Температура абсолютного нуля для воды

Абсолютная или термодинамическая шкала установлена по температуре абсолютного нуля и тройной точке воды, которая равна 273,16 К. Тройной точкой называется такое состояние вещества, при котором одновременно могут совместно находиться все три фазы (для воды пар, вода и лед Р = 610,755 Па). Температура плавления льда при давлении р = 101325 Па равна 273,15° С. [c.7]

Термодинамическая температурная шкала в настоящее время уста навливается по температуре абсолютного нуля 0°К и тройной точке воды, которой приписывается значение 273,16° К. Точка плавления льда, таким образом, лежит на О,ОГК ниже тройной точки. В тройной точке все три фазы воды пар, вода и лед — находятся друг с другом в равновесии. Давление в 0,006228 ат представляет собой давление насыщения воды находящейся в равновесии со льдом. Это давление определяется свойством самого вещества и не требует специальных мёр для его поддержания, как в точке кипения воды или в точке плавления льда. [c.7]

Для задач технической термодинамики важно не абсолютное значение внутренней энергии, а ее изменение в различных термодинамических процессах. Поэтому начало отсчета внутренней энергии может быть выбрано произвольно. Например, в соответствии с международным соглашением для воды за нуль принимается значение внутренней энергии при температуре 0,01 °С и давление 610,8 Па, а для идеальных газов — при [c.12]

Следует отметить, что в тех случаях, когда масса каждого из участвующих в процессе веществ не изменяется (например, при термодинамическом анализе различных циклов), интерес представляет изменение энтропии, а не абсолютная величина ее, благодаря чему численное значение постоянной 5о при этом оказывается несущественным. Поэтому часто значение выбирают произвольным образом исходя из соображений практического удобства. В частности, значение энтропии жидкой воды, имеющей температуру тройной точки и находящейся под давлением насыщенных паров, принимают обычно равным нулю для газов в идеальном состоянии отсчет энтропии производят от 0° С или 0° К. Наоборот, для расчета процессов, сопровождающихся изменением массы исходных веществ и образованием из них новых, характеризующихся вообще другим абсолютным значением энтропии (например, в случае химических реакций), необходимо точно знать величину 5о. [c.71]

Существование энтропии позволяет ввести так называемую тепловую диаграмму — Т — з-диаграмму (рис. 3.7). На оси ординат наносят значения термодинамической температуры от абсолютного нуля, на уровне Т=0 К проводят ось абсцисс, которую снабжают масштабом энтропии з, кДж/(кг-К). Вопрос о начале отсчета энтропии решается третьим законом термодинамики. В технической термодинамике в подавляющем больщинстве случаев представляет интерес приращение энтропии, поэтому начало отсчета на оси энтропии выбирают по соглащению (например, на энтропийных диаграммах для воды считают, что з=0 при /= = 0,01 °С) или же такое начало отсутствует вообще. [c.65]

Изобретателям аплодируют редко, хотя решаемые ими технические задачи, непрерывно усложняясь, напоминают иногда эволюцию цирковых номеров. С такой точки зрения интересно взглянуть на развитие конструкций насосов. Сначала они служили только для перекачки воды — жидкости податливой, неагрессивной. Это была предельно простая задача. Потом появились насосы для перекачки керосина, бензина, кислот, различных летучих и легко воспламеняющихся ядовитых и агрессивных составов. Понадобились взрывобезопасные конструкции, снабженные нейтрализаторами статического электричества, герметическими уплотнениями, стойкой футеровкой и т. д. По мере развития техники производственники сталкивались со все новыми жидкостями невероятно разнообразных свойств, причем одновременно расширялись диапазоны всех рабочих параметров — давлений, скоростей, температур, и всякий раз в технические требования к насосам приходилось включать все новые условия. Без преувеличения можно сказать, что каждый шаг технического прогресса обязательно сопровождается появлением насосов принципиально новых типов. Недаром эти устройства, казалось бы, очень узкого назначения патентоведы выделили в отдельный 59-й класс. Так, с развитием космонавтики появились насосы для перекачки сжиженного азота, водорода и кислорода при температурах порядка двухсот градусов холода в условиях невесомости и космического вакуума. Техника сверхпроводимости вызвала к жизни насосы для жидкого гелия, работающие вообще близ абсолютного нуля, радиотехника и телемеханика стимулировали появление аппаратов, способных вылавливать чуть не отдельные молекулы газа, ядерная энергетика породила насосы для горячих радиоактивных субстанций. Можно еще упомянуть насосы для абразивных жидкостей, которые обычную конструкцию съедают за несколько часов, насосы для вязких нефтей, битумов и лечебных грязей, насосы, гасящие пену, и т. д. и т. п.— имя им легион [c.163]

