सामान्य परिस्थितियों में 1 लीटर हवा का द्रव्यमान। क्या हवा का वजन होता है? वायु घनत्व बनाम तापमान
मुख्य भौतिक गुणवायु: वायु घनत्व, इसकी गतिशील और कीनेमेटीक्स चिपचिपापन, विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, तापीय चालकता, तापीय विसरण, प्रांदल संख्या और एन्ट्रापी। वायु के गुण सामान्य वायुमंडलीय दाब पर तापमान के आधार पर तालिकाओं में दिए गए हैं।
वायु घनत्व बनाम तापमान
विभिन्न तापमानों और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर शुष्क वायु घनत्व मूल्यों की एक विस्तृत तालिका प्रस्तुत की गई है। वायु का घनत्व कितना होता है? हवा के घनत्व को उसके द्रव्यमान को उसके द्वारा व्याप्त मात्रा से विभाजित करके विश्लेषणात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।पर दी गई शर्तें(दबाव, तापमान और आर्द्रता)। राज्य सूत्र के आदर्श गैस समीकरण का उपयोग करके इसके घनत्व की गणना करना भी संभव है। ऐसा करने के लिए, आपको हवा के पूर्ण दबाव और तापमान के साथ-साथ इसकी गैस स्थिरांक और दाढ़ की मात्रा को जानना होगा। यह समीकरण आपको शुष्क अवस्था में हवा के घनत्व की गणना करने की अनुमति देता है।
अभ्यास पर, यह पता लगाने के लिए कि विभिन्न तापमानों पर हवा का घनत्व क्या है, तैयार तालिकाओं का उपयोग करना सुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, घनत्व मानों की दी गई तालिका वायुमंडलीय हवाइसके तापमान के आधार पर। तालिका में वायु घनत्व किलोग्राम प्रति घन मीटर में व्यक्त किया जाता है और सामान्य वायुमंडलीय दबाव (101325 पा) पर तापमान में शून्य से 50 से 1200 डिग्री सेल्सियस तक तापमान सीमा में दिया जाता है।
टी, °С | , किग्रा / मी 3 | टी, °С | , किग्रा / मी 3 | टी, °С | , किग्रा / मी 3 | टी, °С | , किग्रा / मी 3 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
-50 | 1,584 | 20 | 1,205 | 150 | 0,835 | 600 | 0,404 |
-45 | 1,549 | 30 | 1,165 | 160 | 0,815 | 650 | 0,383 |
-40 | 1,515 | 40 | 1,128 | 170 | 0,797 | 700 | 0,362 |
-35 | 1,484 | 50 | 1,093 | 180 | 0,779 | 750 | 0,346 |
-30 | 1,453 | 60 | 1,06 | 190 | 0,763 | 800 | 0,329 |
-25 | 1,424 | 70 | 1,029 | 200 | 0,746 | 850 | 0,315 |
-20 | 1,395 | 80 | 1 | 250 | 0,674 | 900 | 0,301 |
-15 | 1,369 | 90 | 0,972 | 300 | 0,615 | 950 | 0,289 |
-10 | 1,342 | 100 | 0,946 | 350 | 0,566 | 1000 | 0,277 |
-5 | 1,318 | 110 | 0,922 | 400 | 0,524 | 1050 | 0,267 |
0 | 1,293 | 120 | 0,898 | 450 | 0,49 | 1100 | 0,257 |
10 | 1,247 | 130 | 0,876 | 500 | 0,456 | 1150 | 0,248 |
15 | 1,226 | 140 | 0,854 | 550 | 0,43 | 1200 | 0,239 |
25°C पर वायु का घनत्व 1.185 kg/m3 होता है।गर्म होने पर, हवा का घनत्व कम हो जाता है - हवा फैलती है (इसकी विशिष्ट मात्रा बढ़ जाती है)। तापमान में वृद्धि के साथ, उदाहरण के लिए, 1200 डिग्री सेल्सियस तक, बहुत कम वायु घनत्व प्राप्त होता है, जो 0.239 किग्रा/एम 3 के बराबर होता है, जो कमरे के तापमान पर इसके मूल्य से 5 गुना कम है। सामान्य तौर पर, हीटिंग में कमी प्राकृतिक संवहन जैसी प्रक्रिया की अनुमति देती है और इसका उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, वैमानिकी में।
यदि हम हवा के घनत्व की तुलना करते हैं, तो हवा परिमाण के तीन आदेशों से हल्की होती है - 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, पानी का घनत्व 1000 किग्रा / मी 3 है, और हवा का घनत्व 1.27 किग्रा / मी है। 3. सामान्य परिस्थितियों में वायु घनत्व के मूल्य को भी नोट करना आवश्यक है। गैसों के लिए सामान्य परिस्थितियाँ वे होती हैं जिनके तहत उनका तापमान 0 ° C होता है, और दबाव सामान्य वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। इस प्रकार, तालिका के अनुसार, सामान्य परिस्थितियों में (एनयू में) वायु घनत्व 1.293 किग्रा / मी 3 . है.
