; dans lequel les tailles des particules de gaz sont négligées, les forces d'interaction entre les particules de gaz ne sont pas prises en compte, en supposant que l'énergie cinétique moyenne des particules est bien supérieure à l'énergie de leur interaction, et on pense que les collisions de gaz les particules entre elles et avec les parois du récipient sont absolument élastiques.
Il existe un modèle de gaz parfait classique, dont les propriétés sont décrites par les lois de la physique classique, et un modèle de gaz idéal quantique, qui obéit aux lois de la mécanique quantique. Les deux modèles de gaz parfaits sont valables pour les gaz classiques et quantiques réels à des températures et une raréfaction suffisamment élevées.
Dans le modèle classique des gaz parfaits, le gaz est considéré comme un ensemble d'un grand nombre de particules (molécules) identiques dont la taille est négligeable. Le gaz est enfermé dans un récipient et, dans un état d'équilibre thermique, aucun mouvement macroscopique ne s'y produit. C'est-à-dire qu'il s'agit d'un gaz dont l'énergie d'interaction entre les molécules est nettement inférieure à leur énergie cinétique, et le volume total de toutes les molécules est nettement inférieur au volume du récipient. Les molécules se déplacent selon les lois de la mécanique classique, indépendamment les unes des autres et n'interagissent entre elles que lors de collisions, qui sont de la nature d'un impact élastique. La pression d'un gaz parfait sur la paroi d'un récipient est égale à la somme des impulsions transférées par unité de temps par des particules individuelles lors de collisions avec la paroi, et l'énergie est la somme des énergies des particules individuelles.
L'état d'un gaz parfait est caractérisé par trois grandeurs macroscopiques : P.- pression, V- volume, T- température. Sur la base du modèle des gaz parfaits, des lois expérimentales préalablement établies expérimentalement (loi de Boyle-Mariotte, loi de Gay-Lussac, loi de Charles, loi d'Avogadro) ont été théoriquement dérivées. Ce modèle constitue la base des concepts de cinétique moléculaire (voir Théorie cinétique des gaz).
La relation établie expérimentalement entre la pression, le volume et la température d'un gaz est décrite approximativement par l'équation de Clapeyron, qui est remplie d'autant plus précisément que les propriétés du gaz sont proches de l'idéal. Le gaz parfait classique obéit à l'équation d'état de Clapeyron p = nkT, Où R.- pression, n- nombre de particules par unité de volume, k- constante de Boltzmann, T- température absolue. L'équation d'état et la loi d'Avogadro ont été les premières à relier les macrocaractéristiques d'un gaz - pression, température, masse - à la masse de sa molécule.
Dans un gaz parfait, où les molécules n'interagissent pas entre elles, l'énergie du gaz entier est la somme des énergies des molécules individuelles et pour une mole d'un gaz monoatomique, cette énergie U =3/2(RT), Où R.- Constante du gaz universel. Cette quantité n’est pas liée au mouvement du gaz dans son ensemble et constitue l’énergie interne du gaz. Pour un gaz non idéal, l'énergie interne est la somme des énergies des molécules individuelles et de l'énergie de leur interaction.
Les particules d'un gaz parfait classique sont distribuées en énergie selon la distribution de Boltzmann (voir statistiques de Boltzmann).
Le modèle des gaz parfaits peut être utilisé dans l'étude des gaz réels, car dans des conditions proches de la normale, ainsi qu'à basses pressions et températures élevées, les gaz réels ont des propriétés proches d'un gaz parfait.
En physique moderne, le concept de gaz parfait est utilisé pour décrire toutes les particules et quasiparticules, bosons et fermions à interaction faible. En effectuant des corrections prenant en compte le volume intrinsèque des molécules de gaz et les forces intermoléculaires agissant, on peut passer à la théorie des gaz réels.
Quand la température baisse T gaz ou en augmentant sa densité n jusqu'à une certaine valeur, les propriétés ondulatoires (quantiques) des particules de gaz parfait deviennent significatives. La transition d'un gaz parfait classique à un gaz quantique se produit à de telles valeurs T Et n, à laquelle les longueurs des ondes de Broglie des particules se déplaçant à des vitesses de l'ordre de la thermique sont comparables à la distance entre les particules.
Dans le cas quantique, on distingue deux types de gaz parfaits : si les particules d'un gaz d'un type ont un spin égal à l'unité, alors les statistiques de Bose - Einstein leur sont appliquées, si les particules ont un spin égal à Ѕ , alors les statistiques de Fermi-Dirac sont utilisées. L'application de la théorie des gaz parfaits de Fermi-Dirac aux électrons des métaux permet d'expliquer de nombreuses propriétés de l'état métallique.
Un gaz parfait est un modèle mathématique d'un gaz dans lequel l'énergie potentielle des molécules est supposée négligeable par rapport à leur énergie cinétique. Il n'y a pas de forces d'attraction ou de répulsion entre les molécules, les collisions des particules entre elles et avec les parois du récipient sont absolument élastiques et le temps d'interaction entre les molécules est négligeable par rapport au temps moyen entre les collisions.
2. Quels sont les degrés de liberté des molécules ? Comment le nombre de degrés de liberté est-il lié au coefficient de Poisson γ ?
Le nombre de degrés de liberté d'un corps est le nombre de coordonnées indépendantes qui doivent être spécifiées afin de déterminer complètement la position du corps dans l'espace. Par exemple, un point matériel se déplaçant arbitrairement dans l’espace possède trois degrés de liberté (coordonnées x, y, z).
Les molécules d'un gaz monoatomique peuvent être considérées comme des points matériels au motif que la masse d'une telle particule (atome) est concentrée dans un noyau dont les dimensions sont très petites (10 -13 cm). Par conséquent, une molécule de gaz monoatomique ne peut avoir que trois degrés de liberté de mouvement de translation.
Les molécules constituées de deux, trois atomes ou plus ne peuvent être assimilées à des points matériels. Une molécule de gaz diatomique, en première approximation, est constituée de deux atomes rigidement liés situés à une certaine distance l'un de l'autre.
3. Quelle est la capacité thermique d’un gaz parfait lors d’un processus adiabatique ?
La capacité thermique est une valeur égale à la quantité de chaleur qui doit être transmise à une substance pour augmenter sa température d'un kelvin.
