компенсация температуры

Постоянная индикация изменений температуры газа позволяет компенсировать их влияние. Вариации температуры можно оценить различными способами:

• Биметаллы переводят изменения температуры в изменения длины с использованием характеристик расширения различных материалов.
• Сильфоны измеряют внутреннюю температуру напрямую с помощью внешнего капиллярного датчика температуры.
• Электронные датчики измеряют изменения температуры и дают выход с компенсацией температуры.

Решение «все-в-одном»: GDHT-20

GDHT-20 — это компактная, всеобъемлющая система с цифровым выходом, которая позволяет осуществлять постоянный мониторинг всех соответствующих параметров газового состояния.

GDHT-20 от WIKA — это цифровой датчик давления, температуры, влажности и плотности с несколькими датчиками. Он измеряет температуру газа, давление и влажность внутри камеры SF6. Основываясь на этих измерениях температуры и давления газа, мощный микропроцессор вычисляет плотность газа с использованием комплексного вириального уравнения. GDHT-20 использует три электронных датчика для измерения и компенсации колебаний температуры газа: один рядом с датчиком измерения давления, один рядом с датчиком влажности и третий на основной электронике прибора. В результате учитываются даже самые незначительные изменения температуры газа, и правильные значения различных параметров вводятся в уравнение состояния. Фактическая плотность газа рассчитывается точно.

Продукт передовых технологий и упрощенного дизайна, GDHT-20 был разработан в соответствии с сегодняшними потребностями рынка. Это компактное устройство, которое легко реализовать в новых и существующих средах T & D. Он обладает отличной стабильностью сигнала и электромагнитной совместимостью (EMC). GDHT-20 является надежным, точным, не требует технического обслуживания и не требует повторной калибровки. Он осуществляет связь через протокол MODBUS RTU, вмещающий до 247 передатчиков в одной шине. GDHT-20 является лучшим в своем классе для непрерывного онлайн-мониторинга условий в оборудовании с элегазовой изоляцией и идеально подходит для применения в смарт-сетях.

Датчик с выходом MODBUS GDHT-20

Влияние температуры на плотность

Плотность Плотность – это масса любого материала в единице объема. Газы всегда имеют значительно меньшую плотность, чем конденсированные фазы. Большинство материалов имеют меньшую плотность жидкости, чем твердого тела, но это не всегда так. Плотность воды в жидком состоянии выше, чем в твердом, поэтому кубики льда плавают. Как плотность конкретной фазы зависит от температуры? Помните, что температура связана со средней кинетической энергией атомов или молекул внутри вещества. Мы знаем, что для газов объем прямо пропорционален температуре по уравнению PV=nRT. Чистая вода Плотность жидкой воды составляет примерно 1,0 г/мл. На диаграмме справа указана плотность в кг/м 3 . Разделите на 10 3 , чтобы получить плотность в г/мл. Давайте посмотрим на плотность воды при 25°С и сравним ее с более высокой температурой, 80°С. Плотность уменьшается с 0,9970 г/мл до 0,9718 при нагревании. Это имеет смысл, потому что по мере того, как тепло добавляется к жидкой воде, увеличивается кинетическая энергия молекул, а также увеличивается количество вибраций молекул воды. Вместе это означает, что каждая единица H 2 O в жидкой воде занимает больше места по мере повышения температуры. Мы наблюдаем ту же тенденцию при переходе от жидкой воды при 25°С (0,9970 г/мл) к жидкой воде при 4°С (0,99997 г/мл). Плотность увеличивается с понижением температуры. Однако ниже 4°C плотность снова снижается. Как мы можем это объяснить? Помните, что жидкая вода и твердая вода имеют одинаковую сеть связей. Жидкая вода при 25 градусах так быстро разрывает связи между звеньями H 2 O и восстанавливает их, что лишние молекулы воды захватываются внутри водной решетки. Это причина того, что жидкая вода более плотная, чем твердая вода. Связи в воде разрываются медленнее при понижении температуры, и структура, как правило, захватывает меньше лишних молекул воды. При низкой температуре большая часть воды имеет такую ​​же решетку, как лед. Википедия, Плотность воды Можно иметь жидкую воду при температурах значительно ниже 0 градусов C. Молекулы в этой переохлажденной воде могут свободно двигаться. Облигации создаются и разрываются. Дальняя структура не идеальна, но короткодействующая структура переохлажденной воды очень похожа на лед. Добавление кристалла в переохлажденную воду вызывает мгновенное образование льда. Прочие чистые жидкости Чистый этанол, CH 3 CH 2 OH, еще одна чистая жидкость. Он похож на воду тем, что полярен, имеет постоянный дипольный момент и образует водородные связи сам с собой. Однако у нее нет такой трехмерной решетки, как у воды. В таблице справа указана плотность этанола от 3°С до 40°С в г/мл. Мы видим, что плотность уменьшается с температурой в этом диапазоне. В отличие от ситуации с водой здесь нет точки максимальной плотности. Большинство других чистых жидкостей в этом отношении подобны этанолу. Растворы показывают типичное поведение чистой жидкости в зависимости от температуры, но на плотность также сильно влияет количество растворенного материала. Википедия, Данные по этанолу