विभिन्न तापमानों पर हवा की गतिशील और गतिज चिपचिपाहट
थर्मल गणना करते समय, विभिन्न तापमानों पर वायु चिपचिपाहट (चिपचिपापन गुणांक) का मूल्य जानना आवश्यक है। रेनॉल्ड्स, ग्राशोफ़, रेले संख्याओं की गणना के लिए यह मान आवश्यक है, जिसके मान इस गैस के प्रवाह शासन को निर्धारित करते हैं। तालिका गतिशील के गुणांकों के मूल्यों को दर्शाती है μ और गतिज ν तापमान में वायु चिपचिपाहट -50 से 1200 डिग्री सेल्सियस तक वायुमंडलीय दबाव में होती है।
बढ़ते तापमान के साथ हवा की चिपचिपाहट काफी बढ़ जाती है।उदाहरण के लिए, हवा की गतिज चिपचिपाहट 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 15.06 10 -6 मीटर 2 / एस के बराबर होती है, और तापमान में 1200 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ, हवा की चिपचिपाहट 233.7 10 -6 के बराबर हो जाती है। एम 2 / एस, यानी यह 15.5 गुना बढ़ जाता है! 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हवा की गतिशील चिपचिपाहट 18.1·10 -6 Pa·s है।
जब हवा को गर्म किया जाता है, तो गतिज और गतिशील चिपचिपाहट दोनों के मूल्यों में वृद्धि होती है। ये दोनों मात्राएं वायु घनत्व के मान के माध्यम से आपस में जुड़ी हुई हैं, जिसका मान इस गैस को गर्म करने पर घट जाता है। हीटिंग के दौरान हवा (साथ ही अन्य गैसों) की गतिज और गतिशील चिपचिपाहट में वृद्धि उनके संतुलन राज्य (एमकेटी के अनुसार) के आसपास हवा के अणुओं के अधिक तीव्र कंपन से जुड़ी होती है।
टी, °С | μ 10 6 , पा s | 10 6, मी 2 / s | टी, °С | μ 10 6 , पा s | 10 6, मी 2 / s | टी, °С | μ 10 6 , पा s | 10 6, मी 2 / s |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-50 | 14,6 | 9,23 | 70 | 20,6 | 20,02 | 350 | 31,4 | 55,46 |
-45 | 14,9 | 9,64 | 80 | 21,1 | 21,09 | 400 | 33 | 63,09 |
-40 | 15,2 | 10,04 | 90 | 21,5 | 22,1 | 450 | 34,6 | 69,28 |
-35 | 15,5 | 10,42 | 100 | 21,9 | 23,13 | 500 | 36,2 | 79,38 |
-30 | 15,7 | 10,8 | 110 | 22,4 | 24,3 | 550 | 37,7 | 88,14 |
-25 | 16 | 11,21 | 120 | 22,8 | 25,45 | 600 | 39,1 | 96,89 |
-20 | 16,2 | 11,61 | 130 | 23,3 | 26,63 | 650 | 40,5 | 106,15 |
-15 | 16,5 | 12,02 | 140 | 23,7 | 27,8 | 700 | 41,8 | 115,4 |
-10 | 16,7 | 12,43 | 150 | 24,1 | 28,95 | 750 | 43,1 | 125,1 |
-5 | 17 | 12,86 | 160 | 24,5 | 30,09 | 800 | 44,3 | 134,8 |
0 | 17,2 | 13,28 | 170 | 24,9 | 31,29 | 850 | 45,5 | 145 |
10 | 17,6 | 14,16 | 180 | 25,3 | 32,49 | 900 | 46,7 | 155,1 |
15 | 17,9 | 14,61 | 190 | 25,7 | 33,67 | 950 | 47,9 | 166,1 |
20 | 18,1 | 15,06 | 200 | 26 | 34,85 | 1000 | 49 | 177,1 |
30 | 18,6 | 16 | 225 | 26,7 | 37,73 | 1050 | 50,1 | 188,2 |
40 | 19,1 | 16,96 | 250 | 27,4 | 40,61 | 1100 | 51,2 | 199,3 |
50 | 19,6 | 17,95 | 300 | 29,7 | 48,33 | 1150 | 52,4 | 216,5 |
60 | 20,1 | 18,97 | 325 | 30,6 | 51,9 | 1200 | 53,5 | 233,7 |
नोट: सावधान रहें! वायु की श्यानता 10 6 की घात को दी गई है।
-50 से 1200°С के तापमान पर हवा की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता
