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测量压力、温度和热容

在学习了此处讲解的物理学基础知识后,您可能想要了解测量物质的不同特性时使用的物理单位。知道这些单位将对您使用压缩空气大有帮助。在本文中,我们将介绍关于测量压力、温度和热容的基础知识。 

什么是压力?如何测量压力?

从海平面到大气上界的空气柱在一平方厘米的面积上所施加的力约为 10.13 N。因此,海平面绝对大气压力约为 10.13 x 104 N/m2,等于 10.13 x 104 Pa(帕斯卡,压力的国际单位)。若以另一种常用单位表示,则为 1 bar = 1 x 105 Pa。您离海平面越高(或越低),则大气压力越小(或越大)。

如何测量温度?

气体的温度更加难以明确定义。温度是分子内部动能的衡量指标。分子运动速度越快,温度就越高;在绝对零温度下,分子运动全部停止。开尔文 (K) 温标就是基于这种现象,但也按照与摄氏度或摄氏温度 (℃) 温标相同的方式进行分级:T = t + 273.2T = 绝对温度 (K)t = 摄氏度温度 C°

如何测量热容?

测量热容

热量是一种能量形式,以物质内无序分子的动能表示。物体的热容(也称为热容量)是指要让物体的温度发生一个单位的变化 (1K) 所需的热量,以 J/K 表示。物质的比热或比热容更为常用,二者指要使单位质量的物质 (1 kg) 发生一个单位的温度变化 (1K) 所需的热量。cp = 等压比热容。cV = 定容比热容。Cp = 定压摩尔比热容。CV = 定容摩尔比热容。定压比热容始终大于定容比热容。物质的比热容不是保持不变,而是通常随着温度的升高而变大。在实际应用中,可能取平均值使用。对于液态和固态物质,cp ≈ cV ≈ c。要将质量流 (m) 从温度 t1 加热至 t2,所需的热量为:P = m x c x (T2 -T1),其中 P = 热能 (W),m = 质量流 (kg/s),c = 比热容 (J/kg x K),T = 温度 (K)

至于为什么 cp 始终大于 cV,这是因为定压时,气体必须做膨胀功。cp 和 cV 之间的比值称为等熵指数或绝热指数 К,它是物质的分子内原子数量的函数。

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