С помощью второй теоремы об обратимой работе (разд. 10.8) было установлено существование абсолютного нуля термодинамической температуры. Это позволило определить единицу измерения термодинамической температуры в системе СИ, получившую название кельвин, для чего в качестве температуры опорного резервуара была выбрана тройная точка воды, которой было приписано точное значение 273,16 кельвина (273,16 К). Далее была определена усеченная термодинамическая температура, или температура по Цельсию [c.160]

В абсолютной шкале для температуры тройной точки воды принято значение 273,16 (точно). Интервал температур между абсолютным нулем и температурой тройной точки воды разделен на 273,16 части, и каждая часть, равная, следовательно, 1/273,16, названа кельвином (К). Температуры по шкале Кельвина обозначаются Т. [c.8]

Для измерения температуры в СИ принята термодинамическая шкала Кельвина, в которой для температуры тройной точки воды установлено значение 273,16° К. Под тройной точкой воды понимают точку равновесия воды в твердой, жидкой и газообразной фазе. По этой шкале ну- левым значением температуры является абсолютный нуль (—273°С). Температуру по Цельсию обозначают t, а по Кельвину Т. Переход от одной температурной шкалы к другой следующий Г = <-1-273,15°, t = T—273,15°. [c.4]

Температура. Третьей основной величиной, характерной для состояния тела, является температура она измеряется в технике градусами международной 100-градусной шкалы (°С), 0° которой соответствует температуре плавления льда, а 100° — температуре кипения воды при давлении, равном 1 атм (760 мм рт. ст.). В термодинамических же исследованиях большие удобства представляет так называемая абсолютная шкала, расстояние между постоянными точками которой тоже разделено на 100 частей, как и в международной 100-градусной шкале, а нуль шкалы (абсолютный нуль) перенесен на 273 деления ниже точки плавления льда. По определению Ломоносова абсолютный нуль — высшая и последняя степень холода . Температуру, отсчитываемую по абсолютной шкале, называют абсолютной температурой (Г) она выражается числом градусов (° К) , на 273 большим, чем температура, отсчитанная от точки таяния льда (/°С), т. е. [c.17]

Радиационное охлаждение. В районах с сухим жарким климатом большое количество теплоты излучается в ночное время в открытый космос. Температура космического пространства близка к абсолютному нулю, однако атмосфера Земли влияет таким образом, что эффективная температура излучения ночного небосвода мало отличается от температуры наружного воздуха. В условиях прозрачной атмосферы эта температура ниже температуры воздуха на 8—14 °С в жарком влажном климате и на 14—20 °С в жарком сухом климате. Плотность потока излучения абсолютно черного тела при температуре небосвода — 11°С составляет 63 Вт/м а для материалов с высокой излучательной способностью при низких температурах, соответствующих длинам волн 8— 12 мкм, плотность потока излучения может составлять 50 Вт/м и температура излучающей поверхности может понижаться на 20—40°С. При ясном небе и прозрачной атмосфере вода в мелких открытых резервуарах в горах ночью замерзает. [c.89]