विभिन्न तापमानों पर हवा की विशिष्ट ताप क्षमता की एक तालिका प्रस्तुत की जाती है। तालिका में ताप क्षमता शुष्क हवा के लिए शून्य से 50 से 1200 डिग्री सेल्सियस तक तापमान सीमा में निरंतर दबाव (वायु की आइसोबैरिक ताप क्षमता) पर दी जाती है। वायु की विशिष्ट ऊष्मा धारिता क्या है? विशिष्ट ताप क्षमता का मान उस ताप की मात्रा को निर्धारित करता है जो एक किलोग्राम हवा को निरंतर दबाव में उसके तापमान को 1 डिग्री तक बढ़ाने के लिए आपूर्ति की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, 20 डिग्री सेल्सियस पर, इस गैस के 1 किलो को एक आइसोबैरिक प्रक्रिया में 1 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए 1005 जे गर्मी की आवश्यकता होती है।
विशिष्ट ऊष्मातापमान बढ़ने पर हवा बढ़ती है।हालांकि, तापमान पर हवा की द्रव्यमान ताप क्षमता की निर्भरता रैखिक नहीं है। -50 से 120 डिग्री सेल्सियस की सीमा में, इसका मूल्य व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है - इन परिस्थितियों में, हवा की औसत गर्मी क्षमता 1010 जे/(किलो डिग्री) है। तालिका के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि तापमान 130 डिग्री सेल्सियस के मान से महत्वपूर्ण प्रभाव डालने लगता है। हालांकि, हवा का तापमान इसकी विशिष्ट गर्मी क्षमता को इसकी चिपचिपाहट से बहुत कमजोर प्रभावित करता है। इसलिए, जब 0 से 1200°C तक गर्म किया जाता है, तो हवा की ऊष्मा क्षमता केवल 1.2 गुना बढ़ जाती है - 1005 से 1210 J/(kg deg)।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नम हवा की गर्मी क्षमता शुष्क हवा की तुलना में अधिक है। यदि हम वायु की तुलना करें तो स्पष्ट है कि जल का मान अधिक होता है और वायु में जल की मात्रा विशिष्ट ऊष्मा में वृद्धि की ओर ले जाती है।
टी, °С | सी पी, जे/(किलो डिग्री) | टी, °С | सी पी, जे/(किलो डिग्री) | टी, °С | सी पी, जे/(किलो डिग्री) | टी, °С | सी पी, जे/(किलो डिग्री) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
-50 | 1013 | 20 | 1005 | 150 | 1015 | 600 | 1114 |
-45 | 1013 | 30 | 1005 | 160 | 1017 | 650 | 1125 |
-40 | 1013 | 40 | 1005 | 170 | 1020 | 700 | 1135 |
-35 | 1013 | 50 | 1005 | 180 | 1022 | 750 | 1146 |
-30 | 1013 | 60 | 1005 | 190 | 1024 | 800 | 1156 |
-25 | 1011 | 70 | 1009 | 200 | 1026 | 850 | 1164 |
-20 | 1009 | 80 | 1009 | 250 | 1037 | 900 | 1172 |
-15 | 1009 | 90 | 1009 | 300 | 1047 | 950 | 1179 |
-10 | 1009 | 100 | 1009 | 350 | 1058 | 1000 | 1185 |
-5 | 1007 | 110 | 1009 | 400 | 1068 | 1050 | 1191 |
0 | 1005 | 120 | 1009 | 450 | 1081 | 1100 | 1197 |
10 | 1005 | 130 | 1011 | 500 | 1093 | 1150 | 1204 |
15 | 1005 | 140 | 1013 | 550 | 1104 | 1200 | 1210 |
तापीय चालकता, तापीय विसरण, वायु की प्रांदल संख्या
तालिका वायुमंडलीय वायु के ऐसे भौतिक गुणों को दिखाती है जैसे तापीय चालकता, तापीय विसरण और तापमान के आधार पर इसकी प्रांटल संख्या। शुष्क हवा के लिए हवा के थर्मोफिजिकल गुण -50 से 1200 डिग्री सेल्सियस की सीमा में दिए गए हैं। तालिका के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि हवा के संकेतित गुण तापमान पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करते हैं और इस गैस के माना गुणों की तापमान निर्भरता अलग है।
हर कदम पर भौतिकी पेरेलमैन याकोव इसिडोरोविच
कमरे में हवा का वजन कितना होता है?
क्या आप कम से कम कह सकते हैं कि आपके कमरे की हवा में किस तरह का भार है? कुछ ग्राम या कुछ किलोग्राम? क्या आप इस तरह के भार को एक उंगली से उठा सकते हैं, या आप मुश्किल से इसे अपने कंधों पर रख पाएंगे?
