Нарисовать схему отопления: Схема электрического отопления частного дома
Как сделать гидравлический расчет системы отопления
Содержание статьи:
Оформление
Программа полностью соответствует требованиям отечественных . Все табличные формы отвечают ГОСТ 21 .602−2011 и ГОСТ 21 .110−2013. Размещение на чертеже рамки с основной надписью осуществляется по ГОСТ Р 21.1101−2013.
Гидравлические схемы и сепараторы
Для повышения точности вычислений был расширен диапазон гидравлических контуров и сепараторов. Гидравлические цепи заменяют трехходовые клапаны на шине символов. Также теплообменники и гидравлические сепараторы теперь могут быть легко интегрированы и рассчитаны непосредственно в вашей конструкции.
Расчет многокотельных систем
Тезисы могут быть гидравлически интегрированы в сеть, и их клапаны и трубы измеряются. Легкая и быстрая в использовании, это будет отличная помощь для вашего творчества на черно-белом и оценить, можно ли найти ваши идеи в реальности или нет, тем самым экономя ваше время и деньги.
В программе реализован следующий функционал: уклон (информация берется с трубопровода), высотная отметка (автоматически считывающая реальную высоту объекта), текстовый элемент (врезка в трубы обозначений трубопровода Т1 и Т2) и спецвыноска.
SketchUp Make
Эта программа предназначается для создания относительно простых трёхмерных объектов, позволяет не просто составить проект самого дома, но и поработать с оформлением интерьера, расстановкой мебели. Принадлежала SketchUp Make компании Google, есть также платная версия SketchUp Pro, но мы будем говорить именно о программах, которыми можно пользоваться бесплатно.
Пользователи отмечают, что SketchUp является простой программой, есть встроенный русификатор, рассчитана на новичков в области 3D-моделирования.
Помимо создания и редактирования 3D-проектов, программа позволяет работать с ландшафтным дизайном , интерьерами, заниматься виртуальной археологией, то есть моделировать исчезнувшие здания, освоить инженерное проектирование. Справочной информации очень много, SketchUp обладает простыми графическими инструментами, такими как «ластик», «кисть» и другими, может конвертировать созданные проекты в различные графические форматы.
Ещё один плюс SketchUp — возможность создать статистику расходования строительных материалов. Конструкции проектируются с точностью до миллиметра. С 2D-чертежами программа не работает.
Ещё одна программа для 3D-моделирования зданий, которой можно пользоваться бесплатно. Можно сделать подробный двухмерный план, который затем преобразуется в трёхмерную модель. Программа позволяет работать с интерьерами, довольно простая, можно менять режимы просмотра готового проекта от прозрачного каркаса до расположения здания среди ландшафта. легко распечатать и сохранить в различных форматах. Envisioneer Express менее популярна, чем SketchUp, но в целом обладает достаточно широким функционалом.
Наглядный пример вычисления для одно горизонтальной и двухтрубной системы отопления сопротивление в трубопроводе
Пример расчета отображает процедуру выполнения гидравлического вычисления. Подбирается участок трубопроводной системы, имеющий значительные тепловые потери. Для примера используется простая схема отопления. Она содержит котел и батареи. В конструкции 10 радиаторов.
Предварительно схема разбивается на участки. На каждом участке сечение труб не меняется. К первому участку относится трубопроводная линия от котла до первого прибора. Второй включает расстояние между первой и второй батареей. Остальные делятся аналогичным образом.
Температура в радиаторах снижается следующим образом. В первом приборе теплоноситель отдает часть тепла, которое уменьшается на 1 кВт. При этом на первом отрезке тепловая энергия имеет значение в 10 кВт, а затем понижается.
Расход теплоносителя считается по следующей формуле: Q=(3.6*Qуч)/(с*(tr-to)).
При этом Qуч – это значение тепловой нагрузки заданного отрезка, с –это удельная теплоемкость воды. Данный показатель имеет постоянное значение. Это 4,2 кДж/кг*с.
tr – это температура жидкости на входе в участок, а to – это температура на выходе.
Существует оптимальная скорость перемещения горячей жидкости внутри системы. Это значение равняется 0,2-0,7м/с. Если цифра снизится, то в конструкции образуются пробки из воздуха.
Для точного расчета скорости стоит учесть материал, из которого изготовлена водопроводная линия. На скорость влияет шероховатость внутренней поверхности изделия.
Для выбора контура рассматривается по отдельности однотрубная и двухтрубная схема.
В первом случае для расчета выбирается стояк с самым большим количеством оборудования. В двухконтурной конструкции для расчета выбирается нагруженный контур. На его основе выполняется вычисление, так как в данном элементе сопротивление выше, чем в остальных.
Для определения размера трубопровода применяется специальная смета. При этом все отрезки схемы суммируются. Теплоотдача трубопроводной линии равняется тепловой энергии, которую выделяет теплоноситель на определенном участке конструкции.
При планировании строительства дома и выполнении отопительного проекта рекомендуется воспользоваться специальным программным обеспечением, которое позволяет просчитать тепловые и гидравлические показатели конструкции с высокой точностью.
Выполнение правильных расчетов влияет на эффективность работы системы регулирования. Сделать гидравлический расчет отопления в частном доме сможет только хороший специалист.
Рабочее окно программы Valtec
Рассмотрим теперь основное окно программы Valtec. Сперва левый столбик:
Выделяем строку «Сведения о проекте» и в правой части окна указываем «Район строительства»:
Если вашего населённого пункта в списках нет, выбираем ближайший.
Далее нужно указать «Тип здания». Т. к. мы делаем расчеты для частного дома, то ставим флажок на «Жилое одноквартирное».
В находящихся ниже строках можно заполнить первые две: «Номер проекта» — 1, «Наименование объекта» — жилой дом. Впрочем, можно не заполнять: это больше нужно для тех, кто проектирует на заказ.
Возвращаемся в левую часть окна программы; вторая сверху строка – «Отопление», в ней есть несколько подпунктов: «Тёплые полы», «Тёплые стены», «Обогрев площадок», «Расчёт теплопотерь», «Отопительные приборы». Сейчас нам нужен только «Расчёт теплопотерь». На этом заголовке нужно кликнуть дважды, после чего правая часть окна поменяется:
Тепловые потери рассчитываются в три этапа, поэтому здесь и три вкладки. В первой вкладке – «Расчет теплопотерь. Этап 1» — автоматически будут заполнены строки под заголовком «Расчётные параметры для выбранного района строительства».
Что делать с полем «Режимы», я расскажу и покажу в следующих материалах, в т. ч. на видео, при расчетах теплопотерь конкретного дома.
Ещё в левом столбце окна программы понадобятся пункты «Гидравлика»:
После расчёта теплопотерь нужно будет сделать гидравлический расчет отопительной системы. Выше уже говорилось, что такой расчет нужен для определения мощности циркуляционного насоса. На самом деле это нужно и для подбора мощности котла.
В следующих материалах я покажу, как выполняется расчет в программе Valtec на конкретном примере.
программа для расчёта системы отопления
Home Plan Pro
Бесплатная программа для создания плана дома, поддерживающая форматы BMP, GIF, JPG. Обладает достаточно простым интерфейсом, может работать с цветовыми палитрами, разными уровнями и слоями, отличается большим числом готовых конструкций, таких как окна, дверные проёмы, предметы меблировки. Готовый план дома Home Plan Pro можно распечатать в нескольких проекциях. Предназначается именно для новичков, а не профессионалов в области архитектуры.
Программа с множеством функций, которые позволяют экспериментировать с трёхмерными изображениями зданий, ландшафта и интерьеров. Примечательно, что с FloorPlan 3D часто работают профессиональные дизайнеры, что говорит о её высоком функционале и преимуществах. Автоматически создаются сведения не только о количестве, но и стоимости материалов, проектируются уровни и этажи, добавляются тексты, крыши, окна и лестницы , библиотека весьма обширна. Есть несколько версий. Работает с такими эффектами, как снег и дождь, эскиз можно посмотреть под любым углом, а дизайн можно спроектировать до самых мелких деталей.
Данную программу можно назвать условно-бесплатной — пользоваться можно только 30 дней с момента установки, после, если будет желание, следует покупать лицензию. CyberMotion 3D-Designer 13 позволяет создавать трёхмерные модели, анимацию, заниматься рендерингом. Программа используется далеко не только для создания проектов и дизайна домов , можно просто заниматься анимацией, делая своих персонажей.
Среди более специализированных программ можно отметить Sweet Home 3D, созданную специально для моделирования дизайна интерьеров, а также «ЛИРА-САПР 2013», предназначенную для расчёта нагрузки на строительные конструкции.
Больше всего положительных отзывов в сети о программе SketchUp, как о программном продукте, наиболее приспособленном для использования новичками.
Ведомость циркуляционных колец, ведомость гидравлического расчета циркуляционных колец и настройки арматуры
Реализован гидравлический расчет систем водяного отопления по СНиП 41−01−2003 (гидравлический расчет главного циркуляционного кольца и гидравлический расчет второстепенных колец). В Менеджере проекта формируются отчеты «Ведомость гидравлического расчета циркуляционных колец» и «Ведомость циркуляционных колец». Обе ведомости можно вывести в Excel.
Автоматическое напольное копирование Для многоэтажных зданий с таким же или аналогичным планом этажа удобно копировать несколько копий типичного этажа. Все скопированные комнаты автоматически перенумеруются на новые этажи, и все описания радиаторов также обновляются.
Вот почему хорошо проверить вашу работу. Например, если вы забыли присоединиться к конвейеру или нарисовать его так близко к подключению, программа предупредит вас о самой ошибке и покажет точное местоположение конвейера. Он даже предупреждает вас о таких ошибках, как подключение фида к обратному и наоборот.
В отчет «Настройки арматуры» выводится информация о всей балансировочной арматуре, используемой в модели: номер стояка, его тип, в каком помещении располагается. Кроме того, здесь отображаются все данные, необходимые для настройки. Отчет можно вывести в Excel.
Общий отчет
В общий отчет выводятся основные параметры проекта, информация о теплоносителе, трубах и расчетные данные. Отчет обновляется при каждом запуске расчетов и может быть выведен в Word и Excel.
Программа отобразит диалог ввода расстояния от стояка в метрах, чтобы найти свободные нагреватели. Если он найдет свободный нагреватель, он подключит его к стояку. В зависимости от относительного положения стояка и нагревателя программа выбирает наиболее подходящий вариант подключения. При подключении двух нагревателей, соединенных с стояком в одной точке, соединение изменяется, чтобы избежать перекрытия трубы.
После подключения к вертикальной трубе поднимающаяся труба автоматически оканчивается на верхнем этаже. Автоматическое подключение радиаторов в полАвтоматизация, однако, избегала нормального подключения радиаторов в полу. Программа решит все случаи, такие как угловые соединения в стене или прямо на пол.
Программа для проектирования трубопроводных систем
Новая расчетная программа Aquatherm Project UA
Пакет программ AquathermProjectUA для проектирования внутренних инженерных систем содержит:
1. Программа Aqua—therm 4 HCR — позволяет редактировать планы и развертки любой системы центрального радиаторного отопления в одно- или двухтрубной системе, а также систем отопления полов и стен. Охватывает также системы хладоснабжения. Графический редактор позволяет самостоятельно начертить схему здания, используя сканированные строительные чертежи либо применяя более выгодное для проектировщика решение – импорт строительных чертежей из файлов dwg, dxf, с распознаванием стен и помещений. Проекции и развертки с нанесенными системой и результатами расчетов можно также экспортировать в этих форматах. Программа выполняет комплексный тепловой и гидравлический расчет, а также автоматически создает полную спецификацию материалов.
2. Программа Aquathermheat&energy 4 — служит для выполнения расчета теплопотерь здания и сезонного потребления энергии. Программа определяет баланс вентиляционного воздуха в помещениях, рассчитывает температуру воздуха в неотапливаемых помещениях. Программа считывает конструкцию здания из чертежа, записанного программой Aqua-therm 4 HCR, благодаря чему конструкция, загруженная из файла dwg или dxf, либо начерченная в графическом редакторе программы Aqua-therm, требует лишь дополнения таких данных, как структура стен, данные для вентиляции и т. п. Это новаторское решение значительно уменьшает количество труда, необходимого на выполнения расчетов теплопотерь, а также гарантирует полное соответствие данных в обоих приложениях (эти данные сохраняются в одном файле, который обслуживают обе программы).
3. Программа Aquatherm—san 4 TS – служит для проектирования внутренних систем водоснабжения и канализации. Оснащена графическим редактором, который позволяет быстро начертить план и развертку системы и дополнить данные . Выполняет гидравлические и тепловые расчеты, а также автоматически создает полную спецификацию материалов. В расчетах циркуляционной сети применяется т.н. термический метод, который соответствует предписаниям DVGW и ДБН Украины. Проекции и развертки с нанесенными системой и результатами расчетов можно также экспортировать в форматах dwg, dxf.
Загрузить программу Aquatherm Project UA
Программа полноценная, бесплатная, с открытой лицензией до 01.03.2018г.
