1. Hvað er loft? Hvað er venjulegt loft?
Svar: Lofthjúpurinn í kringum jörðina, við erum vön að kalla hann loft.
Loft undir tilgreindum þrýstingi upp á 0,1 MPa, hitastigi upp á 20°C og rakastigi upp á 36% telst eðlilegt loft. Venjulegt loft er frábrugðið venjulegu lofti hvað varðar hitastig og inniheldur raka. Þegar vatnsgufa er í loftinu minnkar rúmmál loftsins þegar vatnsgufan er aðskilin.
2. Hver er staðlaða skilgreiningin á ástandi lofts?
Svar: Skilgreiningin á staðalástandi er: loftástand þegar loftsogþrýstingurinn er 0,1 MPa og hitastigið er 15,6°C (skilgreiningin í innlendum iðnaði er 0°C) kallast staðalástand loftsins.
Í staðlaðri stöðu er loftþéttleikinn 1,185 kg/m3 (afkastageta útblásturslofts loftþjöppunnar, þurrkara, síu og annars eftirvinnslubúnaðar er merkt með rennslishraða í staðlaðri loftstöðu og einingin er rituð sem Nm3/mín).
3. Hvað er mettuð loft og ómettuð loft?
Svar: Við ákveðið hitastig og þrýsting hefur vatnsgufuinnihald í röku lofti ákveðin mörk; þegar vatnsgufuinnihaldið við ákveðið hitastig nær hámarks mögulegu innihaldi, þá er rakastigið á þeim tíma kallað mettað loft. Rakt loft án hámarks mögulegs vatnsgufuinnihalds kallast ómettað loft.
4. Við hvaða aðstæður verður ómettað loft að mettaðri loft? Hvað er „þétting“?
Þegar ómettað loft verður að mettaðri lofti þéttast fljótandi vatnsdropar í raka loftinu, sem kallast „þétting“. Þétting er algeng. Til dæmis er rakastig loftsins mjög hátt á sumrin og auðvelt er að mynda vatnsdropa á yfirborði vatnslögnarinnar. Á vetrarmorgnum birtast vatnsdropar á glergluggum íbúanna. Þetta er rakt loft sem er kælt undir stöðugum þrýstingi til að ná döggpunkti. Þetta er afleiðing þéttingar vegna hitastigs.
5. Hvað eru loftþrýstingur, alþrýstingur og mæliþrýstingur? Hverjar eru algengar mælieiningar fyrir þrýsting?
Svar: Þrýstingurinn sem myndast af mjög þykku lagi lofthjúps sem umlykur yfirborð jarðar á yfirborði jarðar eða yfirborðshlutum kallast „loftþrýstingur“ og táknið er Ρb; þrýstingurinn sem verkar beint á yfirborð ílátsins eða hlutarins kallast „alþrýstingur“. Þrýstingsgildið byrjar á algeru lofttæmi og táknið er Pa; þrýstingurinn sem mældur er með þrýstimælum, lofttæmismælum, U-laga rörum og öðrum tækjum kallast „mæliþrýstingur“ og „mæliþrýstingur“ byrjar á loftþrýstingi og táknið er Ρg. Sambandið milli þessara þriggja er
Pa=Pb+Pg
Þrýstingur vísar til krafts á flatarmálseiningu og þrýstingseiningin er N/ferningur, táknuð sem Pa, kallað Pascal. MPa (MPa) er almennt notað í verkfræði.
1MPa = 10 sjötta veldi Pa
1 staðlaður loftþrýstingur = 0,1013 MPa
1 kPa = 1000 Pa = 0,01 kgf/ferningur
1MPa = 10 sjötta veldi Pa = 10,2 kgf/ferningur
Í gamla einingakerfinu er þrýstingur venjulega gefinn upp í kgf/cm2 (kílógramma kraftur/fersentimetra).
6. Hvað er hitastig? Hvaða hitaeiningar eru algengar?
A: Hitastig er tölfræðilegt meðaltal varmahreyfingar sameinda efnis.
Algjört hitastig: Hitastigið sem byrjar við lægsta hitastigsmörk þegar gassameindir hætta að hreyfast, táknað með T. Einingin er „Kelvin“ og einingatáknið er K.
Celsíushiti: Hitastigið byrjar á bræðslumarki íss, einingin er „Celsíus“ og einingartáknið er ℃. Þar að auki nota bresk og bandarísk lönd oft „Fahrenheit-hitastig“ og einingartáknið er F.