4. Dans quelles unités la pression, le volume, la température et les capacités thermiques molaires sont-ils mesurés dans le système SI ?
Pression – kPa, volume – dm 3, température – en Kelvin, capacités calorifiques molaires – J/(molK)
5. Quelles sont les capacités calorifiques molaires Cp et Cv ?
Un gaz a une capacité calorifique à volume constant Cv et une capacité calorifique à pression constante Cr.
À volume constant, le travail des forces externes est nul et toute la quantité de chaleur transmise au gaz depuis l'extérieur sert entièrement à augmenter son énergie interne U. Par conséquent, la capacité thermique molaire d'un gaz à volume constant C v est numériquement égal à la variation de l'énergie interne d'une mole de gaz ∆U lorsque sa température augmente de 1 K :
∆U=i/2*R(T+1)-i/2RT=i/2R
Ainsi, la capacité calorifique molaire d’un gaz à volume constant
AVEC v=i/2R
capacité thermique spécifique à volume constant
AVEC v=i/2*R/µ
Lorsqu'un gaz est chauffé à pression constante, le gaz se dilate ; la quantité de chaleur qui lui est transmise de l'extérieur sert non seulement à augmenter son énergie interne U, mais également à effectuer un travail A contre les forces extérieures. Par conséquent, la capacité calorifique d'un gaz à pression constante est supérieure à la capacité calorifique à volume constant de la quantité de travail A effectué par une mole de gaz lors de la détente résultant d'une augmentation de sa température de 1 K à pression constante P :
C p = AVEC v+A
On peut montrer que pour une mole de gaz le travail effectué est A=R, alors
C p = AVEC v+R=(je+2)/2*R
En utilisant la relation entre les capacités thermiques spécifiques et molaires, on trouve pour la capacité thermique spécifique :
C p = (je+2)/2*R
La mesure directe des capacités thermiques spécifiques et molaires est difficile, car la capacité thermique du gaz ne représentera qu'une infime fraction de la capacité thermique du récipient dans lequel se trouve le gaz, et la mesure sera donc extrêmement imprécise.
Il est plus facile de mesurer le rapport de grandeur C p / AVEC v
γ = C p / AVEC v=(je+2)/je.
Ce rapport dépend uniquement du nombre de degrés de liberté des molécules qui composent le gaz.
gaz parfaits
Système thermodynamique, thermodyne. Processus, paramètres idéaux. gaz
Changement continu de l'état du fluide de travail en raison de son interaction avec l'environnement. appelé environnement processus thermodynamique
Il existe des processus d'équilibre et de non-équilibre. On appelle un processus qui se produit avec une différence significative de t et de pression de l'environnement et du fluide de travail et leur répartition inégale sur toute la masse du corps. hors équilibre. Si le processus se déroule infiniment lentement et que la différence t environnante est faible. environnement et fluide de travail et répartition uniforme de la t et de la pression dans toute la masse corporelle, appelés. équilibre.
Vers le principal les paramètres de l'état des gaz comprennent : la pression, la t et le volume spécifique, la densité.
· La pression est le résultat de l'impact du gaz sur les parois du récipient dans lequel il se trouve.
On distingue la pression absolue (totale) et la surpression. La pression absolue fait référence à la pression totale sous laquelle se trouve un gaz.
Rab=Rb+gph, gph=Rizb
Où Rabs est la pression absolue (totale) du gaz dans le récipient, Pb est la pression atmosphérique dans le baromètre, g est le raccourcissement de la pression. tampon. au point de mesure, p est la densité du liquide, h est la hauteur de la colonne de liquide.
La surpression est la différence entre la pression absolue supérieure à la pression atmosphérique et la pression atmosphérique.
1 atm = 735,6 mm Hg = 1 kg/cm2 = 10 4 kg/m2 = 10 5 Pa = 1 bar = 10 m de colonne d'eau.
· La température est une mesure de l'énergie cinétique moyenne du mouvement chaotique des molécules du fluide de travail. La température est un paramètre caractérisant l'état thermique du corps. La température corporelle détermine la direction d'un éventuel transfert spontané de chaleur d'un corps ayant une température plus élevée vers un corps ayant une température plus basse.
L'échelle centigrade, l'échelle Kelvin et l'échelle Fahrenheit sont utilisées pour mesurer les températures. Sur l'échelle centigrade à pb = 101,325 kPa (760 mm Hg), la température de fonte de la glace est prise à 0,0 C et la température d'ébullition de l'eau est prise à 100,0 C. Le degré de cette échelle est indiqué par 0 C.
· Le volume spécifique, v, m3/kg, est le volume d'une unité de masse de gaz, c'est-à-dire v=V/M où V est le volume total de gaz, m3 ; M - masse de gaz, kg, valeur réciproque, kg/m3, phénomène P=G/V. La densité, qui est la quantité de substance contenue dans 1 m3, c'est-à-dire la masse d'une unité de volume.
Énergie interne d'un gaz parfait. Paramètre d'état.
L'énergie interne d'un gaz U, J/kg est la réserve d'énergie cinétique d'un gaz, caractérisée par la somme des énergies cinétiques de mouvement de translation et de rotation des molécules, l'énergie des vibrations intramoléculaires des atomes et l'énergie d'interaction intermoléculaire ( énergie potentielle).
Les 3 premières composantes sont fonction de la température, la dernière (énergie potentielle) = 0 (pour un gaz parfait), mais l'énergie interne d'un gaz parfait ne dépend que de sa température et ne dépend pas du volume : U=f(T ).
Changement interne l'énergie du fluide de travail ne dépend pas de ses états intermédiaires et de l'avancement du processus et est déterminée par l'état final et initial : ∆U=U 2 -U 1, J/kg, où U 2 est l'énergie interne finale, U 1 est l'initiale.
Dans tous les processus thermodynamiques, si V=const, c'est-à-dire le fluide moteur ne se dilate pas et ne travaille pas, la chaleur qui lui est transmise q=c v (T 2 -T 1) ne sert qu'à augmenter son énergie interne, c'est-à-dire :
∆U= c v (T 2 -T 1) ; ∆U= M(U2 -U1) ; ∆U= c v ∙dT
Pour un changement infinitésimal en interne énergie : dU= c v ∙dt
Capacité calorifique du gaz.