अब, शायद, अब ऐसे लोग नहीं हैं जो सोचते हैं, जैसा कि पूर्वजों का मानना था, कि हवा का वजन कुछ भी नहीं होता है। लेकिन अब भी बहुत से लोग यह नहीं कह सकते हैं कि हवा के एक निश्चित आयतन का वजन कितना होता है।
याद रखें कि घनत्व की हवा का एक लीटर मग जो उसके पास है पृथ्वी की सतहसामान्य कमरे के तापमान पर, इसका वजन लगभग 1.2 ग्राम होता है। चूंकि एक घन मीटर में 1 हजार लीटर होता है, एक घन मीटर हवा का वजन 1.2 ग्राम से एक हजार गुना अधिक होता है, अर्थात् 1.2 किलोग्राम। पहले पूछे गए प्रश्न का उत्तर देना अब आसान हो गया है। ऐसा करने के लिए, आपको बस यह जानना होगा कि कितना घन मीटरआपके कमरे में, और फिर उसमें निहित हवा का वजन निर्धारित किया जाएगा।
बता दें कि कमरे का क्षेत्रफल 10 मीटर 2 और ऊंचाई 4 मीटर है। ऐसे कमरे में 40 क्यूबिक मीटर हवा होती है, जिसका वजन चालीस गुना 1.2 किलोग्राम होता है। यह 48 किलो होगा।
तो इतने छोटे से कमरे में भी हवा का वजन आपसे थोड़ा कम होता है। इतना बोझ अपने कंधों पर उठाना आपके लिए आसान नहीं होगा। और एक कमरे की हवा जो आपकी पीठ पर लदी हुई दोगुनी बड़ी है, आपको कुचल सकती है।
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संपीड़ित हवावायु दाब से अधिक है वायुमंडलीय दबाव.
संपीड़ित हवा बिजली के साथ एक अद्वितीय ऊर्जा वाहक है, प्राकृतिक गैसऔर पानी। औद्योगिक परिस्थितियों में, संपीड़ित हवा का उपयोग मुख्य रूप से वायवीय ड्राइव (वायवीय ड्राइव) के साथ उपकरणों और तंत्रों को चलाने के लिए किया जाता है।
रोज़मर्रा की ज़िंदगी में, हम व्यावहारिक रूप से अपने आस-पास की हवा को नोटिस नहीं करते हैं। हालांकि, पूरे मानव इतिहास में, लोगों ने हवा के अनूठे गुणों का दोहन किया है। एक ऊर्जा वाहक के रूप में हवा के उपयोग में पहला कदम पाल और फोर्ज, पवनचक्की और गुब्बारे का आविष्कार था।
कंप्रेसर के आविष्कार के साथ, संपीड़ित हवा के औद्योगिक उपयोग का युग आ गया है। और सवाल:
वायु क्या है, और इसमें क्या गुण हैं? - बेकार से दूर हो गया।एक नई वायवीय प्रणाली को डिजाइन करना शुरू करते समय या किसी मौजूदा को अपग्रेड करना, यह याद रखना उपयोगी होगा और
हवा के कुछ गुणों, शर्तों और माप की इकाइयों के बारे में।वायु गैसों का मिश्रण है, जो मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बनी होती है।
हवा की संरचना |
|||
तत्व* |
पद |
मात्रा से, % |
वज़न के मुताबिक़, % |
ऑक्सीजन |
|||
सीओ 2 |
|||
सीएच 4 |
|||
H2O |
औसत सापेक्ष दाढ़ द्रव्यमान -28.98 है। 10 -3 किग्रा/मोल
*हवा की संरचना भिन्न हो सकती है। एक नियम के रूप में, औद्योगिक क्षेत्रों में हवा होती है
वायु एक अमूर्त मात्रा है, इसे महसूस करना असंभव है, इसे सूंघना, यह हर जगह है, लेकिन एक व्यक्ति के लिए यह अदृश्य है, यह पता लगाना आसान नहीं है कि हवा का वजन कितना है, लेकिन यह संभव है। यदि पृथ्वी की सतह, जैसे कि बच्चों के खेल में, 1x1 सेमी आकार के छोटे वर्गों में खींची जाती है, तो उनमें से प्रत्येक का वजन 1 किलो होगा, यानी 1 सेमी 2 वातावरण में 1 किलो हवा होती है .