Umbreytingarsambandið milli þriggja hitaeininga er
T (K) = t (°C) + 273,16
t(F) = 32 + 1,8t(℃)
7. Hver er hlutþrýstingur vatnsgufu í röku lofti?
Svar: Rakt loft er blanda af vatnsgufu og þurru lofti. Í ákveðnu rúmmáli af röku lofti er magn vatnsgufu (miðað við massa) venjulega mun minna en í þurru lofti, en það tekur sama rúmmál og þurrt loft, og hefur einnig sama hitastig. Þrýstingur í röku lofti er summa hlutaþrýstings lofttegundanna sem mynda það (þ.e. þurrt loft og vatnsgufa). Þrýstingur vatnsgufu í röku lofti kallast hlutaþrýstingur vatnsgufu, táknaður sem Pso. Gildi hans endurspeglar magn vatnsgufu í röku loftinu, því hærra sem vatnsgufuinnihaldið er, því hærri er hlutaþrýstingur vatnsgufunnar. Hlutþrýstingur vatnsgufu í mettuðu lofti kallast mettaður hlutaþrýstingur vatnsgufu, táknaður sem Pab.
8. Hver er rakastig loftsins? Hversu mikill er rakinn?
Svar: Eðlisfræðileg stærð sem lýsir þurrleika og rakastigi loftsins kallast raki. Algengar rakasetningar eru: alger raki og hlutfallslegur raki.
Við staðlaðar aðstæður er massi vatnsgufu í röku lofti í rúmmáli upp á 1 m3 kallaður „alger rakastig“ raka loftsins og einingin er g/m3. Alger rakastig gefur aðeins til kynna hversu mikil vatnsgufa er í rúmmálseiningu af röku lofti, en gefur ekki til kynna getu raka loftsins til að taka upp vatnsgufu, það er að segja rakastig raka loftsins. Alger rakastig er eðlisþyngd vatnsgufu í röku lofti.
Hlutfall raunverulegs magns vatnsgufu í röku lofti og hámarks mögulegs magns vatnsgufu við sama hitastig er kallað „rakastig“, sem oft er táknað með φ. Rakastigið φ er á milli 0 og 100%. Því lægra sem φ gildið er, því þurrara er loftið og því sterkari er vatnsgleypnigetan; því stærra sem φ gildið er, því rakara er loftið og því veikari er vatnsgleypnigetan. Rakastigsgeta raks lofts tengist einnig hitastigi þess. Þegar hitastig raka loftsins hækkar eykst mettunarþrýstingurinn í samræmi við það. Ef vatnsgufuinnihaldið helst óbreytt á þessum tíma mun rakastig φ raka loftsins minnka, það er að segja rakagleypni raka loftsins eykst. Þess vegna, við uppsetningu loftþjöppurýmis, ætti að huga að því að viðhalda loftræstingu, lækka hitastig, koma í veg fyrir frárennsli og safna vatni í herberginu til að draga úr raka í loftinu.
9. Hvað er rakastig? Hvernig á að reikna út rakastigið?
Svar: Í röku lofti er massi vatnsgufunnar í 1 kg af þurru lofti kallaður „rakainnihald“ raks lofts, sem er almennt notað. Til að sýna fram á að rakainnihaldið ω er næstum í réttu hlutfalli við hlutaþrýsting vatnsgufunnar Pso og í öfugu hlutfalli við heildarþrýstinginn p. ω endurspeglar nákvæmlega magn vatnsgufunnar í loftinu. Ef loftþrýstingurinn er almennt stöðugur, þá er Pso einnig stöðugt þegar hitastig raka loftsins er stöðugt. Á þessum tíma eykst rakastigið, rakainnihaldið eykst og rakaupptökugetan minnkar.
10. Hverju er eðlisþyngd vatnsgufu í mettuðu lofti háð?
Svar: Vatnsgufuinnihald (þéttleiki vatnsgufu) í loftinu er takmarkað. Innan loftþrýstingsbilsins (2MPa) má líta svo á að þéttleiki vatnsgufu í mettaðri lofti sé eingöngu háður hitastigi og hafi ekkert með loftþrýsting að gera. Því hærra sem hitastigið er, því meiri er þéttleiki mettaðrar vatnsgufu. Til dæmis, við 40°C, hefur 1 rúmmetri af lofti sama þéttleika mettaðrar vatnsgufu, óháð því hvort þrýstingurinn er 0,1MPa eða 1,0MPa.