Capacité thermique (C) - la quantité d'énergie thermique nécessaire pour modifier la température d'un gaz de 1 0 C. Mesurée en J/K.
La capacité thermique spécifique est la capacité thermique par unité quantitative (kg, mol, m3).
C, J/kg∙K – capacité thermique massique (jusqu'à 1 kg)
C ", J/m 3 ∙K – capacité thermique volumétrique (k 1 m3)
µС, J/k mol∙K – capacité thermique molaire (pour 1 kmol)
Entre eux, il y a des traces. Relation:
Si une quantité infiniment petite de chaleur est fournie au corps, alors voici la capacité thermique instantanée : C = dq/dt, J/kg∙0 C.
Si une certaine quantité de chaleur q est fournie à un corps avec une température T1, alors sa température devient égale à T2 - capacité thermique moyenne : C m =q/T2-T1
T 1 → T 2 q = ∫Cdt C m | T 1 T 2 =q/T 2 -T 1
C m | T 2 T 1 =∫Cdt/T 2 -T 1 =(C m | 0 T 2 ∙T 2 -C m | T 1 0 ∙T 1)/T 2 -T 1
Les conditions dans lesquelles se produit le processus d’ajout (ou de suppression) de chaleur sont particulièrement importantes pour chauffer (ou refroidir) un gaz. En génie thermique, les plus importants sont :
Chauffage (ou refroidissement) à volume constant – capacité thermique isochore ;
Le chauffage (ou le refroidissement) à pression constante est une capacité thermique isobare.
Mélanges de gaz.
Les gaz parfaits, dont les molécules ne réagissent pas chimiquement entre elles et entre lesquelles il n'existe aucune force d'attraction ou de répulsion, se comportent en mélange comme si chacune d'elles était seule dans le volume occupé. Cela signifie que chaque gaz inclus dans le mélange occupe tout le volume prévu pour le mélange et est sous sa propre pression dite partielle.
La pression totale du mélange gazeux dans ce cas sera constituée de la somme des pressions partielles (loi de Dalton) :
Pi - pression partielle d'un composant individuel - la pression exercée sur les parois du récipient à t et v du mélange gazeux.
Ainsi:
La température de chaque gaz en régime permanent sera égale à la température du mélange :
Le niveau d'état d'un mélange de gaz est dérivé du niveau d'état des composants individuels du mélange et a la forme : 
. Pour utiliser cette équation, il est nécessaire de déterminer la valeur de la constante du mélange gazeux R cm.
R cm = g 1 *R 1 +g 2 *R 2 +…+g n *R n,
où g 1,g 2,..,g n sont les fractions massiques des composants. La constante des gaz du mélange, J/(kg*K), peut également être trouvée à l'aide de la formule :
Le mélange gazeux peut être spécifié par fractions massiques et volumiques :
Q je =M je /M cm =p je *r je /p cm ;
Cycle de Carnot. Théorème de Carnot.
Se compose de 4 processus : 2 isothermes, 2 adiabatiques.
À la suite de ses recherches, Carnot a proposé un cycle qui présente véritablement le rendement thermique le plus élevé possible dans des limites de température données, c'est-à-dire à des températures données du transmetteur de chaleur et du dissipateur thermique.
Considérons ce cycle en coordonnées p-v, en supposant qu'il est à l'équilibre et qu'en plus il est réalisé par 1 kg de fluide moteur. Au début du procédé, le fluide de travail a les paramètres p1, v1, T1 (point 1). Ce point correspond au moment où le fluide de travail communique avec le caloporteur et le processus d'expansion commence à une température constante égale à T1 jusqu'au point 2. Pendant le processus d'expansion le long de l'isotherme 1-2, la quantité de chaleur q1 est fournie au Fluide de travail. Le travail de dilatation isotherme est déterminé par la surface 122 1 1 1 . Le processus 1-2 est suivi par la séparation du fluide de travail du dissipateur thermique et une expansion supplémentaire se produit le long de l'adiabatique 2-3. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le piston atteigne sa position extrême, qui correspond au point 3. Le travail d'expansion adiabatique est déterminé par une aire de 233 1 2 1. A ce moment, c'est-à-dire au point 3, le fluide de travail communique avec le HIT, qui a une température T2, et le processus de compression commence, au cours duquel q2 unités de chaleur doivent être évacuées. Le processus de compression isotherme commence - processus 3-4. Le travail 344 1 3 1 est négatif. Lorsque l'évacuation de la chaleur q2 s'arrête, le fluide de travail est déconnecté du récepteur de chaleur (point 4) ; une compression supplémentaire se produit le long de l'adiabatique 4-1. Le travail 411 1 4 1 est négatif. A la fin de ce processus, le fluide de travail reprend ses paramètres d'origine.
En conséquence, nous avons obtenu le travail positif résultant Lc.
Théorème de Carnot : le processus se déroule dans un moteur thermique entre 2 sources de chaleur de températures T1 et T2 et l'efficacité du processus ne dépend que de ces températures.
12. Du vrai gaz. Vaporisation en coordonnées PV. Chaleur de vaporisation. Niveau de séchage de la vapeur.
Gaz dont les molécules ont des forces d'interaction et ont une géométrie finie, quoique très petite. tailles, appelées de vrais gaz.
Considérons le processus de vaporisation à pression constante en coordonnées PV. Si vous chauffez de l'eau à pression constante, alors le volume augmente et à une température qui correspond à l'ébullition de l'eau, il atteint la valeur b. avec un apport de chaleur supplémentaire à l'eau bouillante, cette dernière commencera à se transformer en vapeur, tandis que la pression et la température du mélange d'eau et de vapeur resteront inchangées. Lorsque la dernière particule se transforme en vapeur pendant le processus de vaporisation, tout le volume sera rempli de vapeur. Cette vapeur est de la vapeur saturée et sa température est appelée température de saturation.