Для Активации программ необходимо ввести следующие коды:
AD-AQTUA-1700-000-FH – для активации Aquatherm-heat&energy/Aqua-therm 4 HCR
DD-AQTUA-1700-000-UD — для активации Aquatherm-San 4
Скачать справочные и учебные материалы можна по ссылке:
Справка по программе Aqua-therm
Справка по программе_Aquatherm-san
Справка по программе Aquatherm h&e. pdf
Уроки по программе Aquatherm Project UA.pdf
Программа предназначена для определения тепловой мощности системы отопления, подбора отопительных приборов, расчета гидравлической схемы системы отопления и труб для теплого пола и для расчета водопроводных труб для горячего и холодного водоснабжения. В программе AquathermIntegraCAD применено много решений что ускоряют и облегчают работу над проектом. Важнейшие из них: — графический процесс ввода данных с применением чертежей в AutoCAD; — представление результатов расчетов на схеме и поэтажных планах в форматах dwg и pdf; — многооконная среда, позволяющая одновременно просматривать много типов данных, итогов расчетов и т.д.; — простая совместная работа с принтером, плоттером, с функцией предварительного просмотра страниц перед печатью; — диагностика ошибок, а также функция автоматического их поиска на схеме;
— быстрый доступ к каталогам данных по трубах, отопительных приборов и арматуры.
Скачать программу AquathermIntegraCAD* * Внимание! Для работы программы необходимо приобрести у нас регистрационный ключ доступа к программе. . Скачать демо-версию программы IntegraCAD*
Скачать демо-версию программы IntegraCAD*
* Данная версия имеет некоторые ограничения.
Cправка к программе AquathermIntegraCAD
aquatherm.ua
Онлайн калькуляторы для расчета системы отопления Расчет системы отопления в частном доме и квартире
Расчет системы отопления – это очень важный этап, от которого во многом зависит последующий комфорт и удобство проживания в доме. Мы подготовили для вас десятки бесплатных онлайн-калькуляторов, которые облегчат расчеты, и все они собраны в рубрике «Система отопления»! Но для начала выясним, как вообще рассчитывается отопительная система?
Этап №1. Вначале рассчитываются теплопотери здания – эти сведения необходимы для того, чтобы определить мощность отопительного котла и каждого из радиаторов в частности. В этом вам поможет наш калькулятор теплопотерь! Что характерно, их следует рассчитывать для каждого помещения, в котором имеется наружная стена.
Этап №2. Далее нужно выбрать температурный режим. В среднем, для расчетов используется значение 75/65/20, что полностью соответствует требованиям EN 442. Если выберите именно этот режим, то уж точно не ошибетесь, ведь на него настроена большая часть всех импортных отопительных котлов.
Этап №3. После этого подбирается мощность радиаторов с учетом полученных теплопотерь в помещении. Также вам может пригодиться бесплатный калькулятор расчета количества секций радиатора отопления.
Этап №4. Для подбора подходящего циркуляционного насоса и труб нужного диаметра производится гидравлический расчет. Чтобы выполнить его, нужны специальные знания и соответствующие таблицы. Также можно воспользоваться калькулятором расчета производительности циркуляционного насоса.
Этап №5. Теперь нужно выбрать котел. Детальнее о выборе отопительного котла можно узнать из статей данной рубрики нашего сайта.
Этап №6. В конце необходимо рассчитать объем системы отопления. Ведь именно от вместительности сети будет зависеть объем расширительного бака. Здесь вам поможет калькулятор расчета общего объема системы отопления.
На заметку! Эти, а также многие другие онлайн-калькуляторы можно найти в данной рубрике сайта. Воспользуйтесь ими, чтобы максимально облегчить рабочий процесс!
stroyday.ru
Аппаратное обеспечение
Процессор | Процессор Intel Pentium Core 2 Duo или аналогичные по производительности |
Оперативная память | От 1 Гб, рекомендовано 4 Гб и больше при работе с большими проектами |
Пространство на жестком диске | Для полной установки программы необходимо около 500 Мб |
Монитор | Минимально требуемое разрешение: 1024×768. Рекомендуемое разрешение: 1280×1024 или выше |
Видеокарта | Видеоадаптер с OpenGL-совместимой аппаратной 3D-акселерацией. |
Дополнительные устройства |
|
Дополнительное программное обеспечение |
|
Каждый, кто планирует строительство собственного дома, задумывается о составлении проекта. Приятно почувствовать себя архитектором и попробовать свои силы, создавая наглядный план будущего дома. Что ж, программы для проектирования домов есть, причём можно выбрать бесплатные версии.
Операционная система
- Microsoft Windows 10 (32- или 64-битная).
- Microsoft Windows 8 (32- или 64-bit), в том числе Enterprise, Pro или Core.
- Microsoft Windows 7 Service Pack 1 (32- или 64-бит), в том числе Enterprise, Ultimate, Professional или Home Premium.
- Microsoft Windows Vista (32- или 64-бит, пакет обновления SP1 или более поздний), в том числе Enterprise, Business, Ultimate или Home Premium edition.
ВНИМАНИЕ!
Для установки и при первом запуске программы в операционной системе должны быть настроены права администратора. . Примечание.
После установки необходимо провести активацию программы посредством Мастера регистрации
В противном случае программа будет работать в демонстрационном режиме.
Примечание.
После установки необходимо провести активацию программы посредством Мастера регистрации. В противном случае программа будет работать в демонстрационном режиме.
Гидравлический и тепловой расчет. Формирование трехмерной твердотельной модели системы отопления
При проведении расчета программа создает полную трехмерную модель системы отопления. Реализована возможность просматривать расчетные параметры в участках сети. На участках производится расчет тепловой нагрузки, расхода теплоносителя, скорости движения, потерь давления в трубах и на местных сопротивлениях, а по результатам этих расчетов осуществляется подбор диаметра труб и числа секций радиаторов.
Расчеты графической сетки позволяют выбирать области системы для определения массы, например. Строительство секторов, этажей или квартир. С помощью большого количества наборов данных производителя для систем трубопроводов и вентиляции, включая все необходимые компоненты, можно без каких-либо дополнительных усилий экспортировать реалистичный список деталей со всеми трубами, фитингами, редукторами и аксессуарами. Идеально подходит для предложения или тендера.
На странице свойств Вход в систему отопления
можно увидеть список колец. Кроме того, имеется возможность визуализации кольца в расчетной модели. Также отображена разность увязки второстепенных колец с главным кольцом. Это позволяет увидеть кольца и найти нужное место установки балансировочной арматуры для увязки второстепенных колец с главным.
Если запрошенная труба или изоляционный материал недоступна в качестве набора данных, он может быть легко и быстро обнаружен как материал, нейтральный для производителя. Результаты расчета автоматически интегрируются в чертеж и обновляются с каждой модификацией расчета. Благодаря свободно конфигурируемым блокам маркировки вы можете контролировать, какие данные расчета должны быть опубликованы с помощью чертежа.
Шаг 1. Расчет теплопотерь дома
Эти данные понадобятся для определения необходимой мощности системы отопления, т.е котла, и тепловой мощности каждого радиатора в отдельности. Для этого можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором теплопотерь. Их нужно рассчитать для каждой комнаты в доме, имеющей наружную стену.
Проверка. Рассчитанные теплопотери каждого помещения делим на его квадратуру и получаем удельные теплопотери в Вт/кв.м. Обычно они варьируются от 50 до 150 Вт/кв.м. Если ваши показатели сильно отличаются от приведенных, то, возможно, была допущена ошибка. Теплопотери комнат верхнего этажа самые большие, затем идут теплопотери первого этажа и меньше всего они у комнат средних этажей.
Программа Oventrop co выбираем полипропиленовые трубы
Oventrop co предназначена для выполнения быстрых расчетов. Перед работой вносятся нужные настройки и подбираются элементы оборудования. При этом создаются разнообразные схемы отопления. В них вносятся изменения. Данная программа для гидравлического расчета позволяет определить расход теплоносителя и выбрать трубы нужного диаметра. Она помогает выполнить вычисления для однотрубной и двухтрубной конструкций. С ней удобно работать. Программа оснащена готовыми блоками и каталогами материалов.
Регулировка существующей конструкции производится с помощью подбора мощности и необходимого оборудования. Программа помогает выбрать характеристики арматуры.
Результаты расчетов можно перевести в операционную систему в удобном варианте.
Инструменты в Главном меню программы Valtec
У Valtec, как и у любой другой программы, вверху расположено главное меню.
Кликаем на кнопку «Файл» и в открывшемся подменю видим стандартные инструменты, известные любому пользователю компьютера по другим программам:
Дальше: «Инструменты» — «Калькулятор»:
— запускается программа «Калькулятор», встроенная в Windows – для выполнения расчётов:
С помощью «Конвертера» мы будем переводить одни единицы измерения в другие:
Здесь три столбца:
В крайнем левом выбираем ту физическую величину, с которой работаем, например, давление. В среднем столбце — единицу, из которой нужно перевести (например, Паскали – Па), а в правом – в которую нужно перевести (например, в атмосферы технические). В левом верхнем углу калькулятора есть две строки, в верхнюю будем вбивать полученное при расчетах значение, а в нижней будет сразу отображаться перевод в требуемые единицы измерения… Но обо всём этом поговорим в своё время, когда дойдёт до практики.
А пока продолжаем знакомиться с меню «Инструменты». «Генератор бланков»:
Это нужно для проектировщиков, выполняющих проекты на заказ. Если мы делаем отопление только в своём доме, то «Генератор бланков» нам без надобности.
Следующая кнопка в главном меню программы Valtec – «Стили»:
Она для управления внешним видом окна программы – подстраивает под то программное обеспечение, которое установлено на вашем компьютере. По мне так ненужный прибамбас, т. к. я из тех, для кого главное не «шашечки», а доехать. А вы для себя решайте сами.
Дальше в главном меню кнопка «Справки»:
Рассмотрим более подробно инструменты, находящиеся под этой кнопкой.
В «Климатологии» выбираем район строительства:
Потери тепла в доме зависят не только от материалов стен и прочих конструкций, а и от климата местности, где здание находится. Следовательно, и требования к системе отопления зависят от климата.
В левой колонке находим район, в котором живём (республику, область, край, город). Если нашего населённого пункта здесь нет, то выбираем ближайший.
«Материалы». Здесь перечислены параметры разных строительных материалов, применяемых в конструкциях домов. Именно поэтому при сборе исходных данных (см. предыдущие материалы по проектированию) мы перечисляли материалы стен, полов, потолков:
Инструмент «Проёмы». Здесь сведения по дверным и оконным проёмам:
«Трубы». Здесь собраны сведения о параметрах труб, применяемых в системах отопления: размеры внутренние, наружные, коэффициенты сопротивления, шероховатость внутренних поверхностей:
Это нам понадобится при гидравлических расчётах – для определения мощности .
«Теплоносители». Собственно, здесь ничего кроме характеристик тех теплоносителей, которые могут быть залиты в систему отопления дома:
Эти характеристики — теплоёмкость, плотность, вязкость.
Не всегда в качестве теплоносителя используют воду, бывает, что в систему заливают антифризы, называемые в простонародии «незамерзайками». О выборе теплоносителя поговорим в отдельной статье.
«Потребители» для расчета системы отопления не нужны, т. к. этот инструмент для расчётов систем водоснабжения:
«КМС» (коэффициенты местного сопротивления):
Любой отопительный прибор (радиатор, вентиль, термостат и пр.) создаёт сопротивление для движения теплоносителя, и эти сопротивления нужно учесть, чтобы правильно подобрать мощность циркуляционного насоса.
«Приборы по DIN». Это, как и «Потребители», больше касается систем водоснабжения:
Вычисления какие надо и как их провести
Гидравлический расчет– это сложный этап в проектировании системы обогрева. Расчет отопительной конструкции в деревянном или кирпичном строении производится по одинаковой схеме.
Современные системы выполняются из качественных материалов и позволяют вести контроль и отмечать незначительные изменения температуры.
Использование современных схем позволяет уменьшить уровень потребления энергии и повысить экономичность конструкции.
Чтобы выполнить гидравлический расчет трубопроводов получаются следующие данные:
- Вычисляется показатель теплового баланса отапливаемых строений.
- Подбирается вид теплообменника и выполняется расстановка.
- Выбирается разновидность трубопровода и арматура.
- Выполняется чертеж конструкции. Графический вид схемы отображает тепловые нагрузки и расстояния участков для расчета.
- Монтируется контур с циркуляцией, который представляет замкнутое кольцо.
Вычисление позволяет получить следующую информацию:
- выбор подходящего сечения труб для работы конструкции;
- обеспечение гидравлической стабильности оборудования в разных областях отопления;
- показатели давления и расхода воды во время работы системы.
Основной задачей расчета является подбор сечения для трубопроводной линии и определение перепадов давления для выбора насоса.
Гидравлический расчет простого трубопровода состоит из следующих этапов:
- Если известна мощность радиаторов, то производится чертеж расстановки приборов.
- Определяется расход теплоносителя и диаметра магистрали.
- Выполняется расчет гидравлического сопротивления трубопровода и выбор насоса.
- Рассчитывается объем жидкости в конструкции и размеры расширительной емкости.