11. Hvað er rakt loft?
Svar: Loft sem inniheldur ákveðið magn af vatnsgufu kallast rakt loft, en loft án vatnsgufu kallast þurrt loft. Loftið í kringum okkur er rakt loft. Í ákveðinni hæð er samsetning og hlutfall þurrs lofts í grundvallaratriðum stöðugt og það hefur enga sérstaka þýðingu fyrir hitauppstreymi alls raka loftsins. Þó að vatnsgufuinnihaldið í röku loftinu sé ekki mikið, hefur breyting á innihaldinu mikil áhrif á eðliseiginleika raka loftsins. Magn vatnsgufunnar ákvarðar þurrleika og rakastig loftsins. Vinnsluhlutur loftþjöppunnar er rakt loft.
12. Hvað er hiti?
Svar: Hiti er orkuform. Algengar mælieiningar: kJ/(kg·℃), kal/(kg·℃), kkal/(kg·℃), o.s.frv. 1 kkal = 4,186 kJ, 1 kJ = 0,24 kkal.
Samkvæmt lögmálum varmafræðinnar getur varmi fluttst sjálfkrafa frá háhitasvæði til lághitasvæðis með varmaburði, leiðni, geislun og öðrum hætti. Varmamyndun getur aldrei snúist við nema til staðar sé ytri orkunotkun.
13. Hvað er skynjanlegur hiti? Hvað er dulinn hiti?
Svar: Í upphitunar- eða kælingarferlinu kallast skynjunarhiti sá varmi sem hlutur frásogar eða losar þegar hitastig hans hækkar eða lækkar án þess að breyta upprunalegu fasaástandi. Hann getur valdið greinilegum breytingum á kulda og hita hjá fólki, sem venjulega er hægt að mæla með hitamæli. Til dæmis kallast skynjunarhiti sá varmi sem frásogast þegar vatn hækkar hitastig úr 20°C í 80°C.
Þegar hlutur gleypir eða losar hita breytist fasaástand hans (eins og þegar gas verður fljótandi…), en hitastigið breytist ekki. Þessi frásogaði eða losaði varmi kallast dulinn varmi. Ekki er hægt að mæla dulinn varma með hitamæli, né heldur getur mannslíkaminn fundið hann, en hægt er að reikna hann út með tilraunum.
Eftir að mettað loft losar varma mun hluti vatnsgufunnar breytast í fljótandi vatn og hitastig mettaðs loftsins lækkar ekki á þessum tíma og þessi hluti losaðs varma er dulinn varmi.
14. Hver er entalpía lofts?
Svar: Entalpía lofts vísar til heildarhitastigs loftsins, venjulega byggt á massaeiningu þurrs lofts. Entalpía er táknuð með tákninu ι.
15. Hvað er döggpunktur? Hvað tengist hann?
Svar: Döggpunkturinn er hitastigið þar sem ómettað loft lækkar hitastig sitt á meðan hlutþrýstingur vatnsgufunnar helst stöðugur (þ.e. algert vatnsinnihald helst stöðugt) þannig að það nái mettun. Þegar hitastigið lækkar niður í döggpunkt myndast þéttir vatnsdropar í raka loftinu. Döggpunkturinn í raka loftinu er ekki aðeins tengdur hitastigi, heldur einnig magni raka í raka loftinu. Döggpunkturinn er hár með háu vatnsinnihaldi og döggpunkturinn er lágur með lágu vatnsinnihaldi. Við ákveðið rakt lofthita, því hærra sem döggpunkturinn er, því meiri er hlutþrýstingur vatnsgufunnar í raka loftinu og því meira er vatnsgufuinnihaldið í raka loftinu. Döggpunkturinn hefur mikilvæga notkun í þjöppuverkfræði. Til dæmis, þegar úttakshitastig loftþjöppunnar er of lágt, mun olíu-gasblandan þéttast vegna lágs hitastigs í olíu-gas tunnu, sem veldur því að smurolían inniheldur vatn og hefur áhrif á smuráhrifin. Þess vegna verður að hanna úttakshitastig loftþjöppunnar þannig að það sé ekki lægra en döggpunkturinn við samsvarandi hlutþrýsting.
Birtingartími: 17. júlí 2023