Dans la section b-c, la vapeur est saturée d’humidité. Après évaporation complète de l'eau (point c), la vapeur devient sèche, saturée. La vapeur humide est caractérisée par le degré de sécheresse x. Le degré de siccité est la fraction massique de vapeur sèche saturée présente dans 1 kg de vapeur humide. Considérons le processus de vaporisation à une pression plus élevée. Le volume spécifique à 0 C ne change pas avec l'augmentation de la pression. Le volume spécifique d'eau bouillante augmentera. Le point C', correspondant à la vapeur sèche saturée, est à gauche du point C, car la pression augmente plus rapidement que la température de la vapeur saturée sèche. Les paramètres correspondant au point k sont dits critiques.
La vaporisation est représentée par la ligne b-c. La quantité de chaleur dépensée pour convertir 1 kg d’eau bouillante en vapeur sèche saturée est appelée chaleur de vaporisation et est notée r. Avec l'augmentation de la pression, la chaleur de vaporisation diminue. Au point d, la vapeur ne sature pas l'espace et a une température élevée. Une telle vapeur est appelée surchauffée.
Pour déterminer les paramètres de l'état de la vapeur humide, il faut connaître le degré de sécheresse.
13. Air humide. Ses saints.
L'air humide est appelé un mélange vapeur-gaz constitué d’air sec et de vapeur d’eau. Composition de l'air humide : 23 % d'oxygène en masse, 21 % d'oxygène en volume.
On appelle air humide contenant la quantité maximale de vapeur d'eau à une température donnée. saturé. Air qui ne contient pas la quantité maximale possible donnée t. vapeur d'eau, appelée insaturé. L'air humide insaturé est constitué d'un mélange de vapeur d'eau sèche et surchauffée, et l'air humide saturé est constitué d'air sec et de vapeur d'eau saturée. Pour transformer l’air humide d’insaturé en saturé, il doit être refroidi.
Parmi les équations d'états d'un gaz réel, le phénomène le plus simple est celui-ci. Équation de Van der Waals : (p+a/v2)*(v-b)=RT,
où a est un coefficient dépendant des forces d'adhésion ;
b est une valeur qui prend en compte le volume intrinsèque des molécules.
Propriétés : masse, température, constante des gaz, capacité thermique.
1) humidité absolue - la quantité de vapeur d'eau contenue dans 1 m3 d'air (kg\m3),
2) humidité relative - le rapport entre la densité de vapeur saturée et la vapeur saturée maximale ϕ=(ρ n \ρ us)*100
où 1,005 est la capacité thermique de l'air sec
1,68 – capacité calorifique de l’air surchauffé.
5) La loi de Dalton. Pression de l'air humide RVVéquivaut à Рвв = Рсв + Рп, Où RSV, Rp- pressions partielles d'air sec et
Loi de Kirchhoff et Lambert.
Z-Kirchhoff. D'après la loi de Kirchhoff, le rapport de l'émissivité d'un corps Eà sa capacité d'absorption UN pour tous les corps identiques et égales à l'émissivité d'un corps noir E 0à la même température et dépend uniquement de la température, c'est-à-dire E/A=E 0 =f(T). Parce que E/E 0 = une, alors pour tous les corps gris A=a, ceux. la capacité d'absorption d'un corps est numériquement égale au degré de sa noirceur.
Considérons le cas d'un échange thermique par rayonnement entre 2 parois de grande surface situées parallèlement à faible distance l'une de l'autre, c'est-à-dire de sorte que le rayonnement de chaque mur frappe complètement celui opposé.
Soient constamment maintenues les températures à la surface des murs T1 et T2, avec T1>T2, et les coefficients d'absorption des murs sont égaux, respectivement. A1 et A2, avec A1=a1, A=a2, soit coefficients d'absorption et émissivité, respectivement. sont égaux. pour cela, à partir de l'équation de Stefan-Boltzmann, on obtient :
Spr - coefficient de rayonnement réduit, W/m2*K.
Ici, C1 et C2 sont les constantes de rayonnement des corps entre lesquels se produit le processus d'échange de chaleur radiante.
L'équation (1) peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur, l'un ayant une forme convexe et étant entouré par la surface de l'autre, c'est-à-dire non. dans un espace confiné. Alors:
; Surfaces F1, F2 des 1er et 2ème corps participant au transfert de chaleur radiante.
Avec une disposition arbitraire de corps entre lesquels un échange de chaleur s'effectue par rayonnement E1-2, le calcul de la formule prendra la forme :
Dans ce cas, Spr = C1*C2/Co, et le coefficient fi (appelé coefficient angulaire ou coefficient d'irradiation) est une quantité sans dimension, dépendant de la position relative, de la forme et de la taille des surfaces et montrant la fraction du flux radiant, qui tombe sur F2 à partir de la totalité du flux émis par le rayonnement F1.
Z-Lambert- détermine la dépendance de l'énergie émise par le corps à sa direction. E φ =E 0 ∙cosφ. E 0 - la quantité d'énergie émise normalement à la surface ; E φ est la quantité d’énergie émise dans la direction formant un angle φ avec la normale, alors selon le principe de Lambert :
Ainsi, la valeur de Lambert détermine la dépendance de l'énergie émise par un corps par rapport à sa direction.
Microclimat intérieur.
Le microclimat est un ensemble de valeurs de paramètres tels que la température, relative. Humidité, vitesse et moy. température des surfaces internes fournissant des normes. activité de la vie humaine à l’intérieur. et normal. le déroulement des processus de production.
Microclimat : confortable, acceptable et inconfortable.
L'intensité du transfert de chaleur humaine dépend du microclimat de la pièce, caractérisé par un essaim interne. tuberculose aérienne , rayonnement salle t tr , vitesse et humidité relative φв air. La combinaison de ces paramètres microclimatiques, avec le CTR, maintient l'équilibre thermique dans le corps humain et il n'y a aucune tension dans son système de thermorégulation, appelé. confortable. Il est très important de maintenir avant tout des conditions t favorables dans la pièce, car la mobilité de l’air et l’humidité relative varient considérablement. En plus des paramètres optimaux, il existe des combinaisons acceptables de paramètres du microclimat dans lesquelles une personne ressent un léger inconfort.
La partie de la pièce dans laquelle une personne passe la majeure partie de son temps de travail est appelée zone de service ou de travail. Le confort doit être assuré principalement dans ce domaine.