Для определения расхода теплоносителя применяется следующая формула: G =860q/∆t. При этом G – это расход теплоносителя, q – это мощность батареи; ∆t – это разница температур на обратной и подающей линии. Для определения сечения труб используются таблицы шевелева для гидравлического расчета. В них отображается значение диаметра в зависимости от расхода теплоносителя.
Кроме того, выполняя расчет водоснабжения, требуется учитывать такие показатели как мощность насосного оборудования, понижение температуры и показатель потерь давления.
В чем заключается суть подобного расчета
Главным отличием современных систем является специальный механизм, обеспечивающий гидравлический режим. Современные разработки и высококачественные материалы, которые используются сегодня в системах отопления, дают возможность своевременного реагирования на малейшее температурное колебание. Казалось бы, это очень выгодно: экономится энергия, а следовательно, наши затраты на отопления минимизируются. Но с другой стороны такое оборудование требует специальных знаний касаемо использования высокотехнологичной арматуры регулировки, а также других элементов при обустройстве системы.
Важная информация! Сочетание гидрорасчета и арматуры регулировки – это залог эффективности и работоспособности современных систем отопления.
Существуют некие обстоятельства, ввиду которых мы должны соблюдать приведенные выше условия.
- Теплоноситель должен подаваться в приборы нагрева в должном количестве – так вы добьетесь баланса тепла при условии, что вы будете задавать температуру в здании, а температура снаружи будет меняться.
- Отсутствие шума, долговечность и стабильность работы отопительной системы.
- Минимум затрат при эксплуатации, в частности, электроэнергии, которые направлялись бы на то, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода.
- Затраты на установку системы нужно свести к минимуму, что в большей мере зависит от диаметра трубопровода.
Видео инструкция
Отчеты о прошедших мероприятиях Группы компаний CSoft
Компания CSoft приняла участие в XX конференции и выставке «Информационное моделирование зданий (BIM). Программное обеспечение для эффективного проектирования и расчетов инженерных систем», организованной Некоммерческим партнерством «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»).
В этом году в конференции приняли участие 250 специалистов из 55 городов РФ и зарубежья.
Линейка программных продуктов nanoCAD пополнилась решением для проектирования систем отопления зданий и сооружений nanoCAD Отопление 1. 0. Эта программа — первый продукт на платформе nanoCAD, полностью охватывающий один из разделов проектирования ОВ.
Программа Instal-Therm HCR
Программа Instal-Therm HCR предоставляет возможность рассчитать обогрев поверхностей и радиаторы. Она предлагается в комплекте программы Тесе, в которой содержится программа для расчета тепловых потерь, сканирование чертежей и проектирование разных типов водоснабжения. Программа оснащена разнообразными каталогами, которые содержат фитинги, теплоизоляцию, батареи и различную арматуру.
Расчет системы отопления предоставляется в виде спецификаций.
Программный результат расчета предоставляет следующие возможности:
- выбор трубопроводной линии, что позволяет сделать расчет диаметра трубопровода;
- выбор батарей;
- определение высоты для размещения насосного оборудования;
- вычисление значений отопительных поверхностей;
- вычисление температурного значения.
Схема отопления двухэтажного дома
Данная программа не предусматривает функции вывода на печать. В бесплатной версии предоставляется возможность сделать три проекта.
Расчет давления в трубопроводе считается важной составляющей схемы регулирования. Чтобы правильно подобрать регулирующую арматуру потребуются точные данные
От этого зависит работа конструкции.
Базы данных оборудования
База данных содержит около 6000 элементов отопительных систем. Представлены наиболее популярные в России отечественные и зарубежные производители отопительного оборудования, такие как Honeywell, Danfoss, Zetkama, VAN-TUBO, Wilo, Grundfos, ОАО «САНТЕХПРОМ», Global, «Джиель» и др.
Благодаря большому количеству оригинальных данных изготовителя вы можете сделать следующий шаг к реалистичному планированию с помощью проверенных систем и компонентов. Это позволяет рассчитывать с помощью реальных настроек продукта, и в результате вы получаете полное определение массы, включая номера статей. Вы также можете рассчитать с использованием нейтрального материала.
Благодаря визуальной обратной связи входных значений или результатов расчетов возможна быстрая и простая оценка множества данных. Размеры, материалы, а также скорости, потери давления и многое другое прекрасно визуализируются соответствующей окраской сети.
Все базы данных открыты для пополнения пользователем. При этом для создания нового оборудования или редактирования существующего нет необходимости владеть навыками программирования. Достаточно умения работать в простейшем табличном редакторе.
Согласованность данных
Для согласования данных в используется специализированный Менеджер проектов
. Все чертежи, спецификации и прочие документы проекта гарантированно относятся именно к текущему проекту . Это позволяет получать точные спецификации оборудования. Кроме того, спецификация оборудования всегда соответствует текущему состоянию модели систем отопления.
Нелегко найти планы по дизайну сада с бесплатными загрузками. Многие программы предлагают только пробную версию в течение ограниченного времени, однако некоторые предлагают полные версии. Нам удалось собрать достойный отбор, который вы найдете без какой-либо дополнительной пользы. В любом случае, чтобы убедиться, что работа выполнена правильно, лучше всего оценить ее с помощью профессиональной дизайнерской программы, включая весь спектр мебели, электрических и отопительных систем и зданий, чтобы иметь полную и полную программу работы.
С помощью этого бесплатного программного обеспечения для проектирования сада вы можете либо создать его с нуля, либо воспользоваться такими интерактивными темами, как традиционные коттеджные сады. Технология, используемая этой программой, является ударной волной, поэтому перед загрузкой плагина. Использование этой программы очень простое и интуитивно понятное. Вы можете сэкономить до 10 проектов в саду.
Также имеется возможность получать поэтажные спецификации оборудования
Это особенно важно в тех случаях, когда проектируется крупный объект и необходимо определить, какое отопительное оборудование нужно доставить на определенный этаж.
Кроме того, предусмотрена возможность настройки шаблона спецификации, что обеспечивает большое преимущество при получении документации, необходимой пользователю.
Планы по дизайну сада с бесплатной загрузкой
После того, как вы закончите работу, вы сможете распечатать свою работу. Программы, которые являются частью этого отбора, могут быть загружены бесплатно. Это означает, что вы можете использовать их в автономном режиме, поэтому вам не нужно подключаться к Интернету в любое время. Если вы предпочитаете использовать онлайн-программы, вы можете искать то, что, по вашему мнению, наилучшим образом соответствует вашим потребностям между нашими выборами программы для проектирования.
Там, где это возможно, программа привлекает вас
Программа претерпела несколько изменений. Программа предлагает комплексный проект от расчета потерь тепла к . Расчет теплопотерь расчета системы отопления по спецификации подогрева пола и расчета цены. Если вы выходите за пределы активного пола, программа предупреждает вас о предупреждающем сигнале. Вы можете использовать автоматический чертеж в самых сложных деталях, например, при подключении радиатора к стояке. В многоэтажном здании с различными планами этажей ручной рисунок представляет собой трудоемкую и трудоемкую проблему.
Работа с этажами и стояками
В программе реализована возможность загрузить помещения из или . Также инженер может самостоятельно определить контуры помещения и в автоматическом, и в ручном режиме. Можно автоматически пронумеровать помещения, если это не было сделано ранее. А все характеристики и данные по всем этажам и помещениям выводятся в одном диалоговом окне Модель здания/объекта
. Здесь же можно изменить характеристики (свойства) каждого этажа или помещения — теперь для этого не требуется открывать по отдельности каждый чертеж.
На каждом этапе планирования может быть рассчитана программа, рассчитанная программой. Благодаря уже одной схеме трубопровода вы можете быстро определить рабочую гидравлическую систему и детализированные массы для ваших торгов. На другом конце шкалы вычисление с помощью трехмерной модели обеспечивает ближайшую близость к фактической реализации.
Все больше и больше существующих систем обновляются, реконструируются или обновляются. Чтобы рассматривать эти системы в соответствии с реальностью, размеры могут легко фиксироваться в частях сечения или для всей сети. Прямая навигация в системе трубной сети является одним из непревзойденных преимуществ интегрированного вычисления графической сети. Неблагоприятные пути потока или части сечения отображаются непосредственно в модели. И наоборот, вы можете использовать опцию простого выбора объекта в сети, чтобы редактировать свои данные расчета.
Для просмотра и анализа всех спроектированных стояков в здании и редактирования их свойств предназначен Мастер межэтажных соединений.
Интеллектуальные объекты nanoCAD Отопление
Все объекты (трубопроводы, отопительные приборы, трубопроводная арматура и т. д.) являются интеллектуальными. Любой из объектов обладает характерными для этого элемента свойствами, которые в процессе проектирования можно редактировать. Для каждой группы элементов данные свойства имеют определенные характеристики. Для трубопроводов можно выбрать сортамент и типоразмер, для отопительных приборов — типоразмер или количество секций и характеристики обвязки с учетом арматуры, а для трубопроводной арматуры — сортамент и типоразмер.
В этом отношении не требуется ознакомление. Точные данные СМИ уже содержатся. Конечно, вы также можете определить собственные среды. Гидравлическая балансировка может выполняться в основном с помощью термостатических клапанов, клапанов блокировки и оптимального сочетания обоих. Гидравлическая балансировка выполняется на каждую установку и на каждую секцию насоса. Чрезмерное давление регулируется регуляторами дифференциального давления с замкнутым контуром или насосом. Возможны несколько регулирующих клапанов.
Заключение
Радиатор в квартире
Расчет отопления по предложенной формуле и программе основан на использовании средних показателей. Этот метод можно применять для вычисления приблизительной мощности отопительной системы жилого частного дома. В случае сложного отопления, включающего подогрев бассейна, кондиционирование и вентиляцию, а также при расчете системы обогрева производственных объектов и организаций общественного питания требуется обращаться в специализированные проектные организации.
Примерный подбор оборудования для отопления при расчете по средним показателям приемлем и тогда, когда целесообразнее предусмотреть определенный запас мощности теплового генератора, чем платить за работу проектной организации. Потому что стоимость услуг по проектированию может оказаться выше затрат на избыточную мощность. Окончательную комплектацию системы отопления и оборудования во всех случаях необходимо согласовывать со специалистами.
Рисование схемы отопления – Telegraph
Рисование схемы отопленияСкачать файл — Рисование схемы отопления
Найти строителей Найти материалы. Компании Товары и услуги Статьи Новости Рейтинг сайтов Блог Форум. Ссылки сообщества Социальные группы Изображения и альбомы Пользователи. Нарисовать систему отопления — быстро и просто. В общем есть программа в которой можно можно очень быстро рисовать и редактировать систему отопления, использоват свои и готовые краны, клапана, трубы, повороты, тройники и т. Рисовать схему из готовых макросов может даже школьник начальных классов, никакой подготовки не требуется. Макросы могу постепенно набросать, нужно знать какие элементы нужны? АЛЮТЕХ , Планета Diver Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для Diver Найти ещё сообщения от Diver. Сергей 31 Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для Сергей 31 Найти ещё сообщения от Сергей Intelligent being Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для Intelligent being Найти ещё сообщения от Intelligent being. Разместить рекламу Как остановить практически любой Электросчетчик? Сообщение от Intelligent being. Сообщение от Сергей На всех профильных сантех фирмах в основном сидят не проектировщики, а рисовальщики. Тут никакая прога не поможет, нужны опыт и знания. Эти 2 пользователя ей сказали Спасибо Korni за это полезное сообщение: Korni Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для Korni Посетить домашнюю страницу Korni Найти ещё сообщения от Korni. Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для B. Найти ещё сообщения от B. Этот пользователь сказал Спасибо Korni за это полезное сообщение: У нас ребята проектировщики бывает выдают чертежи, только монтажники зачастую их кладут в карман и больше не достают, по месту все получается совсем по другому. Только для интереса ‘повтыкать в монитор’. Опции темы Версия для печати Отправить по электронной почте. Строительные нормы и правила. Ищем поставщиков услуг и товаров. Вы можете зарегистрироваться как пользователь и использовать весь функционал форума. Вы можете зарегистрироваться как компания и вести свою деятельность на нашем сайте. Найти все сообщения с благодарностями. Страница 1 из 2. Отправить личное сообщение для Diver. Найти ещё сообщения от Diver. Сообщение от Diver нужно знать какие элементы нужны? Отправить личное сообщение для Сергей Найти ещё сообщения от Сергей А как программа наз-ся? Отправить личное сообщение для Intelligent being. Найти ещё сообщения от Intelligent being. Сообщение от Intelligent being А как программа наз-ся? Сообщение от Diver в идеале в этой программе можно нарисовать и такое: Сообщение от Intelligent being Думается программа это дело вкуса, кто в чем привык работать,. Сообщение от Сергей 31 Отож. Сообщение от Intelligent being много элементов есть в программе CADProfi CP-System, она платная. Сообщение от Diver задача не рисовать от руки на листике потом фото или сканировать и сюда выдавать, а выложить сразу из программы готовую схему, которую потом даже легко может поправить посторонний и тоже выложить результат. Сообщение от Diver только нарисовать, чтобы легко показать итог здесь. Отправить личное сообщение для Korni. Посетить домашнюю страницу Korni. Найти ещё сообщения от Korni. Сообщение от Diver дело в том, что прога ну очень простая, доступная всем, открыл и сразу все ясно как собрать схему. Сообщение от Korni А зачем? Отправить личное сообщение для B. Сообщение от Diver так не для монтажников, а для тех кто сам себе сам хочет собрать, но имеет по ходу массу вопросов. Отправить личное сообщение для cross Найти ещё сообщения от cross Сообщение от cross89 У нас ребята проектировщики бывает выдают чертежи,. Сообщение от Korni Зря потраченное время. Отправить по электронной почте. Ваши права в разделе. Вы не можете создавать новые темы Вы не можете отвечать в темах Вы не можете прикреплять вложения Вы не можете редактировать свои сообщения BB коды Вкл.
