Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей (1240834), страница 2
Текст из файла (страница 2)
К. Виноградов,Н. Д. Косов и ассистент Е. Л. Студников, которым автор выражает свою признательность.Глубоко благодарен автор чл.-корр. АН СССР А. С. Предводителеву и проф. Л. П. Филиппову за весьма ценные указания, а также Е. И. Гайдуль за большую помощь при подготовкерукописи к печати.Н. Б. ВаргафтикПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮДля нужд современной техники необходимо знание теплофизических свойств газов и жидкостей.В этой области наряду с экспериментальными работами широко проводятся теоретические исследования по диффузии, теплопроводности и вязкости газов, устанавливаются уравнения состояния реальных газов. За последние годы накопилось значительное количество данныхпо теплофизическим свойствам газов и жидкостей, представляющих практический интерес.В предлагаемой книге сделана попытка систематизировать результаты работ, выполненных главным образом за последние 5—10 лет. В ней представлены наиболее надежные данныедля индивидуальных веществ, газовых смесей и растворов.
Приводимые данные в основномбазируются на экспериментальном материале. Чаще всего они представлены для целочисленных значений температур и давлений, а в случае смесей — для ровных концентраций с тем, чтобы сделать их удобными для практических расчетов.В правочнике приведены данные по теплофизическим свойствам ряда газов — водорода,лития, азота, воздуха, аргона и водяного пара — при высоких температурах с учетом диссоциации и ионизации.
Приведены также данные по теплофизическим свойствам паров лития, натрияи калия до 2000 °К с учетом димеризации молекул этих веществ в газообразном состоянии. Дляэтих веществ приведены I —^-диаграммы в области высоких температур.При составлении этого справочника были использованы материалы, приводимые в книгах и периодической литературе.Автор приносит большую благодарность коллективу кафедры физики Московского авиационного института за оказанную помощь при работе над книгой.Следует особо отметить работу, проведенную по систематизации, обобщению материалов и составлению таблиц доцентом Л.
Д. Воляком — термодинамические свойства калия вгазовой фазе, ассистентом Ю. Д. Василевской — диффузия в бинарных газовых смесях, ассистентом В. В. Рыбаковым —■термодинамические свойства лития при высоких температурах вгазовой фазе. Графическая обработка данных по термодинамическим свойствам воздуха привысоких температурах выполнена канд.
техн. наук Л. С. Зайцевой.Автор выражает глубокую благодарность чл.-корр. АН СССР А. С. Предводителеву иканд. физ.-мат. наук Л. П. Филиппову за весьма ценные указания, а также Е. И. Гайдуль забольшую помощь при подготовке рукописи к печати.Н. Б. ВаргафтикОБОЗНАЧЕНИЯа — температуропроводностьСр, ср — теплоемкость при постоянномдавленииСи — теплоемкость при постоянном объемеD — коэффициент диффувииI, i — энтальпияКт — термо диффузионное отношениер — давлениеРг — критерий Прандтля {rjCp/X)q — теплота плавленияR, г — теплота парообразованияrt, X t — объемные доли компонентов в газовойсмесиS,s — энтропияи — скорость звукаV — удельный объемz — коэффициент сжимаемости (р V/RT)а — объемный коэффициент тепловогоР —■термический коэффициент сжимаемостивязкостьX — теплопроводностьАХ — коэффициент термодиффузионного разделения газовой смесит — кинематическая вязкостьд — плотностьа — поверхностное натяжение; электропроводность7] —Нижний индекс «кр» и индекс «О» наверху относятся соответственно к критическому иидеально-газовому состояниям.
Одинарным и двойным штрихами характеризуются параметрысоответственно жидкости и пара на линии насыщения. В таблицах всюду область жидкого состояния отграничена от области пара горизонтальной линией.ПЕРЕСЧЕТ ВЕЛИЧИН ИЗ СИСТЕМЫ СИ В ДРУГИЕ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦВеличинаДавлениеОбозначениерРазмерностьв системе СИн/мгбар = 10^ н/м2ПлотностьУдельный объёмТеплоемкостьЭнтальпияЭнтропияТеплота парообразованияТеплопроводностьVСiSкг/м3м3/кгкдж/кг ■градкдж/кгкдж/кг ■градГXкдж/кгвт/м ■градВязкостьVн ■сек/м2{кг/м ■сек)КинематическаявязкостьПоверхностноенатяжениеQРазмерность в другихсистемахдин/см2баратм (физ)атм (физ)кг/смг (ата)мм рт.ет.г/см3см3/гккал/кг ■градккал/кгккал/кг • градккал/кгкал/см ■сек ■градккал/м • ч ■градv —~VQмг/секг/см ■сек {пуаз)кг • сек/м2см2/сек {стоке)6н/мдин/см {эрг/см2)Множитель для пересчета численных значений из СИ в даннуюсистему101 0 -50,9869 ■10-ъ0,986?1,0107750ю -31030,23880,23880,23880,23882,388 • 10- 30,86100 ,102104103ЧАСТЬ IИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВАI.