Les conditions thermiques dans la pièce dépendent principalement de tв et tr , ceux. de sa t-ème situation, ktr. Il est d'usage de le caractériser par deux conditions de confort. La première condition pour un environnement à température confortable est définie. une telle région de combinaisons t et tr , à ktr. une personne, se trouvant au centre de la zone de travail, ne subit ni surchauffe ni hypothermie.
La deuxième condition de confort détermine les températures admissibles des surfaces chauffées et refroidies lorsqu'une personne se trouve à proximité immédiate d'elles.
Pour éviter une surchauffe inacceptable par rayonnement ou une hypothermie de la tête d'une personne, les surfaces du plafond et des murs peuvent être chauffées à une température acceptable.
Système de chauffage de l'eau à circulation forcée à deux tuyaux. Options d'eye-liner.
Vase d'expansion.
Il s'agit d'un récipient métallique en forme de cylindre avec un couvercle amovible et des tuyaux permettant de raccorder les tuyaux suivants : étendu d1, contrôle d2, conduit à l'évier de la chaufferie pour surveiller le niveau d'eau, débordement d3 pour évacuer l'excès d'eau lorsque le réservoir est trop rempli et dilaté, tirage d4, reliant le vase d'expansion au caloduc principal de retour pour éviter le gel de l'eau dans le vase d'expansion et dans le tuyau de raccordement.
Le volume utile (l) du vase d'expansion est déterminé par la formule :
,
où - 0,0006 1/ 0 C – coefficient de dilatation volumétrique de l'eau ;
Changement de température de l'eau de la température initiale à la moyenne calculée, 0 C ;
Volume total d'eau dans le système, l
Où 
- le volume d'eau, respectivement, dans les chauffe-eau, les canalisations, les appareils électroménagers, l, pour 1000 W de puissance thermique du système de chauffage de l'eau.
Un vase d'expansion conçu pour compenser la pression est apparu. en rés. dilatation de la température du liquide de refroidissement avec l'augmentation de la température ; égalisation des différences de pression et compensation des chocs hydrauliques avec max. temp. liquide de refroidissement jusqu'à 100°C ; protection des composants des circuits des systèmes de chauffage et d'eau chaude. d'une pression excessive; une compensation pour les pertes opérationnelles de liquide de refroidissement a été créée. en courant saison de chauffage; éliminer l'air du système.
Poste réservoirs : versions ouvertes et fermées.
Poste réservoirs ouvrir comme technologiquement obsolète et à ce jour. vr. pratique ne sont pas utilisés. Ouvrir le poste. le réservoir est placé au-dessus du point haut du système de chauffage, généralement dans le grenier du bâtiment ou dans les escaliers. cage et recouvert d'une isolation thermique.
Vers l'extension réservoirs fermé le type comprend des réservoirs à membrane, cat. comp. constitué d'un corps en acier divisé par une membrane élastique en deux parties - cavités liquide et gazeuse. La partie liquide du réservoir est conçue pour recevoir le liquide de refroidissement des systèmes de chauffage et de l'eau chaude, la partie gaz du réservoir est remplie à un niveau supérieur. pression avec de l'air ou de l'azote. Pour maintenir la pression requise dans la chambre à gaz du réservoir, il y a un mamelon.
Élimination de l'air.
Dans les systèmes d'eau systèmes de chauffage avec câblage aérien, utiliser un vase d'expansion sans dispositifs. Dans le système, un réseau d'évacuation d'air spécial est connecté par le bas. elle à l'expansion réservoir ou collecteur d'air (à l'aide de soupapes de purge d'air ou de vis). Pour une évacuation fiable de l'air et un drainage de l'eau, des caloducs principaux sont posés. avec une pente. (pas moins de 0,002) dans le sens du mouvement du liquide de refroidissement. Dans les systèmes avec arts du cirque, la vitesse du mouvement. eau> vitesse de montée de l'air, les lignes sont donc posées avec des montées vers les colonnes montantes extérieures et des collecteurs d'air sont installés aux points les plus élevés.
Ventilateurs.
Selon le principe de fonctionnement et la destination des ventilateurs sont divisés en radial (centrifuge), axial, toit et plafond.
Ventilateurs radiaux (centrifuges) . Un ventilateur radial (centrifuge) typique se compose de trois parties principales : une roue avec des pales (parfois appelée rotor), un boîtier en forme de volute et un cadre avec un arbre, une poulie et des roulements.
Fonctionnement du ventilateur radial est la suivante : lorsque la roue tourne, l'air pénètre par l'entrée dans les canaux entre les aubes de la roue, se déplace à travers ces canaux sous l'action de la force centrifuge, est collecté par un carter en spirale et dirigé vers sa sortie. Ainsi, l'air entre dans le ventilateur centrifuge dans la direction axiale et en sort dans une direction perpendiculaire à l'axe.
Ventilateurs axiaux. Le ventilateur axial le plus simple se compose d'une roue montée sur un manchon et montée sur un arbre de moteur électrique, et d'un carter (coquille) dont le but est de créer un flux d'air dirigé. Lorsque la roue tourne, l’air se déplace le long de l’axe du ventilateur, ce qui détermine son nom.
Un ventilateur axial, par rapport à un ventilateur radial, crée plus de bruit pendant le fonctionnement et n'est pas capable de surmonter une plus grande résistance lors du déplacement de l'air. Dans les bâtiments résidentiels et publics, des ventilateurs axiaux doivent être utilisés pour fournir de grands volumes d'air, mais si une pression supérieure à 150-200 Pa n'est pas requise. Les ventilateurs V-06-300-8A, V-06-300-10L et V-06-300-12.5A sont largement utilisés dans les systèmes de ventilation par aspiration des bâtiments publics et industriels.
Sélection des fans . Le ventilateur est sélectionné en fonction du débit L, m 3 / h et la pression totale requise du ventilateur p, Pa, en utilisant les caractéristiques de fonctionnement. Dans ceux-ci, pour une certaine vitesse de rotation des roues, des dépendances sont données entre l'alimentation en air du ventilateur, d'une part, et la pression créée, la consommation électrique et l'efficacité, d'autre part.
La pression totale p, par laquelle le ventilateur est sélectionné, est la somme de la pression statique dépensée pour vaincre la résistance à travers les réseaux d'aspiration et de refoulement, et de la pression dynamique qui crée la vitesse de l'air.