Схемы системы отопления частного дома. Основные правила и ошибки проектирования
Правила подсудности административных дел
Рецензия на диплом гостиничный сервис
Системы отопления: схемы и чертежи
Видео симс 100 детских проблем
Маршрут 207 поезда
Шеврон сколько сантиметров пришивать
Как добавить в регион в майнкрафт 1.8
Программа для рисования схем: бесплатные, платные
Лэтуаль иваново каталог
Тайны мирового порядка часть 1
Кондиционер дайкин инструкцияпо эксплуатации пульта
Программа для создания схем отопления
Примеры энергосервисных контрактов
Как проверить частоту генератора
Extra ordinary lucy hale перевод
Составление схемы разводки отопления котельной
После окончания работ по демонтажу вентиляционного канала и окончанию кровельных работ по каркасу крыши и укладке шифера можно было приступить к пайке пластиковых труб отопления и замене газовой колонки и котла на 2-ух контурный котел.
В качестве 2-ух контурного котла была выбрана модель Protherm ГЕПАРД 23 MTV. У данного котла следующая схема подключения.
Схема подключения Protherm ГЕПАРД 23 MTVПервым делом необходимо нарисовать схему отопления. Изначально я хотел разместить в одном помещении твердотопливный и 2-ух контурный газовый котел по следующей схеме.
Схема разводки отопления на два котлаГазоснабжение магистральное. За счет резервирования я планировал подстраховаться от отключения газа зимой и топить в твердотопливном котле ненужные доски и ветки.
В качестве радиаторов в доме изначально используются отопительные регистры.
Отопительный регистрОбъем регистров — 220 литров. Для такого объема достаточно расширительного бака на 20 литров с учетом того, что в самом газовом котле Protherm ГЕПАРД 23 MTV есть встроенный расширительный бак на 5 литров.
Я решил спросить совета по данной схеме у других людей и вынес схему разводку отопления на обсуждение на строительный форум.
В результате обсуждения было решено отказаться от твердотопливного котла. Причиной оказалась дороговизна их объединения в одну систему. Газовый котел и твердотопливный котел объединяются через промежуточный теплообменник, который позволит каждому из них работать со своим давлением в системе, которое у них разное. От фильтра тонкой очистки было решено отказаться из-за солей кальция, которые имеются в водах Донбасса. Поэтому в новой нарисованной схеме подключения газового котла Protherm ГЕПАРД 23 MTV используются только фильтры грубой очистки.
Новая схема подключенияНа основе составленной схемы были куплены элементы обвязки котла.
Элементы обвязки котлаТакже желательно купить газовый фильтр MADAS, но мне не удалось найти его в продаже в Донецке.
Газовый фильтр MADASДля отопления помещения котельной объемом 10,6 м.куб. было решено купить 5 секций радиаторов CALGONI BRAVA 500. При этом крепим их на крюки. Каждый крюк крепится при помощи гужонов в стене.
Крепление радиатора на стенуНа батарею необходимо поставить кран Маевского. Для этого необходимо купить комплект для подключения радиатора 1/2», с которым он идет в наборе.
Комплект для подключения радиатора 1/2»Также необходимо установить терморегулятор для радиатора, чтобы можно было регулировать температуру батареи.
Терморегулятор для радиатораВ нижней части радиатора также необходимо установить балансировочный клапан, чтобы можно было отбалансировать радиатор в системе отопления. В идеале он настраивается один раз и больше и трогается.
Балансировочный клапанПри этом перед пайкой пластиковых труб необходимо разметить их расположение на стене. Это лучше делать карандашом. А убрать неверно нарисованную линию лучше при помощи воды, набрав ее в пульвизатор.
Нарисованное карандашом расположение трубВ следующей части попробуем спаять трубы и подключить котел Protherm ГЕПАРД 23 MTV к системе отопления.
Мой брат ранее делал у себя дома систему отопления, об этом читайте в статье Водяное отопление дома своими руками, все этапы работ.
Поделиться новостью в соцсетях Метки: строительство, отопление
Монтаж полипропиленовых труб систем отопления и водоснабжения
Все больше людей для организации системы водоснабжения и отопления выбирают полипропиленовые трубы. Это не удивительно, ведь конструкции довольно-таки долговечны, (могут служить до 50 лет), надежны и сравнительно просты в монтаже. А если прокладку труб из полипропилена в частном доме осуществить своими руками, то можно и существенно сэкономить. Но прежде чем разобраться, как организовать водоснабжение необходимо правильно выбрать тип полипропиленовых конструкций.
Делаем выбор
Нужно отметить, что комплектующие необходимо выбирать исходя из планируемого давления системы, температуры циркулируемой воды, а также условий эксплуатации. Трубы из полипропилена могут иметь обозначение PN10, т.е. конструкции, которые применяются только для холодной воды, PN16 – конструкции для холодного и горячего водоснабжения, а также PN20 – конструкции для горячего водоснабжения и отопления и PN25 – конструкции для отопительных систем. При этом комплектующие PN20 и PN25 армируются стекловолокном или фольгой, что уменьшает их деформацию под воздействием больших температур.
При выборе полипропиленовых труб нужно тщательно смотреть, чтобы на них не было наплывов и шероховатостей, форма была идеально круглой, а толщина по всей длине была одинаковой. Фитинги необходимо выбирать так, чтобы в «холодном» состоянии их соединение с трубой было невозможным. Труба в фитинг должна входить только в нагретом состоянии и с большим усилием, ведь только так можно создать максимально надежную конструкцию.
Монтаж полипропиленовых труб в частном доме
Монтаж конструкций из полипропилена необходимо осуществлять с наименьшим количеством изгибов и с использованием как можно меньшего количества деталей. Нужно отметить, что прокладка труб водоснабжения и отопления своими руками в частном доме осуществляется по-разному. Разводка первых предусматривает подключение к основной магистрали и прокладывание комплектующих к каждому источнику воды (см. видео). Есть два метода монтажа – скрытый и открытый. Первый желательно доверить профессионалам, ведь это довольно-таки сложный и трудоемкий процесс. Открытый монтаж – это создание коллекторной, последовательной или конструкции с проходными розетками.
Схема отопления
При создании системы отопления необходимо нарисовать схему, в которой будут отмечены все, даже самые мелкие, детали. На схеме указывается расположение муфт, уголков, переходников, а также креплений, радиаторов и других элементов. Подключение комплектующих к радиаторам может быть боковым, нижним, одно- или двухтрубным.
Сварка
Сварка полипропиленовых конструкций приходит в несколько этапов. Первый – это нарезание элементов необходимой длины специальными ножницами, после чего они тщательно зачищаются, второй – сварка при помощи паяльника с подбором насадок необходимого диаметра. Паяльник при этом нагревается до температуры примерно 250°C. После прогрева элементов их совмещают между собой, делая некоторое усилие. После совмещения их оставляют остывать, после чего получают цельную конструкцию, которую практически невозможно разъединить.
Прокладка в стене
Кроме труб для прокладки трубопровода в стене понадобятся фитинги для соединения элементов разного диаметра, соединительные муфты, тройники, заглушки, крестовины, хомуты, а также разъемные соединители и шаровые краны. Перед тем как начать прокладывать в стене трубы, необходимо сначала установить котел и повесить все батареи. Далее осуществляется разметка, соединяются между собой все детали и получившаяся конструкция крепится к поверхности (см. видео). Нужно отметить, что элементы в труднодоступных местах должны монтироваться отдельно. Осуществляя монтаж также не нужно забывать о расширении комплектующих под воздействием высоких температур. Испытание такого трубопровода можно проводить не раньше чем через сутки.
Прокладка в стяжке
Конструкции из полипропилена могут использоваться не только в системе отопления в стенах, но и в стяжке при организации «теплого пола». По сей день идут многочисленные споры относительно целесообразности такого использования, ведь демонтаж такой системы в случае поломки достаточно проблематичный. Но многие специалисты сходятся во мнении, что от установки такой системы хозяева только выиграют, ведь она экономична и при невысокой температуре нагрева воды достаточно долговечна.
При этом во время монтажа полипропиленовых труб в стяжке не рекомендуется делать слишком толстый слой бетона. Кроме того рекомендуется использовать напольные покрытия с высокой теплопроводностью. При укладке конструкции из полипропилена необходимо также позаботиться о дополнительной тепло- и гидроизоляции пола.
1. | Принципиальная схема ИТП для одной системы отопления при независимом подключении к тепловой сети. | |
2. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом подключении к тепловой сети. | |
3. | Принципиальная схема ИТП бля одной системы отопления при зависимом подключении к тепловой сети. | |
4. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом подключении к тепловой сети. | |
5. | Принципиальная схема ИТП для ситемы ГВС с одноступенчатым подключением водоподогревателя. | |
6. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водонагревателем. | |
7. | Принципиальная схема ИТП для систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем. | |
8. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем. | |
9. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем. | |
10А. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе раздельных одноходовых теплообменников. | |
10Б. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника. | |
11А. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе раздельных одноходовых теплообменников. | |
11Б. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника. | |
12А. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе одноходовых теплообменников. | |
12Б. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника. | |
13А. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе одноходовых теплообменников. | |
13Б. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе моноблочного теплообменника. | |
14. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором. | |
15. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором. | |
16. | Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором. | |
17. | Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором. | |
РЕШЕНО: Начертите кривую нагревания (такую, как на рис. 11.33) для 1 моля бензола, начиная с 0°С и заканчивая при 100°С. Предположим, что приведенные здесь значения постоянны в соответствующих диапазонах температур.
Стенограмма видео
Хорошо, это глава одиннадцатая, раздел, задача восемьдесят восемь и лишнее, чтобы нарисовать кривую нагрева, такую как единица и цифра одиннадцать целых тридцать три для одного моля бензола, начиная с нуля градусов по Цельсию и заканчивая сто по Цельсию.Таким образом, мы предполагаем, что приведенные здесь значения постоянны в соответствующих диапазонах температур. Поэтому просто рисуйте прямые линии. Итак, я сделал здесь. Мы можем видеть значения, включенные в учебник. Гм, и цифра одиннадцать и тридцать три выглядит примерно так, где, вы знаете, они начинаются ниже точки замерзания и заканчиваются выше точки кипения. И рассчитали энергию на разных стадиях и общую энергию. И они, вы знаете, пытались включить Тео в наклоны как репрезентативное количество требуемой энергии, Тио пройти через разные этапы.Вот что я пытался сделать здесь. Итак, для шагов один, два, три, четыре и пять, вы знаете, от нуля до пяти градусов по Цельсию, это будет стадия салата. И, гм, энергия, необходимая для нагрева, рассчитывается по удельной теплоемкости салата. Итак, сто восемнадцать Жюлей продвигаются. Хорошо. И во всех этих расчетах мы исходим из одного крота, понятно? Итак, вы знаете, если вы просто умножаете, вы знаете, дельта Т различна, пять и четыре градуса по Цельсию, а дельта Дельта Цельсия и Дельта Кальвина одинаковы.Итак, мы можем умножить это, чтобы вычислить шесть целых шесть тридцать семь драгоценных камней, чтобы нагреть это.
Интерпретация кривых охлаждения
ПредыдущийСледующийТемпература плавления любого чистого материала (однокомпонентной системы) при постоянном давлении представляет собой единую уникальную температуру.Жидкая и твердая фазы существуют вместе в равновесии только при этой температуре. При охлаждении температура расплавленного материала будет неуклонно уменьшаться, пока не будет достигнута точка плавления.
В этот момент материал начнет кристаллизоваться, что приведет к выделению скрытого тепла на границе твердое тело-жидкость, поддерживая постоянную температуру материала. После завершения затвердевания возобновляется устойчивое охлаждение. Задержка при охлаждении во время затвердевания позволяет определить точку плавления материала на кривой время-температура.
Большинство систем, состоящих из двух или более компонентов, имеют диапазон температур, в котором твердая и жидкая фазы находятся в равновесии. Вместо одной температуры плавления система теперь имеет две различные температуры, температуру ликвидуса и температуру солидуса, которые необходимы для описания перехода из жидкого состояния в твердое.