Температура. Ранее уже отмечалось, что молекулы воздуха совершают непрерывное хаотическое движение. При нагревании воздуха скорость хаотического движения молекул возрастает. Для измерения температуры тел установлено несколько шкал. В технике применяются в основном шкалы Цельсия и Кельвина (абсолютная шкала). Нуль градусов Цельсия соответствует постоянной точке плавления льда, а сто градусов — постоянной точке кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Температура, отсчитываемая по шкале Цельсия, обозначается °С. Температура ниже нуля называется отрицательной, а выше — положительной. Нуль градусов абсолютной шкалы (ОК) находится на 273° ниже нуля шкалы Цельсия (точнее 273,16°). Эта точка шкалы называется абсолютным нулем. При абсолютном нуле прекращается тепловое, т. е. хаотическое, движение молекул. Так как и на абсолютной шкале расстояние между точками плавления льда и кипения водь [c.18]

Тройная точка для каждого вещества характеризуется определенной парой значений давления и температуры аналогично критической точке. Поэтому в настоящее время термодинамическая шкала температур устанавливается с помощью абсолютного нуля 0°К и с. помощью тройной точки, температура которой принимается равной 273,16° К (см. стр. 7). Международная температурная шкала, напротив, еще сегодня опирается на точку плавления льда 273,15° К и точку кипения воды 373,15° К. [c.150]

Этим способом можно для всех индивидуальных веществ установить зависимость энтропии от температуры, определив теплоемкости и энтальпии фазовых переходов во всем интервале температур, допустимом для измерений вплоть до непосредственной близости к абсолютному нулю. При этом остается неопределенной ее константа интегрирования. Обычно ее выбирают по соглашению из соображений удобства. В таблицах водяного пара, в частности, энтропия жидкой воды при температуре 0°С и соответствующем давлении насыщения принята за нуль. Для газов исходным состоянием обычно считается 0° С и 1 физ. ат. В случае аммиака и углекислоты удельную энтропию жидкости при 0° С и соответствующем давлении насыщения принимают равной I ккал/кг град, для того чтобы избежать отрицательных значений энтропии в важной для холодильной техники области отрицательных температур. Неопределенность константы интегрирования для энтропии устраняется только теоремой Нернста, которую мы рассмотрим далее. [c.327]

Диаграмма s — Т для водяного пара изображена на рис. 27. По ее вертикальной оси откладываются значения абсолютных температур, а по горизонтальной — значения энтропии. Обозначение точек, соответствующих различным стадиям процесса парообразования,— то же, что и в диаграмме v—p (рис. 25). Точка / соответствует начальному состоянию воды, имеющей 0°С и любое давление. Она лежит на оси температур, так как в этом состоянии энтропиЮ воды мы ранее условились считать равной нулю So —0. Линия 1 — к представляет собой верхнюю [c.133]

Полное удаление растворенных в воде газов практически невозможно. Процесс удаления газов из воды происходит до того момента, когда равновесное парциальное давление, соответствующее его концентрации в жидкой фазе, превышает парциальное давление этого газа рт в газовой фазе над раствором. Следовательно, для деаэрации воды и удаления (десорбции) агрессивных газов необходимо понижать их парциальные давления над жидкостью. Это возможно осуществить либо понижением общего давления газовой смеси над водой, либо перераспределением парциальных давлений газов при постоянном давлении газовой смеси. Второй способ универсален и не избирателен по отношению к отдельным газам, присутствующим в воде. Он основан на том, что абсолютное давление над жидкой фазой представляет собой сумму парциальных давлений газов и водяного пара p Xpr-j- j-pj jo- Следовательно, необходимо увеличить парциальное давление водяных паров над поверхностью воды, добиваясь р, и как следствие этого получить 2рг 0. Когда температура воды повышена до температуры насыщения, парциальное давление водяного пара над уровнем воды достигает полного давления над водой, а парциальное давление других газов снижается до нуля, вода освобождается от растворенных в ней газов (рис. 9.2). Недогрев воды до температуры насыщения при данном давлении увеличивает остаточное содержание в ней газов, в частности кислорода (рис. 9.3). Термическая деаэрация воды сочетается с ее подогревом в специальном теплообменнике —- деаэраторе. [c.122]