La valeur p, Pa, est déterminée par la formule
Lors de la sélection d'un ventilateur, vous devez vous efforcer de vous assurer que les valeurs de pression et de débit requises correspondent à la valeur d'efficacité maximale. Ceci est dicté non seulement par des considérations économiques, mais également par le désir de réduire le bruit des ventilateurs lorsqu'ils fonctionnent à des niveaux d'efficacité élevés.
La puissance requise, kW, du moteur électrique du ventilateur est déterminée par la formule
où L- débit du ventilateur, m 3 /h ; R.- pression créée par le ventilateur, kPa ; d], - le rendement du ventilateur, pris en fonction de ses caractéristiques ; t 1рп est le rendement de l'entraînement par courroie, avec un entraînement par courroie trapézoïdale égal à 0,95, avec une courroie plate -0,9.
La puissance installée du moteur électrique est déterminée par la formule
Où UN- facteur de réserve de marche
Le type de moteur électrique du ventilateur doit être choisi en tenant compte des conditions de fonctionnement de ce dernier - la présence de poussières, de gaz et de vapeurs, ainsi que la catégorie de risque d'incendie et d'explosion de la pièce.
Appareils électroménagers au gaz.
Brûleurs de poêle installés dans les poêles domestiques lors de leur conversion à la combustion du gaz. L'appareil est utilisé dans des fours sans portes, équipés de stabilisateurs de tirage, avec des modes de cuisson continus et périodiques.
L'appareil dispose de deux modes de fonctionnement : normal, lorsque les brûleurs principal et pilote fonctionnent, et réduit, lorsque seul le brûleur pilote fonctionne. Lors du fonctionnement en mode réduit, la vanne du brûleur principal doit être fermée.
Les fours de chauffage peuvent être équipés de brûleurs et d'autres types de dispositifs de sécurité automatiques qui ont été testés de la manière prescrite, acceptés pour la production et disposant d'un passeport.
Cuisinières à gaz domestiques
Les poêles sont divisés en poêles au sol et de table (portables). Les cuisinières de table n'ont pas de four et sont également appelées tagans. Des poêles à quatre, trois et deux brûleurs sont utilisés.
Selon la conception, les dalles sont réalisées en confort standard et accru. Les cuisinières à gaz Deluxe sont équipées d'un éclairage de four, d'un brûleur haute puissance, de robinets de brûleur de table avec une position fixe « petite flamme » et d'un dispositif de réglage de la position horizontale de la table. Ils peuvent également être équipés en plus d'un brûleur de table de faible puissance, d'un allumage électrique des brûleurs de table et du four, d'un brûleur de friture au four, d'une broche de four à entraînement électrique et manuel, d'un thermostat de four et d'un contrôle automatique de la combustion.
1. Gaz parfait, définition et ses propriétés.
2. Thermodynamique. système, thermodynamique. processus, paramètres des gaz parfaits.
3. Equations d'état d'un gaz parfait. Phys. signification de la constante des gaz.
4. Énergie interne d'un gaz parfait. Paramètres d'état.
5. Travail au gaz. Paramètre de processus.
6. Capacité calorifique du gaz.
7. Mélanges de gaz.
8. La première loi de la thermodynamique, son expression mathématique.
9. Expression de la première loi de la thermodynamique pour la décomposition. thermodynamique processus
10. Cycles circulaires. Coefficients thermodynamiques et frigorifiques.
11. Cycle de Carnot. Théorème de Carnot.
12. Du vrai gaz. Génération de vapeur en coordonnées PV. Chaleur de production de vapeur. Niveau de séchage de la vapeur.
13. Air humide. Ses propriétés.
14. Diagramme I-D de l'air humide. Etude des procédés de traitement de l'air à l'aide du diagramme I-d.
15. Champ de température du corps. Gradient de température.
16. Conductivité thermique. Loi de Fourier.
17. Conductivité thermique d'un mur plat. Équation de base de la chaleur.
18. Transfert de chaleur par convection. Équation de Newton-Richmann. Coeff. transfert de chaleur.
19. Détermination du coefficient de transfert thermique à l'aide d'équations critères.
20. Transfert de chaleur radiante. Équation de Stefan-Boltzmann.
21. Loi de Kirchhoff et Lambert.
22. Transfert de chaleur. Ur-e et coefficient de transfert thermique pour un mur plat.
23. Échangeurs de chaleur. Définition des surfaces chauffantes pour les échangeurs de chaleur à récupération.
24. Microclimat intérieur.
25. Résistance au transfert de chaleur externe. escrime. Relations entre eux.
26. Résistance thermique des clôtures. Coefficient d'absorption thermique S. Valeur d'inertie thermique D.
27. Perméabilité à l'air des clôtures. Résistance à la perméabilité à l'air des clôtures.
28. Détermination des pertes de chaleur à travers les clôtures. Règles de mesure des surfaces de refroidissement.
29. Définition des déperditions thermiques par agrandissement. indicateurs. Caractéristiques thermiques spécifiques du bâtiment.
30. Système de chauffage : basique E-mail, cours, exigences, présentation. à l'installation de chauffage.
31. Conclusion gravitationnelle pression pour un système de chauffage à deux tuyaux.
32. Définition de la circulation pression dans un système monotube.
33. Centre des systèmes de pipelines. les systèmes de chauffage, leurs raccordements, les méthodes d'installation.
34. Développer réservoir, sa fonction, son installation, le point de raccordement aux conduites du système de chauffage, la détermination du volume du réservoir.
35. Élimination de l'air des systèmes de chauffage à eau.
36. Système. vapeur. chauffage. Principe de fonctionnement, classe, basique. schème. Purge d'air du système vapeur. chauffage. La région utilise des systèmes de chauffage au gaz.
37. Réchauffe. dispositifs système. centre. chauffage. Classe, exigences pour eux. Caractéristiques types de chauffage dispositifs.
38. Placement et installation, méthodes de raccordement et de chauffage. dispositifs pour canalisations de système chauffage. Schémas d'alimentation en liquide de refroidissement des appareils de chauffage.
39. Le coefficient de transfert de chaleur est chauffé. dispositifs. Détermination de la surface chauffante des appareils.
