1.2. Основньїе параметри и единицьі их измерения

Тепловое состояние физического тела характеризуется его темпера-турой, которая является одним из основних параметров состояния тела.

Международная система единиц (СИ) предусматривает для изме­рения температури применение двух температурних шкал: термоди-намической температурной шкали и Международной практической температурной шкали. Температури по каждой из зтих шкал могут бить виражени в градусах Кельвина (т К) и в градусах Цельсия (і °С) в зависимости от начала отсчета (положения нуля) по шкале. По шка-ле Кельвина за начало отсчета принят абсолютний нуль, расположен-ний на 273, 16 К ниже тройной точки води. При абсолютном нуле прекращается поступательное и вращательное движение атомов и мо­лекул. По шкале Цельсия за начало отсчета принята точка таяния льда, которая лежит на 273, 15 К више абсолютного нуля и на 0,01 ниже тройной точки води при нормальном атмосферном давлении.

соотношение между і °С и тк: і = т-273,15 °С, или приближен-но і = Т-273 °С.

Для измерения температури используют следующие прибори:

жидкостние и газовие термометри, в которих происходит из-менение обьема жидкости или газа;

манометрические термометри, в которих изменяется давление газа в замкнутой системе;

термометри сопротивления, в которих происходит изменение злектрического сопротивления проводника (датчика) в зависимос­ти от температури;

термозлектрические пирометри (термопари), в которих два про­водника из различних материалов образуют замкнутую цепь и име-ют два спая; в цепи возникает злектродвижущая сила, пропорцио-нальная разности температур спаев.

Чтоби определить физическое состояние вещества, необходимо знать его температуру и давление, т.е. силу, действующую на единицу поверх-ности перпендикулярно к ней (в холодильних установках зто давление газов, паров или жидкостей на стенки труб, сосудов и т.п.). Основной единицей измерения давления является паскаль (Па), т.е. сила в 1 нью­тон (Н), приходящаяся на 1 м² площади (1 Па = 1 Н/м²). Зта единица давления очень мала, позтому применяют укрупненние единици-кило-паскаль и мегапаскаль (кПа и Мпа соответственно).

Давление измеряют жидкостньїми или пружинньїми манометра­ми. Манометрьі, показьівающие разрежение или вакуум, назьівают вакуумметрами.

Давление по манометру назьівают избьіточньїм или манометри-ческим Р_ман, в отличие от абсолютного Р, учитьівающего давление атмосферного воздуха Рб_ар. Атмосферное давление приблизитель-но составляет 0,1 МПа:

Р = Р + Р_б .

ман бар

Температур а, давление и обьем любого тела определяют его физическое состояние.

Все вещества отличаются одно от другого плотностью. Плотно-стью вещества (кг/м³) назьівают величину, численно равную массе единицьі его обьема, т.е.

Р = т/У,

где т и У — соответственно масса и обьем тела. За единицу мас-сь всех веществ и тел принят килограмм (кг). Для характеристики газов используют также понятие удельного обьема (м³/кг), т.е. обье-ма единицьі массьі V = У/т = 1/Р.

К сложньїм параметрам относятся: удельная внутренняя знер-гия и; удельная знтропия 5; и удельная знтальпия і.

Знтропия — зто функция состояния термодинамической систе-мь , характеризующая направление протекания процесса теплооб-мена между системой и внешней средой. В термодинамических рас-четах используют не абсолютное значение знтропии, а ее измене-ние в процессе теплообмена, которое определяется отношением количества подведенной (или отведенной) теплоть к средней тер-модинамической температуре рабочего тела:

5₂ - 5₁ = А2/Г,

где 51, .$2 — соответственно начальная и конечная знтропия , Дж/К; 2 — теплота, подведенная к рабочему телу или отведенная от него, Дж.

Процессь без подвода или отвода теплоть назьваются адиабат-ньіми и протекают при 5 = соші.

Знтальпией назьівается полная знергия рабочего тела. Удельная знтальпия равна сумме удельной внутренней знергии V и потенци-альной знергии давления рV:

і = V + Р V .

В процессах с постоянньм давлением при переходе тела из од­ного состояния в другое количество подведенной или отведенной теплоть равно разности знтальпий:

Затраченная или полученная работа в адиабатном процессе оп-ределяется также разностью знтальпий:

Для нагревания одинакового количества различньх физических тел одной и той же массь на одно и то же число градусов необходи-мо подвести различное количество теплотьі. Зто обьясняется раз-личной теплоемкостью тел.

Теплоемкость — зто отношение количества теплотьі А2, сообщаемо-го телу, к соответствующему изменению его температурьі: С =А (2/АТ. Отношение теплоемкости к массе тела т назьівается удельной теплоем-костью: с = С/т. В СИ удельная теплоемкость вьіражается в Дж/(кг-К). Теплоемкость зависит от химического состава и состояния тела, про-цесса сообщения ему теплоть , его температурь . С понижением темпе-ратурь теплоемкость в большинстве случаев уменьшается.

Если тело нагревается от Т1 до 72, то средняя удельная теплоем-кость будет:

Теплоемкость газов существенно зависит от условий подвода тепла. Различают удельную теплоемкость газа при постоянном давлении Ср и при постоянном обьеме Установлено, что Ср > с ^ Для жидкостей различием в зтих теплоемкостях пренебрегают ввиду его малости.