Энтальпию жидкости вплоть до состояния кипения можно рассчитать, пользуясь уравнением (1.23). Для этой цели условно принимают внутреннюю энергию жидкости в тройной точке, равной нулю. Параметры тройной точки воды абсолютное давление 0,006112 бар (0,006232 кгс/см ) температура 0,01 С. Таким образом, можно считать принятым, что внутренняя энергия воды, кипящей при температуре 0° С, равна нулю и о == 0. Подсчеты показывают, что при этом условии может быть принята приблизительно равной нулю и внутренняя энергия воды, имеющей температуру О" С, но любое заданное давление — 0. Тогда [c.68]

Выше рассмотрено построение термодинамической шкалы температур с основными температурами 0° (точка плавления льда) и 100° (точка кипения воды), интервал между которыми, по определению, принят равным точно ста градусам (шкала Цельсия). Для осуществления перехода от температуры, выраженной в стоградусной шкале (уравнение (21)), к абсолютной температуре достаточно перенести начало отсчета на число градусов, равное температуре нуля Цельсия в абсолютной шкале (0о в уравнении (20)). Эта температура по наиболее точным измерениям составляет 273,15° К (о способе установления этой величины см. 11 настоящей главы). [c.33]

Вода. Для соблюдения постоянства давления заключим 1 кг воды в цилиндр с подвижным поршнем (рис. 11). Пусть для простоты рассуждений температура ее будет 0° С и абсолютное давление р. Примем, что вода несжимаема и имеет наибольшую плотность не при 4° С, как это есть в действительности, а при 0° С удельный объем ее в этом состоянии составит Уо = 0,001 ж /кг, а плотность — ро = 1000 кг/ж . Для не очень высоких давлений можно считать, что и энтальпия в этом состоянии равна нулю, т. е. /о = = О кдж/кг (или о == О ккал/кг). При подводе тепла к воде температура ее и удельный объем будут увеличиваться, однако рост температуры прекратится, когда она достигнет некоторого значения, зависящего от принятого давления ( рис. 12). Эта температура называется температурой кипения. Характеристики воды и водяного пара приводятся обычно в специальных таблицах водяного пара. Сокращенные таблицы водяного пара приведены в приложении 1. [c.38]

Это затруднение было преодолено в ревизии температурной шкалы 1968 г., когда единица температуры по практической и термодинамической шкалам была одинаково определена равной 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Единица получила название кельвин вместо градус Кельвина и обозначение К вместо °К. При таком определении единицы интервал температур между точкой плавления льда и точкой кипения воды может изменять свое значение по результатам более совершенных измерений термодинамической температуры точки кипения. В температурной шкале 1968 г. значение температуры кипения воды было принято точно 100 °С, поскольку не имелось никаких указаний на ошибочность этого значения. Однако новые измерения с газовым термометром и оптическим пирометром, выполненные после 1968 г., показали, что следует предпочесть значение 99,975 °С (см. гл. 3). Тот факт, что новые первичные измерения, опираюшиеся на значение температуры 273,16 К для тройной точки воды, дают значение 99,975 °С для точки кипения воды, означает, что ранние работы с газовым термометром, градуированным в интервале 0°С и 100°С между точкой плавления льда и точкой кипения воды, дали ошибочное значение —273,15 °С для абсолютного нуля температуры. Исправленное значение составляет —273,22 °С. [c.50]

Абсолютная температурная шкала или шкала Кельвина или термодинамическая температурная шкала признана Международным комитетом мер и весов в качестве основной. Определение термодинамической температурной шкалы базируется на втором законе термодинамики и использует цикл Карно. Одним из важнейших свойств термодинамической шкалы является независимость ее от термометрического вещества. Для определения градуса шкалы используется одна реперная точка — тройная точка воды, а нижней границей температурного промежутка является точка абсолютного нуля. Тройной точке воды присваивается температура 273,15 К точно, и таким образом градус Кельвина равен V273.16 части термодинамической температуры тройне точки воды. Термодинамическая температура может быть выражена и в градусах Цельсия с помощью формулы [c.47]