40. Caractéristiques du calcul de la surface des appareils de chauffage.
41. Réglage de la puissance calorifique des appareils de chauffage.
42. Carburant. Composition élémentaire. Pouvoir calorifique du carburant
43. Combustion de carburant. Théorique et des actions volume d'air requis pour la combustion du carburant.
44. Méthodes de combustion du carburant. Types d'appareils à combustion, leurs caractéristiques.
45. Installation de chaudière. Déf. Types d'appareils à combustion, leurs caractéristiques.
46. Alimentation en chauffage centralisée. Schéma d'une centrale thermique.
47. Réseaux de chaleur, modalités de pose des réseaux de chaleur, types d'isolation.
48. Raccordement des systèmes de chauffage locaux aux réseaux de chaleur.
49. Échange d'air, méthodes pour le déterminer.
50. Objectif et classification des systèmes de ventilation
51. Naturel ventilation : infection, aération, système de ventilation par conduits.
52. Conduit d'échappement gravitationnel système de ventilation, conception et son aérodynamisme. calcul.
53. Système de ventilation mécanique. Ses éléments.
54. Appareils de purification de l'air.
55. Appareils de chauffage de l'air.
56. Ventilateurs : classification, principe de fonctionnement des ventilateurs axiaux et centrifuges. Sélection de fans.
57. Approvisionnement en gaz. Schémas de base. Construction d'un système d'approvisionnement en gaz.
58. Appareils électroménagers au gaz.
Gaz parfait, définition et propriétés.
Les gaz dont les molécules n'ont pas de forces d'interaction et dont les molécules elles-mêmes sont des points matériels avec des volumes négligeables sont appelés gaz parfaits. Le concept de gaz parfait a été introduit pour simplifier l'étude des processus thermodynamiques et obtenir des formules de calcul plus simples.
Les propriétés d'un gaz parfait basées sur des concepts de cinétique moléculaire sont déterminées sur la base du modèle physique d'un gaz parfait, dans lequel les hypothèses suivantes sont faites :
Le volume d'une particule de gaz est nul (c'est-à-dire que le diamètre de la molécule est négligeable par rapport à la distance moyenne qui les sépare) ;
L'impulsion n'est transmise que lors des collisions (c'est-à-dire que les forces attractives entre les molécules ne sont pas prises en compte et les forces répulsives n'apparaissent que lors des collisions) ;
L'énergie totale des particules de gaz est constante (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de transfert d'énergie dû au transfert de chaleur ou au rayonnement) ;
Le temps d’interaction entre molécules est négligeable par rapport au temps moyen entre collisions ;
L'objet d'étude le plus simple est un gaz parfait. Un gaz parfait est un gaz dont les molécules ont une taille négligeable et n'interagissent pas à distance. Et lors des collisions, ils interagissent comme des balles parfaitement élastiques. Un gaz parfait est une abstraction. Mais ce concept est utile car il simplifie les calculs techniques des moteurs thermiques et des processus qui s'y déroulent.
Les principaux paramètres d'un gaz caractérisant son état sont le volume, la pression, 
, et la température, 
.
3. Unité de masse atomique (a.u.m.).
Les masses moléculaires sont très petites, 
10-27 kg. Par conséquent, pour caractériser les masses des atomes et des molécules, on utilise des quantités appelées unité de masse atomique d'un élément ou d'une molécule,
1h du matin = 1,67 10 -27 kg = 
.
Les masses de tous les atomes et molécules sont mesurées en amu :
= 12 uma, 
= 14 uma, 
= 16 uma
Moléculaire relative ( 
) ou atomique ( 
) la masse est le rapport entre la masse d'une molécule ou d'un atome et (1/12) la masse d'un atome de carbone 
.
Comme le montre la définition 
- des quantités sans dimension. Unité de masse égale à (1/12) la masse d'un atome de carbone 
appelée unité de masse atomique. (a.e.m.). Notons cette unité (c'est-à-dire amu), exprimée en kilogrammes, par 
. Alors la masse de l'atome sera égale 
, et la masse de la molécule est 
.
Quantité d'une substance qui contient un nombre de particules (atomes ou molécules) égal au nombre d'atomes dans 0,012 kg d'isotope. 
, s'appelle une taupe.
Le nombre de particules contenues dans une mole d’une substance est appelé nombre d’Avogadro. 
= 6,022 10 23 mol -1. La masse d’une taupe s’appelle la masse molaire.
(1)
Dans le cas du carbone 
= 1,66 10 -27 kg.
De (2) il résulte que
= 0,001 kg/mol.
(3)
= 0,001
En remplaçant (3) dans (1), nous avons
=
kg/mole
g/mol.
Ainsi, la masse d'une taupe, exprimée en grammes, est numériquement égale à la masse moléculaire relative. 
= 12 heures
= 12 g/mole, 
= 16 uma
= 16 g/mole, 
= 32 heures du matin
= 32 g/mol.
4. Propriétés d'un gaz parfait.
Les dimensions des molécules sont d'environ 1 A = 10 -10 m. 
La pression est égale à la force agissant perpendiculairement à une unité de surface,
. La pression en SI est mesurée en Pa (pascals). Pa = n/m2, 1 kg/cm2 = 1 atm = 9,8 10 4 Pa, 1 mm Hg. = 133 Pa.
5. Équation de Mendeleïev-Clapeyron.
À faibles densités, les gaz obéissent à l'équation 
Équation d'état de Mendeleev-Clapeyron pour un gaz parfait, 
- nombre de taupes,
= 8,31 J/mol K. L'équation peut prendre une forme différente si vous entrez les quantités
.
= 1,38 10 -23 J/K : 
Si
.
= 1,38 10 -23 J/K : 
est la concentration de particules, alors
.
, Que
Cette expression est utilisée en aérodynamique.
6. Équation de base de la théorie cinétique des gaz (équation de Clausius).
L'équation de base de la théorie de la cinétique moléculaire relie les paramètres de l'état d'un gaz aux caractéristiques du mouvement des molécules. 
Pour dériver l'équation, une méthode statistique est utilisée, c'est-à-dire connaître les caractéristiques des molécules de gaz individuelles 
(concentration) peut être trouvé
- pression du gaz, caractéristiques de l'ensemble du gaz. 
