Физико-химические свойства газов

Содержание

Слайд 2

Количество водяных паров в воздухе зависит от температуры воздуха и степени

Количество водяных паров в воздухе зависит от температуры воздуха и степени

его насыщения. Принято различать влажность абсолютную и относительную.

Абсолютной влажностью называется количество водяных паров в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха при данных условиях. Наибольшее количество водяных паров, которое может содержаться в 1 м3 воздуха при различных температурах.

Из таблицы видно, что с понижением температуры воздуха количество влаги, необходимое для его насыщения, уменьшается. Температура, при которой находящиеся в воздухе (или другом газе) водяные пары насыщают его, называется точкой росы. При снижении температуры ниже точки росы избыток влаги выпадает в виде капель или тумана, а при температурах ниже 0°С - в виде инея или снега.
Отношение количества водяного пара в единице объема воздуха (плотность водяного пара р) к максимальной (насыщающей) влажности воздуха (плотность насыщающего пара рн) при данной температуре называется относительной влажностью воздуха (%).
φ=ρ⁄ρн*100

Слайд 3

Для определения влажности применяются фотоэлектронные индикаторы влажности 8Ш-31 и 15Ш-26М, гигрометры

Для определения влажности применяются фотоэлектронные индикаторы влажности 8Ш-31 и 15Ш-26М, гигрометры

Г-2, которые позволяют непосредственно найти точку росы или определить относительную влажность.

Этот прибор предназначен для непрерывного и периодического контроля влагосодержания воздуха и работает как в режиме «контроль», так и в режиме «измерение». Прибор может эксплуатироваться при температуре окружающей среды от
—40 до +50°С. Билет-39

Слайд 4

Работа прибора. Продуть в течение 10 мин чистым воздухом под давлением

Работа прибора. Продуть в течение 10 мин чистым воздухом под давлением

не менее 120 кгс/см2 подходящие к прибору воздушные трубопроводы и шланги, закрыть все вентили прибора. Произвести заземление прибора и подключить его к источнику питания. Установить переключатель «Контроль — измерение» в положение «Контроль». Поставить тумблер «Сеть» в положение «Вкл». В этом случае должна загореться контрольная лампа «Освещение».
Установить шкалу температуры реохорда в положение +35°С и прогреть прибор в течение 10 мин. Когда температура на шкале реохорда при его вращении станет выше температуры зеркала, загорается лампа «Подогрев» и одна из сигнальных ламп «Влажный» или «Сухой». Нажать кнопку «Проверка нуля» и вращением ручки потенциометра установить стрелку миллиамперметра «на нуль».
Открыть запорный вентиль в подводящей магистрали и вентиль «Расход контролируемого газа».
Работа на приборе в режиме «Контроль». Этот вид работ выполняется, когда задана точка росы.
Замер влажности воздуха в режиме «Измерение». Для выполнения этих работ необходимо тумблер «Контроль — измерение» поставить в положение «Измерение», а вращением ручки реохорда «Температура зеркала» удерживать стрелку миллиамперметра на нуле. В момент начала выпадения росы загорится контрольная лампа «Влажный», а положение шкалы реохорда покажет точку росы воздуха. После окончания работ необходимо закрыть вентиль «Давление над зеркалом» и плавно открыть вентиль «Расход контролируемого газа». В этом случае давление по правому манометру понижается до нуля, что указывает на отсутствие давления в измерительной головке прибора. Тумблером «Сеть» выключить прибор.
Слайд 5

Абсолютную влажность находят по таблицам, если известна точка росы, или вычисляют

Абсолютную влажность находят по таблицам, если известна точка росы, или вычисляют

через относительную влажность. Пример 1. Точка росы воздуха равна —20° С. Найти абсолютную влажность. Решение. Из табл. 2 находим, что при —20° С абсолютная влажность воздуха=1,05г/м3.
Пример 2. Относительная влажность воздуха равна 0,85 при температуре 25° С. Найти содержание влаги в 1 м3 воздуха. Решение. Из табл. 2 находим, что при температуре 25° С для насыщения 1 м3 воздуха требуется 22,03 г влаги. Следовательно, абсолютная влажность = 22,03-0,85=18,7 г/м3.
Количество механических примесей в воздухе непостоянно от 0,005 до 0,01 г/м3.
Масса 1 м3 воздуха при 0°С и давлении 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) равна 1,293 кг. Средний молекулярный вес равен 29. Теплоемкость, т. е. количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воздуха на 1°, измеряется в Дж/К.
В международной системе единиц СИ (система интернациональная) за единицу количества теплоты принят джоуль (Дж), равный работе, произведенной силой в 1 ньютон (Н) при перемещении точки ее приложения на 1 м.
При пересчете количества теплоты из одной системы единиц в другую принимаем:
1 ккал = 1000 кал = 4186,8 Дж = 4,187 кДж;
1 Дж 1/4,187=0,24 кал = 0,00024 ккал; 1 кДж = 0,24 ккал.
При постоянном объеме удельная теплоемкость
Су = 0,72КДж/кг-К = 0,172ккал/кг*°С
При постоянном давлении
су = 1,009 КДж/кг-К = 0,241 ккал/кг*°С
Воздух при температуре —140,6° С и ниже может находиться в жидком состоянии, при этом давление должно быть не менее 3,84 МПа (38,4 кгс/см2). Эта температура называется критической температурой воздуха, а соответствующее ей наименьшее давление 3,84 МПа — критическим давлением. При давлении 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) температура начала кипения воздуха равна —194,4° С, а начала конденсации — 192°С. Воздух используется как сырье в установках, добывающих кислород и азот.
Слайд 6