Расчеты, произведенные для воды, ртути, аммиака, фреонов и углекислоты, показали, что в диапазоне давлений Р /Рк -С 0.6 и вплоть до капель радиуса порядка сотых долей мкм обе вычитаемые из единицы величины в выражении для 8 (As) весьма малы. Таким образом, в пределах этой области при фиксированном размере капель поправка к разности энтропий на пограничных кривых S (As) (лэ avJT (пропорциональна отношению капиллярной постоянной к абсолютной температуре). Поскольку с повышением давления растет температура и одновременно уменьшается капиллярная постоянная av [Л. 25], то и поправка 8 (As) на криволинейность поверхности раздела с ростом давления убывает. По мере приближения к критическому состоянию (Рн/Рк > 0.6) усиливается влияние vjv" изменяется и характер температурной зависимости коэффициента поверхностного натяжения, устремляюще- гося в критической точке к нулю. Вид функции а = а (Т) вблизи критического состояния неизвестен. Если считать, что в окрестности критической точки коэффициент поверхностного натяжения пропорционален T — Tf [Л. 27], то в этой области производная daldT и с по- [c.45]

Температуру питательной воды на входе в водяной экономайзер можно снизить применением вакуумного деаэратора, принцип действия которого, равно как и атмосферного деаэратора, заключается в следующем при подогреве воды парциальное давление водяных паров над поверхностью испарения увеличивается, а парциальное давление растворимых в воде кислорода (О2) и углекислоты (СО2) падает, вследствие чего растворимость их уменьшается при дальнейшем подогреве воды до температуры кипения, равной для вакуумного деаэратора 65—70 X (абсолютное давление 0,3—0,32 кгс1см , обеспечивается это пароструйным или водоструйным эжектором), а для атмосферного—104°С (абсолютное давление 1,2 кгс1см ), парциальное давление О2 и СО2 и их растворимость падают почти до нуля. Вследствие получения в вакуумном деаэраторе более низкой температуры питательной воды экономия топлива от дополнительной утилизации тепла отходящих газов составляет 1 — 1,5%. [c.94]

Прочность жидкости на разрыв зависит также от температуры. Очевидно, что при критической температуре она должна быть равной нулю. Лармор [37], а позднее Темперли [53] показали, что в соответствии с уравнением Ван-дер-Ваальса наибольшая температура, при которой жидкость может существовать при нулевом внешнем давлении, равна ее абсолютной критической температуры. При дальнейшем понижении температуры жидкость будет существовать, если отрицательные давления будут увеличиваться. Таким образом, существует теоретическое объяснение повышения прочности жидкости на разрыв при понижении температуры, справедливое для любой жидкости. Для воды теоретическая предельная температура равна 273°С. При более высоких температурах жидкость будет существовать только при положительном внешнем давлении. На фиг. 3.1, заимствованной из работы Бриггса [8], показаны экспериментальные данные для кипяченой воды. Данные для низких температур (от О до 50°С) получены в экспериментах с вращающимися трубками [7], а для высоких температур (от 264 до 270 °С)—в статических экспериментах по предельному перегреву воды в капиллярах [8]. В обоих случаях использовались капиллярные трубки, вытянутые непосредственно перед опытом. Пунктирная часть кривой на фйг. 3.1 получена путем экстраполяции, при которой ориентиром служила точка нулевого предела прочности при критической температуре (374 °С). Эти результаты качественно согласуются с выводами, сделанными на основе уравнения Ван-дер-Ваальса. [c.76]