क्या इसे सिद्ध किया जा सकता है? अत्यंत। यदि आप एक साधारण पेंसिल और दो गुब्बारों से एक पैमाने का निर्माण करते हैं, तो एक धागे पर संरचना को ठीक करते हुए, पेंसिल संतुलन में होगी, क्योंकि दो फुलाए हुए गुब्बारों का वजन समान होता है। यह गेंदों में से एक को छेदने लायक है, फायदा फुलाए हुए गेंद की दिशा में होगा, क्योंकि क्षतिग्रस्त गेंद से हवा निकल गई है। तदनुसार, साधारण शारीरिक अनुभव यह साबित करता है कि हवा का एक निश्चित भार होता है। लेकिन, अगर हम हवा को समतल सतह पर और पहाड़ों में तौलें, तो उसका द्रव्यमान अलग होगा - पहाड़ की हवा उस हवा की तुलना में बहुत हल्की है जिसे हम समुद्र के पास सांस लेते हैं। अलग-अलग वजन के कई कारण हैं:
हवा के 1 मीटर 3 का वजन 1.29 किलो है।
- हवा जितनी ऊपर उठती है, उतनी ही दुर्लभ हो जाती है, यानी पहाड़ों में उच्च, हवा का दबाव 1 किलो प्रति सेमी 2 नहीं होगा, बल्कि आधा होगा, लेकिन सांस लेने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा भी ठीक आधे से कम हो जाती है। , जो चक्कर आना, मतली और कान दर्द पैदा कर सकता है;
- हवा में पानी की मात्रा।
वायु मिश्रण की संरचना में शामिल हैं:
1. नाइट्रोजन - 75.5%;
2. ऑक्सीजन - 23.15%;
3. आर्गन - 1.292%;
4. कार्बन डाइऑक्साइड - 0.046%;
5. नियॉन - 0.0014%;
6. मीथेन - 0.000084%;
7. हीलियम - 0.000073%;
8. क्रिप्टन - 0.003%;
9. हाइड्रोजन - 0.00008%;
10. क्सीनन - 0.00004%।
वायु के संघटन में अवयवों की संख्या बदल सकती है और तदनुसार वायु के द्रव्यमान में भी वृद्धि या कमी की दिशा में परिवर्तन होता है।
- वायु में हमेशा जलवाष्प होती है। भौतिक पैटर्न यह है कि हवा का तापमान जितना अधिक होता है, उसमें उतना ही अधिक पानी होता है। इस सूचक को वायु आर्द्रता कहा जाता है और यह इसके वजन को प्रभावित करता है।
हवा का वजन कैसे मापा जाता है? कई संकेतक हैं जो इसके द्रव्यमान को निर्धारित करते हैं।
हवा के एक घन का वजन कितना होता है?
0 डिग्री सेल्सियस के बराबर तापमान पर, हवा के 1 मीटर 3 का वजन 1.29 किलोग्राम होता है। यही है, यदि आप मानसिक रूप से 1 मीटर के बराबर ऊंचाई, चौड़ाई और लंबाई वाले कमरे में एक स्थान आवंटित करते हैं, तो इस एयर क्यूब में ठीक इतनी ही हवा होगी।
अगर हवा में वजन और वजन पर्याप्त है, तो व्यक्ति को भारीपन क्यों नहीं लगता? वायुमंडलीय दबाव जैसी भौतिक घटना का तात्पर्य है कि ग्रह के प्रत्येक निवासी पर 250 किलो वजन का एक वायु स्तंभ दबाता है। एक वयस्क की हथेली का क्षेत्रफल औसतन 77 सेमी 2 होता है। यानी भौतिक नियमों के अनुसार हम में से प्रत्येक अपने हाथ की हथेली में 77 किलो हवा रखता है! यह इस तथ्य के बराबर है कि हम लगातार प्रत्येक हाथ में 5 पाउंड वजन रखते हैं। में वास्तविक जीवनयहां तक कि एक भारोत्तोलक भी ऐसा नहीं कर सकता, हालांकि, हम में से प्रत्येक आसानी से इस तरह के भार का सामना कर सकता है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव दोनों तरफ से बाहर से दबाव डालता है। मानव शरीर, और अंदर से, यानी अंतर अंततः शून्य के बराबर है।
वायु के गुण ऐसे हैं कि यह मानव शरीर को विभिन्न प्रकार से प्रभावित करती है। पहाड़ों में ऊंचे, ऑक्सीजन की कमी के कारण, लोगों में दृश्य मतिभ्रम होता है, और बड़ी गहराई पर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन का एक विशेष मिश्रण में संयोजन - "हंसने वाली गैस" उत्साह की भावना और भारहीनता की भावना पैदा कर सकती है।
इन भौतिक राशियों को जानकर, पृथ्वी के वायुमंडल के द्रव्यमान की गणना करना संभव है - गुरुत्वाकर्षण द्वारा पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष में हवा की मात्रा। वायुमंडल की ऊपरी सीमा 118 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होती है, अर्थात, हवा के एम 3 के वजन को जानकर, आप पूरी उधार सतह को 1x1 मीटर के आधार के साथ वायु स्तंभों में विभाजित कर सकते हैं, और परिणामी द्रव्यमान को जोड़ सकते हैं ऐसे कॉलम। अंतत: यह 5.3*10 से पंद्रहवीं डिग्री टन के बराबर होगा। ग्रह के वायु कवच का वजन काफी बड़ा है, लेकिन यहां तक कि यह केवल दस लाखवां है कुल वजन पृथ्वी. पृथ्वी का वातावरण एक प्रकार के बफर के रूप में कार्य करता है जो पृथ्वी को अप्रिय ब्रह्मांडीय आश्चर्य से बचाता है। अकेले सौर तूफानों से जो ग्रह की सतह तक पहुंचते हैं, वायुमंडल प्रति वर्ष अपने द्रव्यमान का 100 हजार टन तक खो देता है! ऐसी अदृश्य और विश्वसनीय ढाल हवा है।
एक लीटर हवा का वजन कितना होता है?
