Vetitë termodinamike të metanit. Parametrat kritikë të gazit

Gjatë kryerjes së llogaritjeve termike të tubacioneve të gazit, është e nevojshme të dihet vlera e kapaciteteve specifike të nxehtësisë së gazrave. Kapaciteti specifik i nxehtësisë i një gazi është sasia e nxehtësisë që duhet t'i jepet një njësie mase (ose vëllimi) të gazit në mënyrë që temperatura e tij në një proces të caktuar të ndryshojë me 1 ° C.

Kapaciteti i nxehtësisë i një gazi varet nga natyra e procesit. Për shembull, nëse ka gaz në një rezervuar gazi që nxehet me 1°C, por në raste të ndryshme vëllimi i gazit ndryshon ndryshe. Puna me gaz do të jetë e ndryshme. Në këtë drejtim, kapaciteti i nxehtësisë i gazit nuk do të jetë i njëjtë. Kjo do të varet nga natyra e procesit në vazhdim.

Kapacitetet e nxehtësisë së dy proceseve më të thjeshta përdoren më gjerësisht në llogaritjet termodinamike: në presion konstant ME R dhe me volum konstant ME v .

Në çdo proces të veçantë të ndryshimit të gjendjes së një gazi, sasia e nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur 1 kg gaz me 1°C në një presion të caktuar varet nga temperatura absolute e gazit. Sasia e nxehtësisë rezulton të jetë e ndryshme në temperatura të ndryshme të gazit. Në një temperaturë të caktuar të gazit, sasia e nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur 1 kg gaz me 1°C varet nga presioni.

Për tubacionet urbane të gazit, kapaciteti termik i gazrave ndryshon brenda kufijve të ngushtë, kështu që vlera e kapacitetit të nxehtësisë mund të merret si konstante.

Vlerat e kapacitetit të nxehtësisë në masë ME R disa gazra (në kJ/(kg∙K):

Butani……….1,592 2,021

Ajri......1.003 1.010

Metani……….2,165 2,448

Propani……….1,549 2,016

Në tabelë Tabela 7.2 tregon vlerat e kapacitetit të nxehtësisë në masë në presion konstant për metanin në varësi të presionit dhe temperaturës. Për gazet ideale është e vlefshme lidhja e mëposhtme (ligji i Mayer-it):

Ku Me R - Kapaciteti specifik i nxehtësisë në presion konstant në J/(kg∙K); с υ - kapaciteti specifik i nxehtësisë në vëllim konstant në J/(kg∙K); R - konstante e gazit në J/(kg∙K).

Kështu, nëse dihet kapaciteti specifik i nxehtësisë në presion konstant, mund të përcaktohet kapaciteti i nxehtësisë në vëllim konstant.

Kapacitetet e nxehtësisë specifike të masës në presion konstant dhe vëllimi konstant i gazeve ideale janë funksion i vetëm një temperature, d.m.th., ato varen vetëm nga temperatura.

Tabela 7.2

Kapacitetet masive të ngrohjesME R (në kJ/(kg∙K) metani në presion konstant

Tabela tregon vlerat e përçueshmërisë termike të gazeve në varësi të temperaturës dhe presionit.
Vlerat e përçueshmërisë termike tregohen për temperaturat në intervalin nga 20 K (-253 °C) deri në 1500 K (1227 °C) dhe presionin nga 1 deri në 1000 atmosfera.

Ne tavoline Është dhënë përçueshmëria termike e gazeve të mëposhtme: , , freon-14 CF 4, etilen C 2 H 4. Dimensioni i përçueshmërisë termike W/(m deg).

Duhet theksuar se Përçueshmëria termike e gazeve rritet me rritjen e temperaturës dhe presionit. Për shembull, përçueshmëria termike e gazit të amoniakut në temperaturën e dhomës dhe presionin normal atmosferik është 0,024 W/(m deg), dhe kur nxehet me 300 gradë, përçueshmëria termike rritet në një vlerë prej 0,067 W/(m deg). Nëse presioni i këtij gazi rritet në 300 atmosfera, vlera e përçueshmërisë termike do të bëhet edhe më e lartë dhe do të ketë një vlerë prej 0,108 W/(m deg).

Shënim: Kujdes! Përçueshmëria termike në tabelë tregohet me një shumëzues prej 10 3. Mos harroni të pjesëtoni me 1000!

Përçueshmëria termike e gazeve inorganike në varësi të temperaturës

Tabela jep vlerat e përçueshmërisë termike të gazeve inorganike në varësi të temperaturës në presion normal atmosferik. Vlerat e përçueshmërisë termike të gazeve tregohen në temperatura nga 80 në 1500 K (-193...1227 °C).

Tabela tregon përçueshmërinë termike të gazrave të mëposhtëm: oksidi i azotit N 2 O, heksafluoridi i squfurit SF 6, oksidi i azotit NO, sulfidi i hidrogjenit H 2 S, amoniaku NH 3, dioksidi i squfurit SO 2, avulli i ujit H 2 O, dioksidi i karbonit CO 2, avull me ujë të rëndë D 2 O, ajër.