Шкала Кельвина. В 1948 г. на заседании Консультативного комитета по термометрии обсуждался также вопрос относительно определения абсолютной термодинамической шкалы (шкалы Кельвина) [17]. В 1854 г. Кельвин указал (см. [18]), что для определения абсолютной шкалы необходима только одна реперная точка и что когда интервал между абсолютным нулем и точкой плавления льда станет достаточно хорошо воспроизводимым, абсолютную шкалу можно будет определить с помощью этой реперной точки. Кельвин предполагал, что точности в 0,1° будет достаточно в этом интервале температур. Спустя 20 лет Менделеев (см. [19]) предложил принять шкалу, определенную таким же способом, но с интервалом между абсолютным нулем и точкой плавления льда, разделенным на 1000 частей. В 1939 г. Комитет по шкалам низких температур Национального исследовательского совета США внес в Консультативный комитет по термометрии выдвинутое Джиоком [21] предложение приписать тройной точке воды по термодинамической шкале некоторое постоянное числовое значение и определить шкалу с помощью этой одной точки [20]. [c.23]

Градус Кельвина — единица измерения температуры по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точки воды установлено значение 273,16° К (точно) . Для абсолютной термодинамической шкалы Кельвина, строяш,ейся в соответствии со вторым началом термостатики, нижней границей температурного промежутка служит точка абсолютного нуля единственной экспериментальной реяерной точкой является тройная точка воды, лежащая выше точки таяния льда на 0,01° К. [c.22]

Для измерения температуры пользуются разными шкалами. Каждая температурная шкала характеризуется набором реперных (опорных) точек и единицей — градусом. Шкала Цельсия образуется двумя реперными точками — 0°С и 100° С — соответственно температура плавления льда и температура кипения воды в нормальных условиях (при атмосферном давлении). Шкала Кельвина характеризуется одвой реперной точкой — тройной точкой воды (см. С3.1). По определению температура в этой точке 273,16К. Температура по шкале Кельвина называется также абсолютной. При абсолютном нуле температуры (Г = ОК f = -273,15°С) прекращается всякое движение, кроме нулевых квантовых колебаний. [c.57]

Идеальный газ представляется наилучшим термометрическим веществом, так как имеет простую связь между характеристиками его свойств см. формулу (1.16)] и ряд других достоинств (высокую чувстБнтельиосгь к воздействию теплоты, постоянство свойств н др.). Путем использования (мысленного) идеального газа в качестве термометрического вещества построена идеально-газовая шкала температуры. Для построения стоградусной шкалы можно использовать идеальный газ, приняв за термометрическое свойство, например, объем V. Если в такой идеально-газовой стоградусной шкале за начало отсчета температуры принять состояние, в котором объем V становится равным нулю, то получим шкалу идеально-газовой абсолютной температуры (шкалу Кельвина). Температура тройной точки воды по шкале Цельсия равна 0°С, а по шкале Кельвина 273,15°С связь между температурами по шкале Кельвина (Т, К) и Цельсия (/, °С) имеет вид [c.8]

При 0 = 0 имеет место абсолютная смачиваемость поверхности жидкостью, при 0 = я — абсолютная несмачиваемость. Принято считать поверхность гидрофильной (смачиваемой), если данная жидкость образует на ней угол 0 < п/2) при 0 > (я/2) поверхность считается гидрофобной. Жидкие щелочные металлы (при температурах, близких к температуре кипения при атмосферном давлении) и криожидкости смачивают металлические поверхности почти абсолютно (краевой угол близок к нулю). Гидрофобны по отношению к воде и к ряду других жидкостей парафин, фторопласт (тефлон). В табл. 1.15 приведены значения 0 для некоторых сочетаний жидкость — твердое вещество. Краевой угол смачивания весьма чувствителен к таким трудно контролируемым факторам, как шероховатость твердой поверхности, присутствие на ней или в жидкости посторонних примесей, особенно поверхностно-активных веществ. Увеличение шероховатости твердой поверхности увеличивает ее смачиваемость, т е. снижает значение 0 [51]. Для отдельных сочетаний твердое тело — жидкость в определенном интервале температур наблюдается зависимость 0 от температуры. В общем случае на гидрофильных поверхностях увеличение температуры приводит к улучшению смачиваемости (уменьшению 0), а на гидрофобных — к ухудшению смачиваемости (увеличению 0) [35]. [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...