Температура ликвидуса — это температура, выше которой система полностью жидкая, а солидус — это температура, ниже которой система полностью твердая.Между этими двумя точками жидкая и твердая фазы находятся в равновесии. Когда достигается температура ликвидуса, начинается затвердевание и происходит снижение скорости охлаждения, вызванное выделением скрытой теплоты и последующим уменьшением градиента кривой охлаждения.
По завершении затвердевания скорость охлаждения снова изменяется, что позволяет определить температуру солидуса. Как видно на диаграмме ниже, эти изменения градиента позволяют идентифицировать температуру ликвидуса T L и температуру солидуса T S .
При охлаждении материала эвтектического состава затвердевание всего образца происходит при одной температуре. Это приводит к кривой охлаждения, аналогичной по форме кривой однокомпонентной системы, где система затвердевает при температуре эвтектики.
При затвердевании доэвтектических или заэвтектических сплавов первым образующимся твердым телом является одна фаза, состав которой отличается от состава жидкости. Это приводит к тому, что по мере охлаждения состав жидкости приближается к составу эвтектики.Как только жидкость достигнет эвтектической температуры, она будет иметь эвтектический состав и замерзнет при этой температуре с образованием твердой эвтектической смеси двух фаз.
Образование эвтектики приводит к прекращению охлаждения системы до полного затвердевания. Полученная кривая охлаждения показывает две стадии затвердевания с участком пониженного градиента, где затвердевает одна фаза, и плато, где затвердевает эвтектика.
Построив серию кривых охлаждения для одной и той же системы в диапазоне составов, можно определить температуры ликвидуса и солидуса для каждого состава, что позволяет нанести на карту солидус и ликвидус для определения фазовой диаграммы.
Ниже приведены кривые охлаждения для одной и той же системы, снятые для разных составов и затем смещенные по оси времени. Красные области указывают, где материал является жидким, синие области указывают, где материал является твердым, а зеленые области указывают, где твердая и жидкая фазы находятся в равновесии.
Путем удаления оси времени с кривых и замены ее составом кривые охлаждения показывают температуры солидуса и ликвидуса для данного состава.
Это позволяет построить солидус и ликвидус для построения фазовой диаграммы:
Тепло, температура и теплопроводность | Глава 2: Состояние вещества
Примечание. Энергия также может передаваться посредством излучения и конвекции, но в этой главе речь идет только о передаче тепла посредством теплопроводности.
Обсудите, что происходит, когда ложку помещают в горячую жидкость, например суп или горячий шоколад.
Спросите студентов:
- Вы когда-нибудь клали металлическую ложку в горячий суп или горячий шоколад, а затем прикасались ложкой ко рту? Как вы думаете, что может происходить между молекулами в супе и атомами в ложке, из-за чего ложка становится горячей?
- В настоящее время учащиеся не обязаны полностью отвечать на эти вопросы. Более важно, чтобы они начали думать, что на молекулярном уровне происходит что-то, из-за чего одно вещество может сделать другое горячее.
Дайте каждому учащемуся рабочий лист.
Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания. Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это» Дальнейшие разделы листа заданий будут выполняться в классе, в группах или индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.
Предложите учащимся изучить, что происходит, когда металл комнатной температуры помещают в горячую воду.
Если вы не можете получить материалы для всех групп, чтобы выполнить это задание, вы можете выполнить упражнение в качестве демонстрации или показать учащимся видеоролики «Стиральные машины с подогревом» и «Стиральные машины с охлаждением».
Вопрос для расследования
Почему температура предмета меняется, когда его помещают в горячую воду?
Материалы для каждой группы
- 2 комплекта больших металлических шайб на веревке
- Чашка из пенопласта, наполненная горячей водой
- Вода комнатной температуры
- 2 термометра
- Градуированный цилиндр или химический стакан
Материалы для учителя
- 1 Чашка из пенопласта
- Термометр
- Плита или кофеварка
- Большой стакан или кофейник
Подготовка учителя
- С помощью веревки свяжите вместе 5 или 6 металлических шайб, как показано на рисунке.Каждой группе учащихся потребуется по два набора шайб, каждая из которых связана веревкой.
- Подвесьте один комплект шайб для каждой группы в горячей воде на плите или в воде в кофеварке, чтобы шайбы могли нагреться. Эти шайбы должны оставаться горячими до второй половины активности.
- Другой набор следует оставить при комнатной температуре, и его можно раздать учащимся вместе с материалами для занятия.
- Непосредственно перед занятием налейте 30 миллилитров (2 столовые ложки) горячей воды (около 50 °C) в пенопластовый стакан для каждой группы.Не забудьте налить одну чашку горячей воды для контроля.
Сообщите учащимся, что они увидят, изменится ли температура горячей воды в результате помещения в воду металлических шайб комнатной температуры. Единственный способ определить, вызывают ли шайбы изменение температуры, — выпить чашку горячей воды без шайб. Объясните, что у вас будет эта чашка с горячей водой, которая будет контрольной.
Вам нужно будет опустить термометр в чашку с горячей водой одновременно с учениками.Предложите учащимся записать начальную температуру элемента управления в своих таблицах на листе с заданиями, а также начальную температуру своей чашки с горячей водой. Температура двух образцов должна быть примерно одинаковой.
Процедура
- Поместите термометр в чашку, чтобы измерить начальную температуру воды. Запишите температуру воды в столбце «До» в таблице на листе с заданиями. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
Используйте другой термометр для измерения температуры шайб. Запишите это в колонке «До».
Примечание. Измерять температуру шайб обычным термометром немного неудобно, потому что между колбой термометра и поверхностью шайб очень маленькая точка контакта. Стиральные машины должны быть комнатной температуры.
Попросите учащихся сделать прогноз:
- Что произойдет с температурой воды и стиральных машин, если вы поместите стиральные машины в горячую воду?
Пока термометр все еще находится в воде, удерживайте веревку и полностью опустите металлические шайбы в горячую воду.
- Следите за любым изменением температуры воды. Оставьте шайбы в воде до тех пор, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в каждой чашке в столбце «После».
Температура … | До | После |
---|---|---|
Вода в чашке | ||
Вода в контрольном стакане | ||
Металлические шайбы |
- Достаньте шайбы из воды.Затем возьмите и запишите температуру омывателей в графу «После».
- Опорожните чашку в контейнере для отходов или в раковине.
Ожидаемые результаты
Температура воды немного снизится, а температура стиральных машин немного повысится. Величина снижения и повышения температуры на самом деле не так важна. Важно то, что происходит понижение температуры воды и повышение температуры шайб.
Узнайте больше об энергии и температуре в разделе сведений об учителях.
Примечание. В конце концов, два соприкасающихся объекта с разной температурой приобретут одинаковую температуру. В действии шайбы и вода, скорее всего, будут разной температуры. Для целей этой деятельности шайбы и вода находятся в контакте только в течение короткого времени, поэтому, скорее всего, они не достигнут той же температуры.
Учащиеся могут спросить, почему температура воды снизилась не на столько, сколько повысилась температура стиральных машин.Из воды уходит такое же количество энергии, как и из стиралки, но для изменения температуры разных веществ требуется разное количество энергии.
Предложите учащимся изучить, что происходит, когда горячий металл помещают в воду комнатной температуры.
Спросите студентов:
- Как вы думаете, как изменится температура, если вы поместите горячие стиральные машины в воду комнатной температуры?
Налейте около 30 миллилитров воды комнатной температуры в контрольную чашку. Поместите термометр в чашку и сообщите учащимся температуру воды.
- Налейте около 30 миллилитров воды комнатной температуры в чашку из пенополистирола.
- Поместите термометр в воду и запишите его температуру в столбце «До» в таблице на листе с заданиями. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
- Выньте стиральные машины из горячей воды, где они нагревались, и быстро измерьте температуру стиральных машин термометром.Запишите это в колонке «До» на листе активности.
- Пока термометр все еще находится в воде, удерживайте веревку и полностью опустите горячие металлические шайбы в воду.
- Следите за любым изменением температуры воды. Оставьте шайбы в воде до тех пор, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в чашке в столбце «После» в таблице ниже. Также запишите температуру воды в контрольной чашке.
- Достаньте шайбы из воды.Возьмите и запишите температуру шайб.
Температура … | До | После |
---|---|---|
Вода в чашке | ||
Вода в контрольном стакане | ||
Металлические шайбы |
Ожидаемые результаты
Температура воды увеличивается, а температура омывателей уменьшается.
Обсудите наблюдения учащихся и причины изменения температуры металлических шайб и воды.
Спросите студентов:
- Как изменилась температура стиральных машин и воды в обеих частях занятия?
- Основываясь на своих данных, учащиеся должны понять, что температура как стиральных машин, так и воды изменилась.
- Зная, что вы делаете с нагреванием и охлаждением атомов и молекул, как вы думаете, почему температура изменилась?
- При необходимости направьте учащихся на размышления о том, почему изменилась температура каждого из них, спросив их, что, вероятно, двигалось быстрее: атомы в металлических шайбах или молекулы в воде. Скажите учащимся, что анимация молекулярной модели, которую вы покажете дальше, покажет им, почему изменилась температура обоих.
Покажите две анимации, чтобы помочь учащимся понять, как энергия передается от одного вещества к другому.
Показать анимацию молекулярной модели Heated Spoon.
Укажите учащимся, что молекулы воды в горячей воде движутся быстрее, чем атомы в ложке.Молекулы воды ударяются об атомы ложки и передают этим атомам часть своей энергии. Так энергия воды передается ложке. Это увеличивает движение атомов в ложке. Поскольку движение атомов в ложке увеличивается, температура ложки увеличивается.
Это нелегко заметить, но когда быстро движущиеся молекулы воды ударяются о ложку и ускоряют атомы в ложке, молекулы воды немного замедляются.Поэтому, когда энергия передается от воды к ложке, ложка нагревается, а вода охлаждается.
Объясните учащимся, что когда быстро движущиеся атомы или молекулы сталкиваются с более медленными атомами или молекулами и увеличивают их скорость, происходит передача энергии. Энергия, которая передается, называется теплотой. Этот процесс передачи энергии называется проводимостью.
Показать анимацию молекулярной модели Cooled Spoon.
Укажите учащимся, что в этом случае атомы в ложке движутся быстрее, чем молекулы воды в холодной воде.Более быстро движущиеся атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды. Это заставляет молекулы воды двигаться немного быстрее и температура воды повышается. Поскольку атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды, атомы в ложке немного замедляются. Это приводит к снижению температуры ложки.
Спросите студентов:
Опишите, как процесс проводимости вызвал изменение температуры шайб и воды в процессе деятельности.
- Стиральные машины комнатной температуры с горячей водой
- Когда шайбы комнатной температуры помещают в горячую воду, более быстро движущиеся молекулы воды сталкиваются с более медленными атомами металла и заставляют атомы в шайбах двигаться немного быстрее. Это приводит к повышению температуры омывателей. Поскольку часть энергии воды передавалась металлам для их ускорения, движение молекул воды уменьшается. Это приводит к снижению температуры воды.
- Горячие стиральные машины в воде комнатной температуры
- Когда горячие металлические шайбы помещают в воду комнатной температуры, более быстро движущиеся атомы металла сталкиваются с более медленными молекулами воды и заставляют молекулы воды двигаться немного быстрее. Это приводит к повышению температуры воды. Поскольку часть энергии атомов металла передавалась молекулам воды для их ускорения, движение атомов металла уменьшается. Это приводит к снижению температуры омывателей.
Обсудите связь между молекулярным движением, температурой и проводимостью.
Спросите студентов:
- Как движение атомов или молекул вещества влияет на температуру вещества?
- Если атомы или молекулы вещества движутся быстрее, вещество имеет более высокую температуру. Если его атомы или молекулы движутся медленнее, то он имеет более низкую температуру.
- Что такое проводимость?
- Проводимость возникает при контакте двух веществ с разной температурой. Энергия всегда передается от вещества с более высокой температурой к веществу с более низкой температурой. При передаче энергии от более горячего вещества к более холодному более холодное вещество нагревается, а более горячее охлаждается. В конце концов два вещества становятся одной температуры.
Учащиеся, как правило, понимают нагрев, но часто имеют неправильное представление о том, как что-то охлаждается.Точно так же, как нагревание вещества, охлаждение вещества также работает за счет теплопроводности. Но вместо того, чтобы концентрироваться на ускорении медленных молекул, вы фокусируетесь на замедлении более быстрых молекул. Более быстро движущиеся атомы или молекулы более горячего вещества контактируют с более медленными атомами или молекулами более холодного вещества. Более быстро движущиеся атомы и молекулы передают часть своей энергии более медленным атомам и молекулам. Атомы и молекулы более горячего вещества замедляются, и его температура снижается.Объект или вещество не может стать холоднее, если добавить к нему «холодность». Что-то может стать холоднее, только если его атомы и молекулы передают свою энергию чему-то более холодному.
Предложите учащимся нарисовать молекулярные модели, чтобы показать проводимость между ложкой и водой.