Pour dériver l’équation, considérons un gaz parfait monoatomique. Les molécules se déplacent de manière chaotique. Les vitesses des molécules sont différentes. Supposons que le nombre de collisions mutuelles entre molécules de gaz soit négligeable par rapport au nombre d'impacts sur les parois de la cuve ; les collisions de molécules avec les parois de la cuve sont absolument élastiques. Trouvons la pression sur les parois du récipient, en supposant que le gaz se trouve dans un récipient cubique avec un bord
. Nous recherchons la pression comme le résultat moyen des impacts des molécules de gaz sur les parois du récipient. 
1). Selon la troisième loi de Newton, le mur reçoit l'impulsion de chaque molécule 
2). Pendant 
des sites
atteindre uniquement les molécules contenues dans le volume 
3). Le nombre de ces molécules en volume
.
équivaut à
.
4). Le nombre d'impacts sur la plateforme est égal à
5). Lorsque les molécules entrent en collision, elles transfèrent leur élan à la zone 
Étant donné que 
- force et
- pression,
(1)
nous avons pour la pression 
Si le volume de gaz contient 
molécules qui se déplacent à des vitesses
.
(2)
, nous devons alors introduire le concept de vitesse quadratique moyenne en utilisant la formule
=
Équation de base de la théorie cinétique des gaz.
Cette équation peut être réorganisée en notant que
.
.
D'un autre côté
.
.
L'énergie cinétique moyenne du mouvement chaotique des molécules est directement proportionnelle à la température et ne dépend pas de la masse. À T=0 
= 0, le mouvement des molécules de gaz s'arrête et la pression est nulle.
La température absolue, T, est une mesure de l'énergie cinétique moyenne du mouvement de translation des molécules d'un gaz parfait. Mais cela n’est vrai qu’à des températures modérées, tant qu’il n’y a pas de désintégration ou d’ionisation des molécules et des atomes. Si le nombre de particules dans le système est petit, cela est également incorrect, car il est impossible d'introduire le concept de vitesse quadratique moyenne.
Depuis 
Et 
devrait
=
.
DÉFINITION : Un gaz parfait est un gaz dont les propriétés satisfont aux conditions suivantes :
a) les collisions de molécules d'un tel gaz se produisent sous la forme de collisions de boules élastiques dont les dimensions sont négligeables ;
b) de collision en collision, les molécules se déplacent de manière uniforme et rectiligne ;
c) les forces d'interaction entre molécules sont négligées.
Les gaz réels à température ambiante et à pression normale se comportent comme des gaz parfaits. Les gaz parfaits peuvent être considérés comme des gaz tels que l'hélium et l'hydrogène, dont les propriétés, même dans des conditions ordinaires, correspondent aux lois d'un gaz parfait.
L'état d'une certaine masse de gaz parfait sera déterminé par les valeurs de trois paramètres : P, V, T. Ces valeurs, caractérisant l'état du gaz, sont appelées paramètres d'état. Ces paramètres sont naturellement liés les uns aux autres, donc une modification de l’un d’eux entraîne une modification de l’autre. Cette relation peut être spécifiée analytiquement comme une fonction :
Une relation qui établit un lien entre les paramètres d'un corps est appelée équation d'état. Cette relation est donc l’équation d’état d’un gaz parfait.
Considérons quelques-uns des paramètres d'état caractérisant l'état du gaz :
1) Pression(P). Dans un gaz, la pression résulte du mouvement chaotique des molécules, à la suite duquel les molécules entrent en collision les unes avec les autres et avec les parois du récipient. En raison de l'impact des molécules sur la paroi du récipient, une certaine force moyenne agira sur la paroi du côté des molécules. dF. Supposons que la surface DS, Alors . Ainsi:
DÉFINITION (mécanique) : Pression est une grandeur physique numériquement égale à la force agissant sur une unité de surface qui lui est normale.
Si la force est uniformément répartie sur la surface, alors . Dans le système SI, la pression est mesurée en 1Pa=1N/m2.
2) Température(T).
DÉFINITION (provisoire) : Température Le corps est une grandeur thermodynamique qui caractérise l'état d'équilibre thermodynamique d'un système macroscopique.
La température est la même pour toutes les parties d’un système isolé en état d’équilibre thermodynamique. Autrement dit, si les corps en contact sont dans un état d'équilibre thermique, c'est-à-dire n'échangent pas d'énergie par transfert de chaleur, alors ces corps se voient attribuer la même température. Si, lors de l'établissement d'un contact thermique entre des corps, l'un d'eux transfère de l'énergie à l'autre par transfert de chaleur, alors le premier corps se voit attribuer une température plus élevée que le second.
Toutes les propriétés corporelles (signature thermique) qui dépendent de la température peuvent être utilisées pour quantifier (mesurer) la température.
Par exemple: si nous choisissons le volume comme indicateur de température et supposons que le volume change linéairement avec la température, puis en choisissant la température de fonte de la glace à « 0 » et la température d’ébullition de l’eau à 100°, nous obtenons une échelle de température appelée échelle Celsius. Selon lequel l'état dans lequel un corps thermodynamique a un volume V doit se voir attribuer une température :
Pour déterminer sans ambiguïté l'échelle de température, il est nécessaire de se mettre d'accord, outre la méthode d'étalonnage, également sur le choix d'un corps thermométrique (c'est-à-dire le corps sélectionné pour la mesure) et la caractéristique de température.
Connu deuxéchelles de température :
1) t– échelle de température empirique ou pratique (°C). (Nous parlerons plus tard du choix d'un corps thermométrique et d'une caractéristique de température pour cette échelle).
2) T– échelle thermodynamique ou absolue (°K). Cette échelle ne dépend pas des propriétés du corps thermodynamique (mais cela sera discuté plus tard).
La température T, mesurée sur une échelle absolue, est liée à la température t sur une échelle pratique par la relation
T = t + 273,15.
L'unité de température absolue s'appelle Kelvin. La température sur une échelle pratique est mesurée en degrés. Celsius (°C). Valeurs en degrés. Kelvin et degrés. Les degrés Celsius sont les mêmes. Une température égale à 0°K est appelée zéro absolu, elle correspond à t=-273,15°C