Q37 Как изменяется плотность вещества твердого тела жидкости и газа при нагревании…

Перейти к

• Объективные вопросы
• Вопросы с короткими/длинными ответами

• Иметь значение
• Физические величины и измерения
• Сила и давление
• Энергия
• Световая энергия
• Теплопередача
• Звук
• Электричество

Главная > Селина Солюшнс Класс 8 Физика > Глава 6 — Теплопередача > Упражнение: Вопросы с короткими/длинными ответами > Вопрос 37

Вопрос 37 Вопросы с короткими/длинными ответами

В37) Как изменяется плотность вещества (твердого, жидкого и газообразного) при нагревании?

Ответ:

Решение:

Плотность = масса/объем

Когда вещество нагревается, его объем увеличивается, а плотность уменьшается. В твердых телах увеличение объема незначительно, а следовательно, и уменьшение плотности. В жидкостях и газах с повышением температуры увеличивается объем и, следовательно, значительно уменьшается плотность.

Стенограмма видео

Привет, студенты, добро пожаловать на видео с вопросами и ответами лидера обучения, меня зовут Паллаби, и я занимаюсь математикой и наукой в ​​Лидо, давайте посмотрим на этот интересный вопрос, как изменяется плотность вещества при нагревании. хорошо, это звучит очень интересно, и вещество означает, что мы говорим о твердой жидкости и газах, так что плотность дается как масса по объему, прежде чем мы продолжим с тем, как она меняется, давайте просто поговорим о том, что так как это сказало о тепле, давайте просто поговорим о тепловых расширение вообще что происходит при тепловом расширении скажем это жидкость вот как молекулы выглядят в жидкости и скажем мы отдаем тепло этим молекулам так мы обеспечиваем тепло фактически увеличивая кинетическую энергию молекул в результате этого силу межмолекулярного притяжения запишем так, чтобы силы межмолекулярного притяжения действительно уменьшились и молекулы начали двигаться дальше er друг от друга, так что это то, что происходит сейчас, если молекулы удаляются друг от друга, то объем увеличивается правильно, потому что жидкость начинает расширяться, поэтому объем увеличивается, теперь вернемся к формуле для плотности, поэтому мы знаем, что плотность — это масса по объему, теперь обратите внимание, что масса не меняется, но объем увеличивается, когда мы выделяем тепло, что означает, что объем увеличивается, плотность обратно пропорциональна объему, поэтому плотность будет уменьшаться, поэтому при нагревании вещества его объем увеличивается, и, следовательно, плотность уменьшается в твердых телах, увеличение объема незначительно, потому что молекулы очень плотно упакованы, поэтому интенсивность также будет незначительной, потому что плотность снова обратно пропорциональна объему в жидкостях и газах, однако при повышении температуры объем увеличивается, и, следовательно, плотность значительно уменьшается, поэтому я надеюсь, вы поняли это, если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, оставьте свои комментарии ниже не f или подпишитесь на лидо спасибо

Связанные вопросы

Q1) Что такое материя? Из чего состоит.