Примечание. В модели, которую вы покажете учащимся, изменение скорости как молекул воды, так и атомов в ложке представлено разным количеством линий движения.Студенты могут помнить, что когда атомы или молекулы движутся быстрее, они отдаляются друг от друга, а когда они движутся медленнее, они сближаются. Для этой активности изменение расстояния между молекулами воды или между атомами в ложке не является фокусом, и поэтому оно не показано в модели. Вы можете сказать учащимся, что модели могут подчеркивать одну особенность, а не другую, чтобы помочь сосредоточиться на главном представленном моменте.
Ложка комнатной температуры, помещенная в горячую воду
Проецируйте иллюстрации «Ложка в горячей воде до и после» из рабочего листа.
Предложите учащимся посмотреть на линии движения на картинке «До» в листе с заданиями. Затем спросите учащихся, как изменится движение атомов и молекул на картинке «После». На рабочем листе вместе с изображением, которое вы проецируете, нет линий движения, нарисованных на картинке «После». Правильно составить их – задача учащихся.
Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.
Горячая ложка, помещенная в воду комнатной температуры
Спроектируйте иллюстрации Горячая ложка в воде комнатной температуры до и после из листа с заданиями
Предложите учащимся рассмотреть второй набор изображений «До» и «После». Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.
Покажите симуляцию, иллюстрирующую, что температура представляет собой среднюю кинетическую энергию атомов или молекул.
Следующее моделирование показывает, что при любой температуре атомы или молекулы вещества движутся с различными скоростями. Некоторые молекулы движутся быстрее других, некоторые медленнее, но большинство находится где-то посередине.
Примечание. После нажатия кнопки «Старт» симуляция работает лучше всего, если вы прокручиваете все кнопки, прежде чем использовать ее для обучения со студентами.
Показать температуру симуляции.
- После переключения между кнопками «Холодный», «Средний» и «Горячий» выберите «Средний», чтобы начать обсуждение со студентами.Скажите учащимся, что это моделирование показывает взаимосвязь между энергией, молекулярным движением и температурой.
Скажите учащимся, что все, что имеет массу и движется, независимо от того, насколько оно велико или мало, обладает определенным количеством энергии, называемой кинетической энергией. Температура вещества дает информацию о кинетической энергии его молекул. Чем быстрее движутся молекулы вещества, тем выше кинетическая энергия и тем выше температура. Чем медленнее движутся молекулы, тем меньше кинетическая энергия и тем ниже температура.Но при любой температуре молекулы не движутся с одинаковой скоростью, поэтому температура на самом деле является мерой средней кинетической энергии молекул вещества.
- Эти идеи применимы к твердым телам, жидкостям и газам. Маленькие шарики в симуляции представляют собой молекулы и меняют цвет, чтобы визуализировать их скорость и кинетическую энергию. Самые медленные — синие, более быстрые — фиолетовые или розовые, а самые быстрые — красные. Объясните также, что отдельные молекулы изменяют скорость в зависимости от их столкновений с другими молекулами.Молекулы передают свою кинетическую энергию другим молекулам посредством проводимости. Когда быстро движущаяся молекула сталкивается с более медленной молекулой, более медленная молекула ускоряется (и становится более красной), а более быстрая молекула замедляется (и становится более синей).
- Объясните, что при любой температуре большинство молекул движутся примерно с одинаковой скоростью и имеют примерно одинаковую кинетическую энергию, но всегда есть молекулы, которые движутся медленнее, и те, которые движутся быстрее. Температура на самом деле представляет собой комбинацию или среднее значение кинетической энергии молекул.Если бы вы могли поместить в эту симуляцию термометр, молекулы, движущиеся с разными скоростями, ударялись бы о него, и он регистрировал бы среднюю кинетическую энергию молекул.
Чтобы добавить энергии, начните с «Холодный», затем нажмите «Средний», а затем «Горячий».
Спросите студентов:
- Что вы заметили в молекулах по мере добавления энергии?
- По мере добавления энергии большее количество молекул движется быстрее.Розовых и красных молекул больше, но есть и более медленные синие.
Чтобы удалить энергию, начните с «Горячий», затем нажмите «Средний», а затем «Холодный».
Спросите студентов:
- Что вы заметили в молекулах по мере удаления энергии?
- По мере того, как энергия удаляется, большее количество молекул движется медленнее. Фиолетовых и синих молекул больше, но некоторые все же меняют цвет на розовый.
Предложите учащимся попробовать одно или несколько расширений и использовать проводимость для объяснения этих распространенных явлений.
Сравните фактическую температуру и ощущение температуры различных объектов в комнате.
Спросите студентов:
- Коснитесь металлической части ножки стула или стола, а затем коснитесь обложки учебника. Эти поверхности кажутся одинаковой или разной температуры?
- Они должны ощущаться иначе.
- Почему металл кажется холоднее, хотя он имеет ту же температуру, что и картон?
- Скажите учащимся, что хотя металл кажется более холодным, на самом деле металл и картон имеют одинаковую температуру. Если учащиеся не верят в это, они могут использовать термометр для измерения температуры металла и картона в комнате. После нахождения в одном помещении с одинаковой температурой воздуха обе поверхности должны иметь одинаковую температуру.
Покажите анимацию «Проведение энергии», чтобы ответить на вопрос, почему металл кажется холоднее картона.
Предложите учащимся понаблюдать за движением молекул в металле, картоне и пальце.
Объясните, что молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы в металле комнатной температуры.Поэтому энергия вашего пальца передается металлу. Поскольку металл является хорошим проводником, энергия передается от поверхности через металл. Молекулы в вашей коже замедляются, поскольку ваш палец продолжает отдавать энергию металлу, поэтому ваш палец становится прохладнее.
Как и металл, молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы в картоне комнатной температуры. Энергия передается от пальца на поверхность картона. Но поскольку картон является плохим проводником, энергия не может легко передаваться от поверхности через картон. Молекулы в вашей коже движутся примерно с той же скоростью. Поскольку ваш палец не теряет много энергии на картоне, он остается теплым.
Сравните реальную температуру и ощущения температуры воды и воздуха.
Предложите учащимся с помощью двух термометров сравнить температуру воды комнатной температуры и температуру воздуха.Они должны быть примерно одинаковыми.
Спросите студентов:
- Опустите палец в воду комнатной температуры, а другой палец поднимите вверх. Вода и воздух кажутся одинаковой или разной температуры?
- Палец в воде должен быть холоднее.
- Почему вода кажется прохладнее, хотя ее температура такая же, как у воздуха?
- Напомните учащимся, что хотя вода кажется более холодной, температура воды и воздуха на самом деле примерно одинакова.Студенты должны понимать, что вода лучше воздуха проводит энергию. По мере того, как энергия оттягивается от вашего пальца быстрее, ваша кожа становится более холодной.
Подумайте, почему чашки с холодной и горячей водой имеют комнатную температуру.
Предложите учащимся подумать и объяснить следующую ситуацию:
- Предположим, вы поставили чашку с холодной водой в одну комнату и чашку с горячей водой в другую. Обе комнаты имеют одинаковую комнатную температуру.Почему холодная вода становится теплее, а горячая холоднее?
- В обоих случаях энергия будет перемещаться из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Итак, энергия воздуха комнатной температуры будет переходить в холодную воду, которая нагревает воду. А энергия горячей воды будет переходить в более холодный воздух, который охлаждает воду.
Плавление, кипячение и сублимация — Введение в химию — 1-е канадское издание
- Опишите, что происходит во время изменения фазы.
- Рассчитайте изменение энергии, необходимое для фазового перехода.
Вещества могут менять фазу — часто из-за изменения температуры. При низких температурах большинство веществ твердые; при повышении температуры они становятся жидкими; при еще более высоких температурах они становятся газообразными.
Процесс превращения твердого тела в жидкость называется плавлением (более старый термин, который вы иногда можете встретить, это сплав ). Противоположный процесс, превращение жидкости в твердое тело, называется затвердеванием .Для любого чистого вещества температура, при которой происходит плавление, известная как точка плавления , является характеристикой этого вещества. Чтобы твердое тело превратилось в жидкость, требуется энергия. Каждое чистое вещество имеет определенное количество энергии, необходимое для перехода из твердого состояния в жидкое. Это количество называется энтальпией плавления (или теплотой плавления) вещества, представленной как Δ H плавления . Некоторые значения Δ H fus перечислены в таблице 10.2 «Энтальпии плавления различных веществ»; предполагается, что эти значения относятся к температуре плавления вещества. Обратите внимание, что единицей Δ H fus является килоджоуль на моль, поэтому нам нужно знать количество материала, чтобы знать, сколько энергии задействовано. Δ H fus всегда указывается в таблице как положительное число. Однако его можно использовать как для процессов плавления, так и для процессов затвердевания, если помнить, что плавление всегда эндотермическое (поэтому Δ H будет положительным), а затвердевание всегда экзотермическое (поэтому Δ H будет отрицательный).
Вещество (точка плавления) | Δ H сплав (кДж/моль) |
---|---|
Вода (0°C) | 6. 01 |
Алюминий (660°C) | 10,7 |
Бензол (5,5°C) | 9,95 |
Этанол (-114,3°C) | 5,02 |
Ртуть (-38,8°С) | 2.29 |
Как изменится энергия, если 45,7 г H 2 O расплавятся при 0°C?
Раствор
Δ H сплав H 2 O составляет 6,01 кДж/моль. Однако наше количество дано в граммах, а не в молях, поэтому первым шагом является преобразование граммов в моли с использованием молярной массы H 2 O, которая составляет 18,0 г/моль. Тогда мы можем использовать Δ H fus в качестве коэффициента преобразования. Поскольку вещество плавится, процесс эндотермический, поэтому изменение энергии будет иметь положительный знак.
Без знака число считается положительным.
Проверь себя
Как изменится энергия при замерзании 108 г C 6 H 6 при температуре 5,5 °C?
Ответить
−13,8 кДж
При плавлении энергия идет исключительно на изменение фазы вещества; это не касается изменения температуры вещества. Следовательно, плавление является изотермическим процессом, поскольку вещество остается при одной и той же температуре.Только когда все вещество расплавлено, дополнительная энергия идет на изменение его температуры.
Что происходит, когда твердое тело становится жидкостью? В твердом теле отдельные частицы застревают на месте, потому что межмолекулярные силы не могут быть преодолены за счет энергии частиц. Когда подается больше энергии (например, за счет повышения температуры), наступает момент, когда частицы имеют достаточно энергии, чтобы двигаться, но недостаточно энергии, чтобы разделиться. Это жидкая фаза: частицы все еще находятся в контакте, но могут двигаться вокруг друг друга.Это объясняет, почему жидкости могут принимать форму своих сосудов: частицы перемещаются и под действием гравитации заполняют наименьший возможный объем (если только жидкость не находится в среде с невесомостью — см. рис. 10.16 «Жидкости и гравитация»). .
Рисунок 10.16 «Жидкости и гравитация». а) Жидкость заполняет дно своего сосуда по мере того, как ее тянет вниз под действием силы тяжести, и частицы скользят друг по другу. б) Жидкость плавает в условиях невесомости. Частицы все еще скользят друг по другу, потому что они находятся в жидкой фазе, но теперь нет гравитации, которая могла бы тянуть их вниз.Фазовый переход между жидкостью и газом имеет некоторое сходство с фазовым переходом между твердым телом и жидкостью. При определенной температуре частицы жидкости обладают достаточной энергией, чтобы превратиться в газ. Процесс превращения жидкости в газ называется кипением (или испарением) , а процесс превращения газа в жидкость называется конденсацией . Однако, в отличие от процесса конверсии твердого тела в жидкость, на процесс конверсии жидкость/газ заметно влияет окружающее давление на жидкость, поскольку давление сильно влияет на газы.Это означает, что температура, при которой жидкость становится газом, точка кипения , может изменяться в зависимости от окружающего давления. Поэтому мы определяем нормальную точку кипения как температуру, при которой жидкость превращается в газ, когда окружающее давление составляет ровно 1 атм или 760 торр. Если не указано иное, предполагается, что точка кипения соответствует давлению в 1 атм.
Подобно фазовому переходу твердое тело/жидкость, фазовый переход жидкость/газ требует энергии. Количество энергии, необходимое для превращения жидкости в газ, называется энтальпией парообразования (или теплотой парообразования), представленной как Δ H пар .Некоторые значения Δ H vap приведены в таблице 10.3 «Энтальпии испарения различных веществ»; предполагается, что эти значения относятся к нормальной температуре кипения вещества, которая также приведена в таблице. Единицей для Δ H vap также является килоджоуль на моль, поэтому нам нужно знать количество материала, чтобы знать, сколько энергии задействовано. Δ H vap также всегда указывается в таблице как положительное число. Его можно использовать как для процессов кипения, так и для процессов конденсации, если вы помните, что кипение всегда эндотермическое (поэтому Δ H будет положительным), а конденсация всегда экзотермическая (поэтому Δ H будет отрицательным) .
Вещество (нормальная температура кипения) | Δ H пар (кДж/моль) |
---|---|
Вода (100°C) | 40,68 |
Бром (59,5°C) | 15,4 |
Бензол (80,1°С) | 30,8 |
Этанол (78,3°C) | 38,6 |
Ртуть (357°С) | 59.23 |
Как изменится энергия при конденсации 66,7 г Br 2 (г) в жидкость при 59,5°С?
