6. Строение тел, давление, температура

Термодинамика – наука о закономерностях превращения энергии из одного вида в другой.

Во время работы компрессора в воздухосборнике накапливается сжатый воздух, т. е. происходит процесс накопления потенциальной энергии сжатого воздуха. Во время работы пневмооборудоваиия и пневмоинструментов потенциальная энергия сжатого воздуха превращается в полезную механическую работу. Превращение одного вида энергии в другой осуществляется по законам термодинамики.

Согласно молекулярной теории все газы состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами. Эти частицы непрерывно хаотически двигаются и взаимодействуют между собой.

Вещества обычно пребывают в одном из трех основных состояний: твердом, жидком или газообразном. Каждое из этих состояний вещества объясняется характером движения молекул. В твердых телах расстояния между молекулами очень малы, а сила сцепления между ними велика. Молекулы твердого тела как бы колеблются, поэтому твердые тела сохраняют свою форму и определенные размеры.

В жидкостях молекулы не только колеблются, но и медленно перемещаются, поэтому жидкости не имеют своей постоянной формы и принимают форму сосуда, в которую их наливают.

В газах молекулы удалены друг от друга настолько, что силы притяжения между ними практически отсутствуют, поэтому газы не имеют своего постоянного объема н формы и легко принимают объем и форму того сосуда, в который они заключены, т. е. газы могут изменять свои объем: расширяться или сжиматься.

Молекулы газа с огромными скоростями хаотически передвигаются, сталкиваются между собой и отскакивают друг от друга. Они с большой скоростью сталкиваются с поверхностью стенок сосуда. Эти скорости довольно высоки (несколько сотен метров в секунду для воздуха в нормальном состоянии). Столкновений молекул со стенками сосуда очень много (порядок 1023 на 1 кв.см в 1 с для воздуха при атмосферном давлении), поэтому воспринимаются они как постоянное силовое воздействие (давление) на стенки сосуда. Чем больше соударений молекул газа приходится на единицу площади стенок сосуда и чем сильнее эти соударения, тем больше давление газа. Таким образом, давление газа – это силовое воздействие газа на единицу площади поверхности стенок сосуда, в котором заключен газ.

За единицу давления газа принят паскаль (обозначается Па). Наименование единицы давления дано по имени французского ученого Б. Паскаля (1623 – 1662). Один Па – это давление силой в один ньютон (обозначается Н), действующей равномерно распределение на поверхность площадью в 1 кв.м (1 Па = 1 Н/кв.м). Давление в один Па очень мало, и им трудно пользоваться на практике. Единица в миллион раз крупнее именуется мегапаскаль (обозначается МПа). Эта единица более удобна на практике, и в МПа измеряют давление газа в компрессорах.

Нашу Землю окружает воздух (атмосфера). Столб атмосферного воздуха давит на землю и на все предметы, находящиеся на ней. Это давление называют атмосферным. На поверхности земли атмосферное давление составляет примерно 0,1 МПа. С повышением высоты над поверхностью земли столб воздуха становится меньше, поэтому атмосферное давление постепенно падает.

Атмосферное давление (его называют также барометрическим) измеряют барометром, давление в компрессорах – манометром. Стрелка манометра, присоединенного к сосуду с атмосферным давлением, показывает ноль, хотя в сосуде атмосферное давление окружающего воздуха около 0,1 МПа. Полное давление сжатого воздуха с учетом атмосферного давления называют абсолютным. Манометр компрессора показывает так называемое избыточное давление, т. е. превышение абсолютного давления сжатого воздуха над атмосферным давлением окружающего воздуха. Например, при абсолютном давлении в воздухосборнике 0,3 МПа манометр показывает разность 0,3–0,1 т. е. избыточное давление 0,2 МПа.

В технике используют не только сжатые, но и разреженные газы Давление ниже атмосферного (вакуум) получают в закрытых сосудах путем откачивания из них воздуха Вакуум измеряют вакуумметрами.

Температура газа связана со скоростью движения молекул: чем выше скорость движения молекул, тем выше температура газа. Обычно в компрессорной технике и пневматике температуру газа измеряют жидкостными термометрами. Для оценки значения температуры используют различные температурные шкалы: практическую с единицей градус стоградусной шкалы (°С) и термодинамическую с единицей Кельвин (обозначается К).

© 2017: ООО Техпром-Н, производство компрессоров ВР 8, компрессорных станций КС