1.1.1 Плотность и удельный объем

Средняя плотность вещества тела  определяется соотношением:

  m/V, кг/м³,

где m и V – соответственно, масса вещества и занимаемый ею объем. Средний удельный объем v задается формулой

v  V/m, м³/кг.

Нетрудно увидеть, что эти величины обратные друг другу, то есть

v = 1/ρ.

Сразу отметим, что в технической термодинамике часто используют понятие удельных величин, т.е. величин взятых в расчете на единицу массы рабочего тела. Построение их такое же как удельного объема: если существует величина А, пропорциональная количеству вещества (например: внутренняя энергия тела U, теплота Q или работа L процесса и так далее), то удельная величина a вводится соотношением

a  (A/m),

т.е. удельная внутренняя энергия u  U/m, Дж/кг, удельная теплота q  Q/m, Дж/кг, удельная работа процесса l  L/m, Дж/кг.

1.1.2 Давление

Важным термическим параметром состояния является давление. Абсолютное давление (P) представляет собой средний результат силового действия молекул вещества на стенки сосуда и равняется отношению нормальной компоненты силы (Ф) к площади поверхности (F), на которую действует сила.

. (1)

Единицы измерения давления – Паскаль:1 Па = 1 Н/м². В технике используют несколько внесистемных единиц:

бар - 1 бар=10⁵ Па;

миллиметр ртутного столба - 1мм рт.ст. = 133 Па;

миллиметр водного столба - 1 мм вод.ст. = 9.81 Па;

техническая атмосфера - 1ата = 1 кгс/см² = 98.1 кПа.

В связи с частым использованием, в технике терминологически различают несколько видов давления: атмосферное (барометрическое), избыточное (манометрическое), вакуометрическое.

Атмосферным или барометрическим давлением B называется гидростатическое давление, с которым атмосфера действует на все находящиеся в ней предметы. За нормальное атмосферное давление принимают Р_н =101325 Па (760 мм рт. ст.).

Применяемые в технике приборы (жидкостные и пружинные манометры) фиксируют разность между действительным (абсолютным) P и атмосферным B давлениями, т.е. так называемое избыточное (манометрическое) давление P_ман:

P_ман  P – B.

Приборы для измерения давления ниже атмосферного называются вакуумметрами. Они фиксируют разность между давлением атмосферы и абсолютным давлением – вакуометрическое давление (P_вак):

P_вак  B - P.

1.1.3 Температура

Важным термическим параметром состояния является температура - мера нагретости тела. Эта физическая величина определяет направление тепловых потоков (от более нагретых тел к менее нагретым). Согласно молекулярно-кинетической теории, абсолютная температура прямо пропорциональная средний кинетической энергии теплового движения молекул.

Основной шкалой измерения температуры в системе СИ является шкала Кельвина (обозначается “К”), на практике часто используется более привычная шкала - шкала Цельсия (^ОС). Величина единицы измерения -градус – в обеих системах одинаковая, а начальные точки отсчета различаются. Температуре 0 К отвечает отсутствие теплового движения. Температуре 0^ОС приблизительно отвечает сосуществование льда и воды, а температуре 100^ОС - кипение воды при нормальном атмосферном давлении.

С достаточной для технических приложений точностью можно считать, что температура по шкале Кельвина (T) связана с температурой по шкале Цельсия (t) соотношением

T = t + 273, K. (2)

Из последнего соотношения следует, что разности температур ΔT  Т₂ - Т₁, и Δt  t₂ - t₁, по обеим шкалам совпадают, т.е.

ΔT = Δt,

где Т₁ = t₁+273, Т₂ = t₂+273.