Раствор
Δ H vap Br 2 составляет 15,4 кДж/моль. Несмотря на то, что это процесс конденсации, мы все же можем использовать числовое значение Δ H vap , если мы понимаем, что мы должны отводить энергию, поэтому значение Δ H будет отрицательным. Чтобы определить величину изменения энергии, мы должны сначала перевести количество Br 2 в моли.Тогда мы можем использовать Δ H vap в качестве коэффициента преобразования.
Поскольку процесс экзотермический, фактическое значение будет отрицательным: Δ H = −6,43 кДж.
Проверь себя
Как изменится энергия, когда 822 г C 2 H 5 OH(л) закипят при нормальной температуре кипения 78,3°C?
Ответить
689 кДж
Как и при плавлении, при кипении энергия идет исключительно на изменение фазы вещества; это не касается изменения температуры вещества.Так что кипение тоже изотермический процесс. Только когда все вещество закипит, дополнительная энергия идет на изменение его температуры.
Что происходит, когда жидкость становится газом? Мы уже установили, что жидкость состоит из частиц, находящихся в контакте друг с другом. Когда жидкость становится газом, частицы отделяются друг от друга, и каждая частица движется в пространстве своим путем. Именно так газы стремятся заполнить свои сосуды. Действительно, в газовой фазе большую часть объема занимает пустое пространство; только одна тысячная часть объема фактически занята материей (см. рис. 10).17 «Жидкости и газы»). Именно это свойство газов объясняет, почему они могут сжиматься, что и рассматривается в главе 6 «Газы».
Рисунок 10.17 Жидкости и газы. В (а) частицы представляют собой жидкость; частицы находятся в контакте, но также могут перемещаться друг вокруг друга. В (b) частицы представляют собой газ, и большая часть объема на самом деле представляет собой пустое пространство. Частицы не в масштабе; на самом деле точки, представляющие частицы, будут примерно в одну тысячную меньше, чем изображено.При некоторых обстоятельствах твердая фаза может перейти непосредственно в газовую фазу, минуя жидкую фазу, а газ может сразу стать твердым. Переход твердого вещества в газообразное называется сублимацией , а обратный процесс называется осаждением . Сублимация изотермическая, как и другие фазовые переходы. Во время сублимации происходит измеримое изменение энергии; это изменение энергии называется энтальпией сублимации , представленной как Δ H к югу от .Соотношение между Δ H sub и другими изменениями энтальпии следующее:
Δ H sub = Δ H fus + Δ H vap
Таким образом, Δ H sub не всегда приводится в таблице, поскольку его можно просто рассчитать из Δ H fus и Δ H vap .
Есть несколько распространенных примеров сублимации. Известный продукт — сухой лед — на самом деле является твердым CO 2 .Сухой лед является сухим, потому что он возгоняется, а твердая фаза минует жидкую фазу и переходит прямо в газовую фазу. Сублимация происходит при температуре -77°С, поэтому с ней нужно обращаться осторожно. Если вы когда-нибудь замечали, что кубики льда в морозильной камере со временем становятся меньше, то это потому, что твердая вода очень медленно сублимирует. «Ожог от заморозки» на самом деле не ожог; это происходит, когда некоторые продукты, такие как мясо, медленно теряют содержание твердой воды из-за сублимации. Еда по-прежнему хороша, но выглядит неаппетитно.Снижение температуры морозильной камеры замедлит сублимацию твердой воды.
Химические уравнения могут использоваться для описания фазового перехода. В таких случаях крайне важно использовать фазовые метки на веществах. Например, химическое уравнение таяния льда для получения жидкой воды выглядит следующим образом:
H 2 O(s) → H 2 O(ℓ)
Химических изменений не происходит; однако происходит физическое изменение.
Кривые нагрева
График зависимости температуры от количества подведенного тепла известен как кривая нагрева (см. рисунок 10.18). Они обычно используются, чтобы визуально показать взаимосвязь между фазовыми переходами и энтальпией для данного вещества.
Рисунок 10.18 «Общая диаграмма кривой нагрева».На рис. 10.18 твердое тело приобретает кинетическую энергию и, следовательно, его температура повышается по мере добавления тепла. В точке плавления добавленное тепло используется для разрушения межмолекулярных сил притяжения твердого тела вместо увеличения кинетической энергии, и поэтому температура остается постоянной. После того, как все твердое вещество расплавится, снова подведенное тепло идет на увеличение кинетической энергии (и температуры) молекул жидкости до точки кипения.В точке кипения, опять же, добавленное тепло используется для разрушения межмолекулярных сил притяжения вместо обеспечения кинетической энергии, и температура остается постоянной до тех пор, пока вся жидкость не превратится в газ.
- Фазовые превращения могут происходить между любыми двумя фазами материи.
- Все фазовые переходы происходят с одновременным изменением энергии.
- Все фазовые переходы изотермические.
- В чем разница между плавление и затвердевание ?
- В чем разница между кипящим и конденсационным ?
- Опишите молекулярные изменения, когда твердое тело становится жидкостью.
- Опишите молекулярные изменения, когда жидкость превращается в газ.
- Как изменится энергия, если 78,0 г ртути расплавятся при температуре -38,8°C?
- Как изменится энергия при затвердевании 30,8 г алюминия при 660°С?
- Как изменится энергия при кипении 111 г Br 2 при 59,5°С?
- Как изменится энергия при конденсации 98,6 г H 2 O при 100°C?
- Каждое из следующих утверждений неверно. Перепишите их так, чтобы они были правильными.
- Изменения температуры во время фазового перехода.
- Процесс превращения жидкости в газ называется сублимацией.
- Каждое из следующих утверждений неверно. Перепишите их так, чтобы они были правильными.
- Объем газа содержит только около 10% материи, а остальное — пустое пространство.
- Δ H sub равно Δ H vap .
- Напишите химическое уравнение плавления элементарного натрия.
- Напишите химическое уравнение затвердевания бензола (C 6 H 6 ).
- Напишите химическое уравнение сублимации CO 2 .
- Напишите химическое уравнение кипения пропанола (C 3 H 7 OH).
- Что такое Δ H sub H 2 O? (Подсказка: см. Таблицу 10.2 «Энтальпии плавления различных веществ» и Таблицу 10.3 «Энтальпии испарения различных веществ».)
- Δ H sub I 2 составляет 60,46 кДж/моль, а его Δ H vap составляет 41,71 кДж/моль. Что такое Δ H fus I 2 ?
- Плавление — это фазовый переход от твердого к жидкому, тогда как затвердевание — это фазовый переход от жидкого к твердому.
- Молекулы имеют достаточно энергии, чтобы двигаться относительно друг друга, но недостаточно, чтобы полностью отделиться друг от друга.
- 890 Дж
- 10,7 кДж
- Температура не изменяется при изменении фазы.
- Процесс превращения жидкости в газ называется кипением; процесс превращения твердого тела в газ называется сублимацией.
- Na(s) → Na(ℓ)
- CO 2 (s) → CO 2 (g)
- 46,69 кДж/моль
Атрибуты СМИ
ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ЧИСТЫХ ВЕЩЕСТВ На этой странице объясняется, как интерпретировать фазовые диаграммы для простых чистых веществ, включая рассмотрение особых случаев фазовых диаграмм воды и двуокиси углерода. Это будет длинная страница, потому что я старался сделать все как можно мягче. Основная фазовая диаграмма Что такое фаза? В самом простом случае фаза может быть просто еще одним термином для твердого тела, жидкости или газа. Если у вас есть лед, плавающий в воде, у вас есть твердая фаза и жидкая фаза. Если над смесью есть воздух, то это другая фаза. Но этот термин можно использовать и в более общем смысле.Например, плавающая на воде нефть также состоит из двух фаз — в данном случае двух жидких фаз. Если масло и вода содержатся в ведре, то твердое ведро — это еще одна фаза. Фактически может быть более одной твердой фазы, если ручка прикреплена к ведру отдельно, а не отлита как часть ведра. Вы можете распознать наличие различных фаз, потому что между ними есть очевидная граница — граница между твердым льдом и жидкой водой, например, или граница между двумя жидкостями. Фазовые диаграммы Фазовая диаграмма позволяет точно определить, какие фазы присутствуют при любой заданной температуре и давлении. В случаях, которые мы рассмотрим на этой странице, фазами будут просто твердые, жидкие или паровые (газовые) состояния чистого вещества. Это фазовая диаграмма типичного чистого вещества. Эти диаграммы (включая эту) почти всегда сильно искажены, чтобы легче было увидеть, что происходит.Обычно есть два основных искажения. Мы обсудим их, когда они станут актуальными. Если вы посмотрите на диаграмму, то увидите, что есть три линии, три области, отмеченные как «твердое тело», «жидкость» и «пар», и две особые точки, отмеченные буквами «С» и «Т». Три зоны Это просто! Предположим, у вас есть чистое вещество при трех разных наборах условий температуры и давления, соответствующих 1, 2 и 3 на следующей диаграмме. При наборе условий под номером 1 на диаграмме вещество будет твердым, поскольку попадает в эту область фазовой диаграммы. В 2 это будет жидкость; и в 3, это будет пар (газ). | |
Примечание: Я использую термины пар и газ так, как будто они взаимозаменяемы. Между ними есть тонких различий, которые я пока не готов объяснять. Потерпи! | |
Переход от твердого состояния к жидкому путем изменения температуры: Предположим, у вас есть твердое тело, и вы повысили температуру, сохранив при этом постоянное давление, как показано на следующей диаграмме.Когда температура повышается до точки, где она пересекает линию, твердое тело превращается в жидкость. Другими словами, он плавится. Если вы повторите это при более высоком фиксированном давлении, температура плавления будет выше, потому что линия между твердой и жидкой областями немного наклонена вперед. | |
Примечание: Это один из случаев, когда мы искажаем эти диаграммы, чтобы их было легче обсуждать. На практике эта линия гораздо более вертикальна, чем мы обычно ее рисуем. При более высоком давлении температура плавления изменится очень незначительно. Диаграмме было бы очень трудно следовать, если бы мы не преувеличивали ее немного. | |
Так что же представляет собой эта линия, разделяющая твердую и жидкую области диаграммы? Он просто показывает влияние давления на температуру плавления. Везде на этой линии существует равновесие между твердым телом и жидкостью. К этому равновесию можно применить принцип Ле Шателье, как если бы это было химическое равновесие. Если вы увеличите давление, равновесие сдвинется таким образом, чтобы противодействовать изменениям, которые вы только что произвели. Если бы он превратился из жидкого в твердое, давление снова уменьшилось бы, потому что твердое тело занимает немного меньше места для большинства веществ. Это означает, что увеличение давления на равновесную смесь твердого тела и жидкости при ее исходной температуре плавления снова превратит смесь обратно в твердое состояние. Другими словами, он больше не будет плавиться при этой температуре. Чтобы заставить его плавиться при более высоком давлении, вам придется немного увеличить температуру. Повышение давления повышает температуру плавления большинства твердых тел. Вот почему линия точки плавления большинства веществ наклонена вперед. Переход от твердого состояния к жидкому путем изменения давления: Вы также можете поиграть с этим, посмотрев, что произойдет, если вы уменьшите давление на твердое тело при постоянной температуре. | |
Примечание: Вы должны быть немного осторожны с этим, потому что именно то, что произойдет, если вы уменьшите давление, зависит от ваших начальных условий. Мы еще поговорим об этом, когда посмотрим на линию, отделяющую твердую область от паровой области. | |
Переход от жидкости к пару: Точно так же вы можете сделать это, изменив температуру или давление. Жидкость превратится в пар — она закипит — когда пересечет границу между двумя областями. Если вы меняете температуру, вы можете легко определить температуру кипения на фазовой диаграмме. На диаграмме выше это температура, при которой красная стрелка пересекает граничную линию. Итак, опять же, какое значение имеет эта линия, разделяющая две области? В любом месте этой линии будет равновесие между жидкостью и паром.Линия легче всего увидеть как влияние давления на точку кипения жидкости. При увеличении давления температура кипения увеличивается. | |
Примечание: Я не хочу придавать этому большого значения, но эта линия на самом деле точно такая же, как график влияния температуры на давление насыщенного пара жидкости. Давление насыщенного пара рассматривается на отдельной странице. Жидкость будет кипеть, когда давление ее насыщенного пара равно внешнему давлению. Допустим, вы измерили давление насыщенного пара жидкости при 50°C, и оно оказалось равным 75 кПа. Вы можете нанести это как одну точку на кривой давления пара, а затем перейти к измерению других давлений насыщенного пара при разных температурах и также нанести их на график. Теперь предположим, что вы подвергли жидкость воздействию общего внешнего давления 75 кПа и постепенно повышали температуру. Жидкость закипит, когда давление ее насыщенного пара станет равным внешнему давлению, в данном случае при 50°С.Если у вас есть полная кривая давления пара, вы с таким же успехом можете найти точку кипения, соответствующую любому другому внешнему давлению. Это означает, что график зависимости давления насыщенного пара от температуры точно такой же, как кривая, связывающая температуру кипения и внешнее давление — это всего лишь два взгляда на одно и то же. Если все, что вас интересует, это интерпретация одной из этих фазовых диаграмм, вам, вероятно, не нужно слишком беспокоиться об этом. | |
