2. Термодинамічні параметри стану робочого тіла

Термодинамічним станом робочого тіла називається стан цього тіла із фіксованою сукупністю його фізичних параметрів.

Макроскопічні фізичні величини, що описують властивості робочого тіла в даний момент, називаються термодинамічними параметрами стану. До основних параметрів стану, що можуть бути безпосередньо виміряні простими технічними засобами, відноситься абсолютний тиск, температура та питомий об’єм ( або густина ). Ці три параметри носять назву термічних параметрів стану.

Тиск

Абсолютний тиск ( Р ) являє собою середній результат силової дії молекул речовини на стінки судини та дорівнює відношенню нормальної компоненти сили ( Ф ) до площі поверхні (F) , на яку діє сила.

Одиниці виміру тиску – 1 Па = 1 Н/м². У техніці використовують декілька позасистемних одиниць :

бар - 1 бар = 10⁵ Па;

міліметр ртутного стовпа – 1 мм рт. ст. = 133 Па;

міліметр водяного стовпа - 1 мм вод.. ст. = 9.81 Па;

технічна атмосфера – 1 ата = 1 кгс/см² = 98,1 кПа.

У зв’язку з частим використанням, у техніці виділяють декілька видів тиску: атмосферний (барометричний), надлишковий (манометричний). вакуометричний.

Атмосферним або барометричним тиском В називається гідростатичний тиск, з яким атмосфера діє на усі предмети, що знаходяться у ній. За нормальний атмосферний тиск приймають 101325 Па ( 760 мм рт. ст.), що відповідає тиску атмосфери при температурі 0⁰ С на широті 45⁰ на висоті 0 м над рівнем моря.

Прилади, що застосовуються у техніці ( рідинні та пружинні манометри ), фіксують різницю між дійсним ( абсолютним ) Р та атмосферним В тисками, тобто так званий надлишковий ( манометричний ) тиск Р_ман :

Прилади для виміру тиску нижче атмосферного називаються вакуумметрами. Вони фіксують різницю між тиском атмосфери і абсолютним тиском – вакуометричний тиск (Р _вак ):

Температура

Температура – міра нагрітості тіла. Цей параметр стану визначає напрямок теплових потоків ( від більш нагрітого тіла до менш нагрітого ).

Згідно з молекулярно-кінетичною теорією, абсолютна температура прямо пропорційна середній кінетичній енергії теплового руху молекул.

Основною шкалою виміру температурі у системі С1 є шкала Кельвіна ( позначається «К» ), але на практиці часто використовується більш звична шкала – шкала Цельсія ( ⁰ С ) . Величана одиниці виміру – градус – в обох системах однакова, а початкові точки відліку різняться. Які точки обираються за базові, відомо з курсу фізики. Температурі 0 К відповідає відсутність теплового руху. Температурі 0⁰ С приблизно відповідає співіснування льоду та води, а температурі 100⁰ С – кипіння води при нормальному атмосферному тиску.

Із достатньою для пожежної практики точністю можна вважати, що температура за шкалою Кельвіна ( Т) пов’язана з температурою за шкалою Цельсія ( t ) співвідношенням

T= t + 273, K або t= T – 273, ⁰ С

Питомний об’єм і густина

До основних параметрів стану відносяться питомний об’єм v ( це об’єм одиниці маси речовини ) та густина речовини p ( маса одиниці об’єму ). Формули , що є визначенням середніх значень даних величин, мають вид:

,

,

де m і V – відповідно , маса речовини і об’єм, який вона займає. Неважко побачити , що ці величини обернені одна до одної, тобто

.