एक व्यक्ति यह नहीं देखता है कि वह लगातार पारदर्शी और लगभग अदृश्य हवा से घिरा हुआ है। क्या वातावरण के इस अमूर्त तत्व को देखना संभव है? स्पष्ट रूप से, वायु द्रव्यमान की गति को टेलीविजन स्क्रीन पर प्रतिदिन प्रसारित किया जाता है - गर्म या ठंडा। कोल्ड फ्रंटलंबे समय से प्रतीक्षित वार्मिंग या भारी बर्फबारी लाता है।
हम हवा के बारे में और क्या जानते हैं? शायद, तथ्य यह है कि यह ग्रह पर रहने वाले सभी जीवित प्राणियों के लिए महत्वपूर्ण है। एक व्यक्ति हर दिन लगभग 20 किलो हवा में सांस लेता है और छोड़ता है, जिसका एक चौथाई मस्तिष्क द्वारा उपभोग किया जाता है।
हवा के भार को लीटर सहित विभिन्न भौतिक मात्राओं में मापा जा सकता है। 760 मिमी एचजी के दबाव पर एक लीटर हवा का वजन 1.2930 ग्राम के बराबर होगा। स्तंभ और 0 डिग्री सेल्सियस का तापमान। सामान्य के अलावा गैसीय अवस्थावायु तरल रूप में भी पाई जाती है। इस एकत्रीकरण की स्थिति में किसी पदार्थ के संक्रमण के लिए, अत्यधिक दबाव और बहुत कम तापमान के प्रभाव की आवश्यकता होगी। खगोलविदों का सुझाव है कि ऐसे ग्रह हैं जिनकी सतह पूरी तरह से तरल हवा से ढकी हुई है।
मानव अस्तित्व के लिए आवश्यक ऑक्सीजन के स्रोत अमेजोनियन वन हैं, जो पूरे ग्रह पर इस महत्वपूर्ण तत्व का 20% तक उत्पादन करते हैं।
वन वास्तव में ग्रह के "हरे" फेफड़े हैं, जिसके बिना मानव अस्तित्व असंभव है। इसलिए जिंदा घर के पौधेएक अपार्टमेंट में सिर्फ एक आंतरिक वस्तु नहीं है, वे कमरे में हवा को शुद्ध करते हैं, जिसका प्रदूषण सड़क की तुलना में दस गुना अधिक है।
स्वच्छ हवा लंबे समय से मेगासिटीज में कमी हो गई है, वातावरण का प्रदूषण इतना अधिक है कि लोग स्वच्छ हवा खरीदने के लिए तैयार हैं। जापान में पहली बार "हवाई विक्रेता" दिखाई दिए। उन्होंने डिब्बे में स्वच्छ हवा का उत्पादन और बिक्री की, और टोक्यो का कोई भी निवासी रात के खाने के लिए स्वच्छ हवा का डिब्बा खोल सकता था और इसकी सबसे ताज़ी सुगंध का आनंद ले सकता था।
वायु की शुद्धता का न केवल मानव स्वास्थ्य पर बल्कि पशुओं पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। भूमध्यरेखीय जल के प्रदूषित क्षेत्रों में, आबादी वाले क्षेत्रों के पास, दर्जनों डॉल्फ़िन मर रही हैं। स्तनधारियों की मृत्यु का कारण प्रदूषित वातावरण है जानवरों के शव परीक्षण में, डॉल्फ़िन के फेफड़े कोयले की धूल से भरे खनिकों के फेफड़ों से मिलते जुलते हैं। वायु प्रदूषण और अंटार्कटिका के निवासियों के प्रति बहुत संवेदनशील - पेंगुइन, अगर हवा में शामिल है एक बड़ी संख्या कीहानिकारक अशुद्धियाँ, वे भारी और रुक-रुक कर सांस लेने लगती हैं।
एक व्यक्ति के लिए, हवा की सफाई भी बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए डॉक्टर कार्यालय में काम करने के बाद, पार्क, जंगल और शहर के बाहर रोजाना एक घंटे की सैर करने की सलाह देते हैं। इस तरह की "वायु" चिकित्सा के बाद, शरीर की जीवन शक्ति बहाल हो जाती है और भलाई में काफी सुधार होता है। इस मुफ्त और प्रभावी दवा का नुस्खा प्राचीन काल से जाना जाता है, कई वैज्ञानिक, शासक इसे एक अनिवार्य अनुष्ठान मानते थे। दैनिक सैरबाहर।
एक आधुनिक शहरी निवासी के लिए, वायु उपचार बहुत प्रासंगिक है: जीवन देने वाली हवा का एक छोटा सा हिस्सा, जिसका वजन 1-2 किलोग्राम है, कई आधुनिक बीमारियों के लिए रामबाण है!