Критическая точка Вы, должно быть, заметили, что эта кривая равновесия жидкость-пар имеет верхний предел, который я обозначил как C на фазовой диаграмме. Это известно как критическая точка . Температура и давление, соответствующие этому, известны как критическая температура и критическое давление . Если вы увеличите давление на газ (пар) при температуре ниже критической температуры, вы в конечном итоге пересечете линию равновесия жидкость-пар, и пар сконденсируется с образованием жидкости. Это работает нормально, пока температура газа ниже критической. Но что, если ваша температура была на выше критической температуры на ? Не было бы никакой линии, чтобы пересечь! Это потому, что при температуре выше критической невозможно сконденсировать газ в жидкость, просто увеличивая давление.Все, что вы получаете, это сильно сжатый газ. Частицы обладают слишком большой энергией, чтобы межмолекулярное притяжение удерживало их вместе в виде жидкости. Критическая температура, очевидно, варьируется от вещества к веществу и зависит от силы притяжения между частицами. Чем сильнее межмолекулярное притяжение, тем выше критическая температура. | |
Примечание: Сейчас самое время быстро прокомментировать использование слов «газ» и «пар».В значительной степени вы просто используете термин, который кажется правильным. Вы обычно не говорите о «этаноловом газе», хотя вы сказали бы «пары этанола». Точно так же вы не стали бы говорить о кислороде как о паре — вы всегда называете его газом. Существуют различные направляющие линии, которые вы можете использовать, если хотите. Например, если вещество обычно представляет собой жидкость при комнатной температуре или около нее, вы склонны называть то, что выходит из него, паром. Несколько более широкое использование состояло бы в том, чтобы называть его паром, если вещество находится ниже своей критической точки, и газом, если оно выше ее.Конечно, было бы необычно называть паром что-либо, если бы его температура была выше критической точки при комнатной температуре, например кислород, азот или водород. Все они будут описаны как газы. Это абсолютно НЕ то, из-за чего стоит волноваться! | |
Переход от твердого состояния к парообразному: На фазовой диаграмме есть еще одна линия. Это линия в нижнем левом углу между твердой и паровой областями. Эта линия представляет собой равновесие твердого тела и пара. Если бы условия температуры и давления попадали точно на эту линию, твердое тело и пар находились бы в равновесии друг с другом — твердое тело возгонялось бы. (Сублимация — это переход из твердого состояния в парообразное или наоборот, минуя жидкую фазу.) Опять же, вы можете пересечь эту линию, увеличив температуру твердого тела или уменьшив давление. На диаграмме показан эффект повышения температуры твердого тела при (вероятно, очень низком) постоянном давлении.Давление, очевидно, должно быть достаточно низким, чтобы не могла образоваться жидкость, другими словами, оно должно происходить ниже точки, обозначенной как T . Температура сублимации указана на диаграмме. Это будет температура, при которой линия будет пересечена. Тройная точка Точка T на схеме называется тройной точкой . Если вы думаете о трех линиях, которые встречаются в этой точке, они представляют собой состояния: Там, где встречаются все три линии, должна быть уникальная комбинация температуры и давления, при которой все три фазы находятся в равновесии друг с другом.Вот почему это называется тройной точкой . Если бы вы контролировали условия температуры и давления, чтобы приземлиться в этой точке, вы бы увидели равновесие, включающее плавление и сублимацию твердого тела, а также кипение контактирующей с ним жидкости с образованием пара — и все обратные изменения происходят также. Если поддерживать температуру и давление на этих значениях и держать систему закрытой, чтобы ничего не вытекало, так оно и останется. Странный набор дел! Нормальные температуры плавления и кипения Нормальные температуры плавления и кипения – это температуры при давлении 1 атмосфера. Их можно найти на фазовой диаграмме, проведя линию при давлении в 1 атмосферу. Фазовая диаграмма для воды Между ней и фазовой диаграммой, которую мы рассматривали до сих пор, есть только одно отличие.Линия равновесия твердой и жидкой фаз (линия точки плавления) наклонена назад, а не вперед. В случае воды температура плавления снижается при более высоком давлении. Почему? Если у вас есть это равновесие и вы увеличиваете давление на него, в соответствии с принципом Ле Шателье равновесие сдвинется, чтобы снова уменьшить давление. Это означает, что он будет двигаться в сторону с меньшим объемом. Производится жидкая вода. Чтобы жидкая вода снова замерзла при более высоком давлении, вам придется снизить температуру. Более высокие давления означают более низкие температуры плавления (замерзания). Теперь давайте нанесем на диаграмму несколько чисел, чтобы показать точное положение критической точки и тройной точки для воды. Обратите внимание, что тройная точка воды возникает при очень низком давлении. Заметим также, что критическая температура равна 374°C. Было бы невозможно преобразовать воду из газа в жидкость, сжимая ее выше этой температуры. Нормальные температуры плавления и кипения воды находятся точно так же, как мы уже обсуждали, — наблюдая, где линия давления в 1 атмосферу пересекает линию равновесия твердое тело-жидкость, а затем линии равновесия жидкость-пар. | |
Примечание: Далее на странице я упомянул два способа искажения этих диаграмм, чтобы за ними было легче следить. Я уже указывал, что линия равновесия твердой и жидкой фаз действительно должна быть гораздо более вертикальной. Эта последняя диаграмма иллюстрирует другое серьезное искажение, касающееся шкал как давления, так и температуры. Посмотрите, например, на промежутки между различными приведенными значениями давления, а затем представьте, что вам нужно было нарисовать их на листе миллиметровой бумаги! Столь же случайна шкала температур. | |
Еще один последний пример использования этой диаграммы (потому что она мне нравится). Представьте себе снижение давления на жидкую воду вдоль линии на диаграмме ниже. Фазовая диаграмма показывает, что вода сначала замерзнет, образуя лед, когда попадет в твердую область. Когда давление падало достаточно низко, лед сублимировался, превращаясь в водяной пар. Другими словами, это переход от жидкого к твердому и к парообразному. Я нахожу это достаточно странным! Фазовая диаграмма диоксида углерода Единственная особенность этой фазовой диаграммы — положение тройной точки, которая находится значительно выше атмосферного давления. Получить жидкий углекислый газ при давлении менее 5-11 атмосфер невозможно. Это означает, что при давлении в 1 атмосферу углекислый газ возгоняется при температуре -78°C. По этой причине твердый диоксид углерода часто называют «сухим льдом». Вы не можете получить жидкий углекислый газ при нормальных условиях — только твердое вещество или пар.
В меню фазового равновесия.. . В меню «Физическая химия» . . . В главное меню . . . © Джим Кларк, 2004 г. (изменено в январе 2014 г.) |
Фазовые диаграммы
Фазовые диаграммы
На рисунке ниже показан пример фазовой диаграммы , которая суммирует влияние температуры и давления на вещество в закрытом сосуде. Каждая точка на этой диаграмме представлена возможная комбинация температуры и давления для система. Диаграмма разделена на три области, которые представляют твердое, жидкое и газообразные состояния вещества.
Лучший способ запомнить, какая область соответствует каждому из этих состояний, — запомнить условия температуры и давления, которые, скорее всего, связаны с твердое тело, жидкость и газ. Низкие температуры и высокое давление способствуют образованию твердый. С другой стороны, газы чаще всего обнаруживаются при высоких температурах и низких температурах. давления.Жидкости лежат между этими крайностями.
Таким образом, вы можете проверить, правильно ли вы обозначили фазовую диаграмму, нарисовав линия слева направо через верхнюю часть диаграммы, что соответствует увеличению температура системы при постоянном давлении. При нагревании твердого тела при постоянной давление, он плавится, образуя жидкость, которая в конечном итоге закипает, образуя газ.
Фазовые диаграммы можно использовать несколькими способами. Мы можем сосредоточиться на регионах, разделенных линии на этих диаграммах и получить некоторое представление об условиях температуры и давление, при котором наиболее вероятно образование газа, жидкости или твердого тела. Мы также можем сосредоточиться на линии, которые делят диаграмму на состояния, которые представляют собой комбинации температура и давление, при которых два состояния находятся в равновесии.
Точки вдоль линии, соединяющей точки А и В в фазе Диаграмма на рисунке выше представляет все комбинации температуры и давления при котором твердое тело находится в равновесии с газом. При этих температурах и давлениях скорость, с которой твердое вещество возгоняется в газ, равна скорости, с которой газ конденсируется, образуя твердое вещество.
Вдоль линии AB : | ||||
скорость возгонки твердого вещества с образованием газа | = | скорость конденсации газа с образованием твердого вещества |
Сплошная линия между точками В и С идентична графику температурной зависимости пара давление жидкости. Он содержит все комбинации температуры и давление, при котором жидкость закипает. В каждой точке этой линии жидкость кипит до образуют газ, а газ конденсируется с образованием жидкости с той же скоростью.
Вдоль BC линия : | ||||
скорость кипения жидкости с образованием газа | = | скорость конденсации газа с образованием жидкости |
Сплошная линия между точками B и D содержит комбинации температура и давление, при которых твердое тело и жидкость находятся в равновесии.В каждой точке вдоль этой линии твердое тело плавится с той же скоростью, с которой замерзает жидкость.
Вдоль линии BD : | ||||
скорость плавления твердого тела с образованием жидкости | = | скорость замерзания жидкости с образованием твердого вещества |
Линия BD почти вертикальна, потому что температура плавления твердого тела не очень чувствителен к изменению давления. Для большинства соединений эта линия имеет небольшой положительный наклон, как показано на рисунке выше. Наклон этой линии слегка отрицателен для вода однако. В результате вода может таять при температурах, близких к точке замерзания. подвергается давлению. Легкость, с которой конькобежцы скользят по замерзшему пруду, может быть объясняется тем, что давление, оказываемое их коньками, плавит небольшую часть лед, лежащий под лезвиями.
Точка B на этой фазовой диаграмме представляет единственную комбинацию температуры и давление, при котором чистое вещество может существовать одновременно в твердом, жидком и газ.Поэтому она называется тройной точкой вещества, и она представляет единственную точку на фазовой диаграмме, в которой все три состояния находятся в равновесие. Точка C является критической точкой вещества, которая является наивысшей температура и давление, при которых газ и жидкость могут сосуществовать в равновесии.
На рисунке ниже показано, что происходит, когда мы проводим горизонтальную линию через фазу. график при давлении ровно 1 атм. Эта линия пересекает линию между точками B и D при температуре плавления вещества, поскольку твердые вещества обычно плавятся при температура, при которой твердое тело и жидкость находятся в равновесии при давлении 1 атм.Линия пересекает линию между точками В и С при температуре кипения вещества, потому что нормальная температура кипения жидкости – это температура, при которой жидкость и газ находятся в равновесии при давлении 1 атм и давлении паров жидкости следовательно, равен 1 атм.
Кривая нагрева и охлаждения парафина
Контекст 1
… Кривая нагрева: На приведенном выше рисунке 4 показано графическое представление DSC парафина 0. Он начал плавиться при 58,8°С и закончил при 0 67,2°С. Область графического изображения показывает количество тепла, поглощаемого в течение всего процесса плавления. Парафин поглощает 138 Дж/г тепловой энергии при изменении температуры 0°С на 8,4°С при температуре отбора 65,3°С. В обратном процессе затвердевание начинается при 61,7°С и заканчивается при 52,4°С, когда парафин полностью преобразуется. в твердое.Графическая область представляет собой количество выделяемого тепла во время затвердевания. Парафин выделяет 135,2 Дж/г тепловой энергии при изменении температуры на 8,9°С. Приведенная выше кривая ДСК показывает, что в случае парафина также имеет место небольшое переохлаждение во время плавления и затвердевания. VII. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной статье представлены экспериментальные детали исследования области применения ИКМ в различных областях. На эту тему уже проведено много исследований; тем не менее, мы провели этот эксперимент, чтобы продолжить наши исследования в этой области с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) имеющегося в продаже парафинового воска.Из этого можно сделать вывод, что ДСК парафина представляет собой практическую проверку системы накопления тепловой энергии с ПКМ. Результат показывает, что PCM обладает способностью накапливать большую тепловую энергию за счет небольшого изменения объема при почти постоянной температуре. Высокая потребность в энергии смещает наше внимание с невозобновляемых источников энергии на возобновляемые источники энергии, а также настаивает на запуске новых возобновляемых источников энергии. Хранение доступной энергии лучше, чем поиск нового источника энергии. Система прямого накопления электроэнергии с использованием ПКМ носит затратный характер, но аккумулирование тепловой энергии очень простое и в дальнейшем может быть использовано для выполнения различных видов работ.Для коммерциализации вышеупомянутых продуктов потребуются огромные суммы денег. Из чего делается вывод, что если мы начнем работать над этими типами материалов ПКМ для хранения энергии в Индии, как и в европейских странах, то совершенно не будет необходимости в субсидиях на электроэнергию или снижении тарифов со стороны правительства. Авторы искренне благодарны Ер.