книги / Техническая термодинамика и теплопередача
..pdf
чение экстенсивной физической величины равно сумме значе ний таких же величин отдельных частей системы, т.е. экстен сивные параметры состояния обладают свойством аддитивно сти (складываемости).
1.5. Температура
Под воздействием высоких температур и давления факты размягчаются.
Закон физики Данлэпа
Остановимся на рассмотрении понятия температуры как специфически термодинамическом параметре.
Фаренгейт Даниэль Габриэль (24.05.1686 - 16.09.1736) — фи зик. Родился в Данциге (ныне Гданьск). С 1707 г. путешествовал по Германии, приобрел профессию изготовителя различных инструмен тов. В 1717 г. переехал в Амстердам, где утвердился как мастер по изготовлению инструментов и приборов. Большую часть своей жизни прожил в Голландии.
Встречался и переписывался с ведущими учеными своего време ни, в частности с П. Мушенбруком, В. Гравезандом и др. Организовал механическую мастерскую, в которой изготавливал термометры, ба рометры, ареометры и другие физические и астрономические инстру менты. В 1709 г. изготовил спиртовой термометр, в 1714 г. - ртутный. Предложил (1710 или 1714) температурную шкалу (шкала Фаренгейта), в которой температурный интервал между точками таяния льда и кипе ния воды был разделен на 180 частей (градусов) и точке таяния льда отвечало значение 32 *F, а точке кипения воды — 212 Т . Термометры Фаренгейта были первыми практически пригодными термометрами.
Исследовал явление переохлаждения воды (1721) и зависимость температуры кипения жидкости от давления и содержания растворенных в ней солей. Сконструировал термометр, дающий возможность по дан ным точки кипения находить давление. Определял температуру смеси горячей и холодной воды. Усовершенствовал весовой ареометр, со ставил таблицы удельных весов тел (1724).
Член Лондонского королевского общества (1724).
Ввел это понятие великий врач Гален, живший во II веке. Он учил, что лекарства следует классифицировать по граду сам: градус тепла, градус холода, градус влажности, градус сухости (градус - лат. «степень»). Итак, градусов было четы ре, и каждый градус еще разбивался на три части.
Лекарства смешивались между собой, и смеси имели раз ные градусы. «Смесь» по-латыни — температура. Правда, Га лен не дал численную связь между концентрациями смесей и их градусами.
Температура-одно из основных понятий, играющих важ ную роль не только в термодинамике, но и в физике в целом. Температура тела есть мера его нагретости.
С точки зрения молекулярно-кинетической теории, темпе ратура есть мера интенсивности теплового движения молекул. Температура пропорциональна кинетической энергии частиц рабочего тела. Ее численное значение связано с величиной средней кинетической энергии молекул вещества:
где к - постоянная Больцмана 1,380662 • 10'23 Дж/К.
Температура, определенная таким образом, называется аб солютной.
В системе СИ единицей температуры является Кельвин (К). Существуют другие шкалы для измерения температуры. Это шкалы Фаренгейта, Реомюра и Цельсия.
Для них справедливы следующие соотношения:
(Т —273J °К |
Г С |
f°R |
( t - 32; °F |
|
|
5 |
5 |
" |
4 “ |
9 |
’ |
где К — градусы по Кельвину, С - |
градусы по Цельсию, R - |
||||
градусы по Реомюру, F — градусы по Фаренгейту.
Температура 17
и кинетической энергией теплового движения молекул ве щества. Таким образом, давление имеет не только механичес кий, но и статистический смысл, т.к. оно функционально свя зано с температурой. В соответствии с молекулярно-ки нетической теорией давление газа определяется соотноше нием
где п —число молекул в единице объема, т — масса молеку
лы, с 2 — средняя квадратическая скорость поступательного движения молекул.
Абсолютное, избыточное и барометрическое давление свя заны следующим соотношением:
Р = Ризб + если р > В,
р= В - р ш> если р<В .
ВМеждународной системе единиц (СИ) давление выража ется в Паскалях:
1 Па = 1 Н/м2,
1 бар = 105 Па.
1.7. Удельный объем
Удельный объем v представляет собой объем единицы мас сы вещества. Если масса М, кг рабочего тела занимает объем V, м3, то его удельный объем составляет v = V/M. Величину,
обратную удельному объему, т.е. массу вещества в единице объема, называют плотностью р.
Термодинамические параметры v, р и Т в равновесном
состоянии связаны между собой функциональной зависи мостью:
f(р, V, 7) = 0.
Удельный объем 19