वायु घनत्व है भौतिक मात्रानिस्र्पक विशिष्ट गुरुत्वहवा में विवोया पृथ्वी के वायुमंडल में प्रति इकाई आयतन में गैस का द्रव्यमान। वायु घनत्व का मान माप की ऊंचाई, उसकी आर्द्रता और तापमान का एक फलन है।
वायु घनत्व मानक 1.29 किग्रा/एम3 के बराबर एक मान है, जिसकी गणना इसके दाढ़ द्रव्यमान (29 ग्राम/मोल) के दाढ़ आयतन के अनुपात के रूप में की जाती है, जो कि सभी गैसों (22.413996 डीएम3) के लिए समान है। 0°C (273.15°K) पर शुष्क हवा का घनत्व और दबाव 760 mm पारा स्तंभ(101325 पा) समुद्र तल पर (अर्थात सामान्य परिस्थितियों में)।
बहुत पहले नहीं, वायु घनत्व के बारे में जानकारी परोक्ष रूप से ऑरोरस के अवलोकन, रेडियो तरंगों के प्रसार और उल्काओं के माध्यम से प्राप्त की गई थी। कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के आगमन के बाद से, वायु घनत्व की गणना उनके मंदी से प्राप्त आंकड़ों के कारण की गई है।
एक अन्य तरीका मौसम संबंधी रॉकेटों द्वारा बनाए गए सोडियम वाष्प के कृत्रिम बादलों के प्रसार का निरीक्षण करना है। यूरोप में, पृथ्वी की सतह पर हवा का घनत्व 1.258 किलोग्राम/घन मीटर है, पांच किमी की ऊंचाई पर - 0.735, बीस किमी की ऊंचाई पर - 0.087, चालीस किमी की ऊंचाई पर - 0.004 किलोग्राम/एम3।
वायु घनत्व दो प्रकार का होता है: द्रव्यमान और भार ( विशिष्ट गुरुत्व).
भार घनत्व वायु के 1 m3 के भार को निर्धारित करता है और इसकी गणना सूत्र = G/V द्वारा की जाती है, जहाँ भार घनत्व, kgf/m3 है; G हवा का भार है, जिसे kgf में मापा जाता है; V वायु का आयतन है, जिसे m3 में मापा जाता है। तय किया कि मानक परिस्थितियों में हवा का 1 एम 3(बैरोमीटर का दबाव 760 mmHg, t=15°C) वजन 1.225 kgf, इसके आधार पर, वायु के 1 m3 का भार घनत्व (विशिष्ट गुरुत्व) = 1.225 kgf/m3 के बराबर होता है।
यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि हवा का वजन एक चर हैऔर विभिन्न स्थितियों के आधार पर भिन्न होता है, जैसे कि भौगोलिक अक्षांश और जड़ता का बल जो तब होता है जब पृथ्वी अपनी धुरी के चारों ओर घूमती है। ध्रुवों पर वायु का भार भूमध्य रेखा से 5% अधिक होता है।
वायु का द्रव्यमान घनत्व वायु के 1 m3 का द्रव्यमान है, जिसे ग्रीक अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है। जैसा कि आप जानते हैं, शरीर का वजन एक स्थिर मूल्य है। द्रव्यमान की एक इकाई को प्लेटिनम इरिडाइड से बने वजन के द्रव्यमान के रूप में माना जाता है, जो पेरिस में इंटरनेशनल चैंबर ऑफ वेट्स एंड मेजर्स में स्थित है।
द्रव्यमान वायु घनत्व की गणना . से की जाती है निम्नलिखित सूत्र: = एम / वी। यहाँ m हवा का द्रव्यमान है, जिसे kg×s2/m में मापा जाता है; ρ इसका द्रव्यमान घनत्व है, जिसे kgf×s2/m4 में मापा जाता है।
वायु का द्रव्यमान और भार घनत्व निर्भर है: = / g, जहाँ g त्वरण गुणांक है निर्बाध गिरावट, 9.8 मीटर / वर्ग मीटर के बराबर। जहाँ से यह निम्नानुसार है कि मानक परिस्थितियों में हवा का द्रव्यमान घनत्व 0.1250 kg×s2/m4 है।
जैसे ही बैरोमीटर का दबाव और तापमान बदलता है, वायु घनत्व में परिवर्तन होता है। बॉयल-मैरियोट के नियम के अनुसार, जितना अधिक दबाव होगा, हवा का घनत्व उतना ही अधिक होगा। हालांकि, जैसे-जैसे ऊंचाई के साथ दबाव कम होता जाता है, हवा का घनत्व भी कम होता जाता है, जो अपने स्वयं के समायोजन का परिचय देता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्ध्वाधर दबाव परिवर्तन का नियम अधिक जटिल हो जाता है।
समीकरण जो व्यक्त करता है यह कानूनआराम के वातावरण में ऊंचाई के साथ दबाव में परिवर्तन को कहा जाता है स्टैटिक्स का मूल समीकरण.