ВОДОРОД И ЕГО СОЕДИНЕНИЯВОДОРОД (Н2)Молекулярный вес 2,0160Параводород (п-Н2): 7'ПЛ= 13,8°К; Гкип=20,28 °К при 760 мм рт. ст.; Ткр=32,98 °К;Ркр = 12,93 бар; е>кр = 31,4 кг/м3.Нормальный водород (н-Н2; 25% п-Н2+75% о-Н2): Гпл=13,95 °К; 7’кип=20,38 °Кпри 760 мм рт. ст.; 7'кр = 33,23 °К; ркр = 13,16 бар; окр = 31,6 кг/м3.Теплофизические свойства водородаКак известно, молекулы водорода существуют в двух модификациях, отличающихся другот друга взаимной ориентацией ядерных спинов атомов.
При низких температурах (от 0 до20 °К) водород находится практически в виде чистой парамодификации (п-Н2). При более высоких температурах параводород частично изомеризуется в ортоводород (о-Н2) и находится сним в равновесии. Соотношение между концентрациями этих форм зависит в основном от температуры и почти не зависит от давления [1]. На рис. 1 показано изменение равновесного состава водорода (содержания его парамодификации) в зависимости от температуры. При отсутствии катализаторов равновесный состав, соответствующий определенной температуре, устанавливается довольно медленно, чем и обусловлена возможность длительного существования смесей с концентрациями компонентов, значительно отличающимися от равновесных [2]. Наиболее широкое применение получили составы, равновесные при 300 °К (рис.
1) и температурекипения жидкого водорода при р = 1 атм(20,3 °К). Первый из них называется нор100мальным водородом (н-Н2; 25 % п-Н2+ 75 %о-Н2), а второй представляет собой практически чистый параводород. Как показали исследования [3], термические свойстваК = / (р, Т) указанных составов, различаясьпри низких температурах, становятся практически одинаковыми при температурах, превышающих температуру Бойля(Тб = " 0 °к).
Однако калорические величины (теплоемкость, энтальпия, энтропия)при Т > Т Ъ для обоих составов отличаются 1 *ч' —для каждой температуры на постояннуювеличину. При температурах выше 500 “К100не только термические, но и калорическиесвойства этих составов становятся практически одинаковыми.и50100150200050ЭООЛ. С. Сердюком и Я. 3.
КазавчинсТемпература, °Кким [3, 4] были составлены единые уравнения состояния параводорода и нормальРис. 1. Изменение равновесного состава водорода (содержания парамодификации) в зависимости от температуры.ного водорода, описывающие с достаточной точностью весь комплекс термодинамических свойств этих составов в диапазоне температур от тройной точки до появления заметной диссоциации и в интервале приведенных плотностейш = Ккр/ V от 0 до 2,8. По этим урав\лfА\Ч А С Т Ь I.
И Н Д И В И Д У А Л Ь Н Ы Е ВЕЩЕСТВА8нениям [3, 4] были расчитапных подробные данные о термодинамических свойствах параводорода и н ормального водорода [5, 6], которые были использованы в настоящем справочнике.Ниже помещены таблицы термодинамических свойств водорода на линии насыщения, аWтакже значения V, I и S' в температурном интервале 14—1500 °К и при давлениях от 1 до 1000бар. При этом до 500 °К данные приводятся от0,8дельно для нормального водорода и параводорода, поскольку до этой температуры их термодинамические свойства различны.Впервые приводятся данные о термодинамических свойствах диссоциированного водородав термпературном интервале от 1500 до 6000 “Кпри давлениях от 0,1 до 1000 бар, вычисленныеП. М.
Кессельманом и П. М. Горьпсиным [8, 9].Кривые на рис. 2 и 3 характеризуют степеньдиссоциации aD и теплоемкость С„ диссоциированного водорода в зависимости от температурына различных изобарах.IВпервые же в справочник включены таблицыкоэффициентов переноса (вязкости tj и теплопроводности А) водорода в состоянии диссоциации по данным, рассчитанным Н. Б. Варгафтиком и Ю.
Д. Василевской и опубликованнымонедавно [13], в температурном интервале 1400—50006000 °К при давлениях от 10 ~5 до 200 бар безТемпература,учета ионизации. На рис. 4 и 5 приведены криРис. 2. Изменение степени диссоциации а водородавые изменения вязкости rj и теплопроводностив зависимости от температуры на различных изобарах.А в зависимости от температуры для различныхизобар.Приведена также таблица значений вязкости для ионизованного водорода при температурах 6000—30 000 °К в диапазоне изменения давления от 0,001 до 10 бар. Эти данные былисоставлены В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