Duhet theksuar se Përçueshmëria termike e gazeve inorganike rritet me rritjen e temperaturës së gazit.

Shënim: Përçueshmëria termike e gazeve në tabelë tregohet me një shumëzues prej 10 3. Mos harroni të pjesëtoni me 1000!

Përçueshmëria termike e gazeve organike në varësi të temperaturës

Tabela tregon vlerat e përçueshmërisë termike të gazeve organike dhe avujve të disa lëngjeve në varësi të temperaturës në presion normal atmosferik. Vlerat e përçueshmërisë termike të gazeve janë dhënë në tabelë në intervalin e temperaturës nga 120 në 800 K.

Përçueshmëria termike e gazeve dhe lëngjeve organike të mëposhtme është dhënë: aceton CH 3 COCH 3, oktan C 8 H 18, pentan C 5 H 12, butan C 4 H 10, heksan C 6 H 14, propylene C 3 H 6, heptan C 7 H 16, alkool amil C 5 H 11 OH, ksilen C 8 H 10, alkool izopropil C 2 H 7 OH, metan CH 4, alkool metil CH 3 OH, tetraklorur karboni CCl 4, cikloheksan C 6 H 12, etan C 2 H 6, tetrafluorid karboni CF 4, freon-11 3, klorur etilik C 2 H 5 Cl, freon-12 CF 2 Cl 2, etilen C 2 H 4, freon-13 CF 3 Cl, formatet etil HCOOC 2 H 5, freon-21 CHFCl 2, eter dietil (C 2 H 5) 2 O.

Siç mund të shihet nga të dhënat e tabelës, vlera e përçueshmërisë termike të gazeve organike rritet gjithashtu me rritjen e temperaturës së gazit.

Bej kujdes! Përçueshmëria termike në tabelë tregohet me një shumëzues prej 10 3. Mos harroni të pjesëtoni me 1000! Për shembull, përçueshmëria termike e avullit të acetonit në një temperaturë prej 400 K (127°C) është 0,0204 W/(m deg).

Tabela tregon dendësia e metanit në temperatura të ndryshme, duke përfshirë densitetin e këtij gazi në kushte normale (në 0°C). Janë dhënë gjithashtu vetitë e tij termofizike dhe karakteristikat e gazeve të tjera të metanit.

Janë paraqitur në vijim Vetitë termofizike të gazeve të metanit: koeficienti i përçueshmërisë termike λ , η , numri Prandtl Pr, viskoziteti kinematik ν , kapaciteti specifik i nxehtësisë në masë C fq, raporti i kapacitetit të nxehtësisë (eksponent adiabatik) k, koeficienti i difuzivitetit termik a dhe dendësia e gazeve të metanit ρ . Vetitë e gazeve jepen në presion normal atmosferik në varësi të temperaturës - në intervalin nga 0 në 600 ° C.

Gazet e metanit përfshijnë hidrokarburet me formula bruto C n H 2n+2 si: metan CH 4, etan C 2 H 6, butan C 4 H 10, pentan C 5 H 12, heksan C 6 H 14, heptan C 7 H 16, oktan C 8 H 18. Ata quhen gjithashtu seri homologe të metanit.

Dendësia e gazeve të metanit ndërsa temperatura e tyre rritet, ajo zvogëlohet për shkak të zgjerimit termik të gazit. Kjo natyrë e varësisë së densitetit nga temperatura është gjithashtu tipike. Duhet të theksohet gjithashtu se dendësia e gazeve të metanit rritet me rritjen e numrit të atomeve të karbonit dhe hidrogjenit në molekulën e gazit (numrat n në formulën C n H 2n+2).

Gazi më i lehtë i konsideruar në tabelë është metani - Dendësia e metanit në kushte normale është 0,7168 kg/m3. Metani zgjerohet kur nxehet dhe bëhet më pak i dendur. Kështu, për shembull, në temperaturat 0°C dhe 600°C, dendësia e metanit ndryshon përafërsisht 3 herë.

Përçueshmëria termike e gazeve të metanit zvogëlohet me rritjen e numrit n në formulën C n H 2n+2. Në kushte normale, ai ndryshon në intervalin nga 0,0098 në 0,0307 W/(m deg). Sipas të dhënave në tabelë rezulton se Gazrat si metani kanë përçueshmërinë më të lartë termike.— koeficienti i tij i përçueshmërisë termike, për shembull në 0°C, është i barabartë me 0,0307 W/(m deg).

Përçueshmëria termike më e ulët (0,0098 W/(m deg) në 0°C) është karakteristikë e gazit oktan. Duhet të theksohet se kur gazrat e metanit nxehen, përçueshmëria e tyre termike rritet.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë në masë i gazrave të përfshirë në serinë homologe të metanit rritet kur nxehet. Vetitë e tyre si viskoziteti dhe difuziviteti termik gjithashtu rriten në vlerë.