यह कहता है कि ऊँचाई बढ़ने के साथ दबाव नीचे की ओर बदलता है और समान ऊँचाई पर चढ़ने पर दबाव में कमी जितनी अधिक होती है, गुरुत्वाकर्षण बल और वायु घनत्व उतना ही अधिक होता है।
इस समीकरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायु घनत्व में परिवर्तन की है। परिणामस्वरूप, हम कह सकते हैं कि आप जितना ऊँचा चढ़ेंगे, उतनी ही ऊँचाई पर चढ़ने पर दबाव कम होगा। हवा का घनत्व तापमान पर इस प्रकार निर्भर करता है: गर्म हवा में, ठंडी हवा की तुलना में दबाव कम तीव्रता से कम होता है, इसलिए गर्म हवा में समान ऊंचाई पर हवा का द्रव्यमानदबाव ठंड की तुलना में अधिक है।
तापमान और दबाव के बदलते मूल्यों के साथ, हवा के द्रव्यमान घनत्व की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: = 0.0473xV / T। यहाँ B बैरोमीटर का दबाव है, जिसे पारा के मिमी में मापा जाता है, T हवा का तापमान है, जिसे केल्विन में मापा जाता है .
कैसे चुनें, किन विशेषताओं, मापदंडों के अनुसार?
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घनत्व भी हवा की नमी से निर्धारित होता है। पानी के छिद्रों की उपस्थिति से वायु घनत्व में कमी आती है, जिसे शुष्क हवा के दाढ़ द्रव्यमान (29 ग्राम/मोल) की पृष्ठभूमि के खिलाफ पानी के कम दाढ़ द्रव्यमान (18 ग्राम/मोल) द्वारा समझाया गया है। नम हवा को आदर्श गैसों के मिश्रण के रूप में माना जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में घनत्व का संयोजन किसी को उनके मिश्रण के लिए आवश्यक घनत्व मान प्राप्त करने की अनुमति देता है।
इस तरह की व्याख्या -10 डिग्री सेल्सियस से 50 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में 0.2% से कम के त्रुटि स्तर के साथ घनत्व मूल्यों को निर्धारित करने की अनुमति देती है। हवा का घनत्व आपको इसकी नमी सामग्री का मूल्य प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिसकी गणना हवा में निहित जल वाष्प के घनत्व (ग्राम में) को किलोग्राम में शुष्क हवा के घनत्व से विभाजित करके की जाती है।
स्टैटिक्स का मूल समीकरण बदलते माहौल की वास्तविक परिस्थितियों में लगातार उभरती व्यावहारिक समस्याओं को हल करने की अनुमति नहीं देता है। इसलिए, इसे विभिन्न सरलीकृत मान्यताओं के तहत हल किया जाता है जो वास्तविक वास्तविक स्थितियों के अनुरूप होती हैं, कई विशेष मान्यताओं को सामने रखकर।
स्टैटिक्स का मूल समीकरण ऊर्ध्वाधर दबाव ढाल के मूल्य को प्राप्त करना संभव बनाता है, जो प्रति इकाई ऊंचाई पर चढ़ाई या वंश के दौरान दबाव में परिवर्तन को व्यक्त करता है, अर्थात, प्रति इकाई ऊर्ध्वाधर दूरी के दबाव में परिवर्तन।
ऊर्ध्वाधर ढाल के बजाय, इसका पारस्परिक अक्सर उपयोग किया जाता है - मीटर प्रति मिलीबार में बारिक चरण (कभी-कभी "दबाव ढाल" शब्द का एक पुराना संस्करण भी होता है - बैरोमीटर का ढाल)।
कम वायु घनत्व आंदोलन के लिए थोड़ा प्रतिरोध निर्धारित करता है। इस संपत्ति के पर्यावरणीय लाभों का लाभ उठाने के लिए कई स्थलीय जानवर विकसित हुए हैं। वायु पर्यावरण, जिसके कारण उन्होंने उड़ने की क्षमता हासिल कर ली। सभी भूमि पशु प्रजातियों में से 75% सक्रिय उड़ान में सक्षम हैं। अधिकांश भाग के लिए, ये कीड़े और पक्षी हैं, लेकिन स्तनधारी और सरीसृप हैं।
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