Кислород Кислород О2 — самый распространенный элемент на Земле. В свободном

Кислород
Кислород О2 — самый распространенный элемент на Земле. В свободном состоянии

кислород находится в атмосферном воздухе. На долю атомов кислорода приходится 58% всего количества атомов, составляющих природу на Земле. В земной коре кислород составляет 47,2% (по весу), в воде — до 88%, в воздухе — 23%. Кислород выделяется растениями в результате ассимиляции углекислого газа и воды под воздействием энергии солнечных лучей. При определенных условиях кислород может находиться в жидком состоянии. Критическая температура кислорода равна —118,8° С, критическое давление — 51,35 кгс/см2 (5,135 МН/'м2). При давлении 760 мм рт. ст. температура кипения (конденсации) кислорода равна —183° С. Температура горения угля в атмосферном воздухе не выше 1300° С, а в кислороде более 2500° С.
Горючие газы (ацетилен, водород, метан и другие) образуют с кислородом взрывчатые смеси. Различного рода жиры и масла при соприкосновении со сжатым кислородом способны самовоспламеняться. Пористые горючие вещества (уголь, угольная пыль, торф), пропитанные жидким кислородом, при воспламенении в замкнутом пространстве дают взрыв большой силы.
Кислородное дутье находит все более широкое применение в металлургии. при выплавке чугуна и стали. Кислород применяется для резки и сварки. Используется в ракетных двигателях и для огневого бурения твердых пород.
В медицине кислород используют в качестве лечебного и профилактического средства. В авиации кислород широко применяется для обеспечения полетов на больших высотах.
Слайд 7

Водород Водород Н2 в обычных условиях — газ без цвета, запаха

Водород
Водород Н2 в обычных условиях — газ без цвета, запаха и

вкуса. Водород в 14,5 раза легче воздуха. 1 м;) водорода при 0° С и давлении 760 мм рт. ст. весит 0,089 кг. Молекулярный вес водорода равен 2,016. Критическая температура равна —239,9° С, критическое давление 1,3 МПа (13,2 кгс/см2). При давлении 760 мм рт. ст. температура кипения равна —252,7° С.
Жидкий водород — прозрачная, бесцветная, легко испаряющаяся жидкость, теплота испарения его 452,2 кДж/кг(108 ккал /кг).1л жидкого водорода весит 0,07кг.
Горит. В смеси с кислородом образует гремучий газ, самовозгораться.
Водород преобладает в составе атмосферы звезд и Солнца (до 84%), Содержание водорода в земной коре составляет 1%, в составе воды — 11,2% (по весу). Водород легко диффундирует (проникает) через фарфор, каучук, резину. Водород применяется для наполнения аэростатов и аппаратов легче воздуха. В метеорологической службе он применяется для наполнения шаров-пилотов при наблюдении за движением атмосферных слоев воздуха. Водород используется для сварки и плавки металлов. Кислородно-водородное пламя служит для пайки свинца, платины и кварца. С помощью водорода осуществляется восстановление окислов металлов при получении молибдена, вольфрама и других тугоплавких металлов.
В химической промышленности применяется для получения аммиака, метилового спирта, в реакциях восстановления и т. п. Водород обладает высокой теплопроводностью применяют его для охлаждения турбин.
Слайд 8

Углекислый газ Углекислый газ СО2, называемый в химии двуокисью углерода или

Углекислый газ
Углекислый газ СО2, называемый в химии двуокисью углерода или ангидридом

угольной кислоты, при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с кисловатым вкусом и слабым запахом, вызывающим ощущение покалывания в слизистой оболочке носа. В 1 м3 воздуха содержится около 0,7 г СО2. Углекислый газ образуется при горении и дыхании. Человек за сутки выдыхает 900—1300 г СО2. Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха; 1 м3 С02 при 0°С и давлении 760 мм рт. ст. .весит 1,977 кг. Молекулярный вес равен 44. Критическая температура углекислого газа 31,1° С, критическое давление 7,5 МПа (75 кгс/см2). Углекислый газ хорошо растворяется в воде. В жидкое состояние углекислый газ переходит лишь при давлениях не ниже 0,53МПа (5,3 кгс/см2) и соответствующих температурах (ниже 31,1°С). В этом состоянии СО2 принято называть углекислотой. При давлении 0,53МПа температура сжижения (кипения) углекислоты раина — 56,6°С. При температуре 0° С для перевода С02 в жидкое состояние необходимо создать давление (35 кгс/см2).При температурах выше критической давление в баллоне помимо температуры зависит в большой степени и от весового количества углекислоты. Так, при коэффициенте наполнения 0,6 кг/л (1 л емкости баллона заполняется 0,6 кг углекислоты) и температуре 60° С давление углекислоты в баллоне будет равно 15 МПа (150 кгс/см2), а при коэффициенте 0,8 кг/л и той же температуре— 25,8 МПа (258 кгс/см2).
Он не горит и не поддерживает горения. Широко применяется как огнегасительное средство характеризуется следующими данными: при концентрации 6—12% С02 в воздухе открытое пламя гаснет, а при 30% —прекращается тление.