Физические свойства воздуха

К основным физическим свойствам воздуха относят:

1. вязкость;

2. сжимаемость;

3. теплоёмкость.

Вязкость — это способность жидкости и газа оказывать сопротивление относительному смещению их слоев. Причиной вязкости являются силы внутреннего трения.

Вязкость воздуха проявляется только внутри пограничного слоя, который возникает вокруг любого тела, движущегося в воздухе или обтекаемого воздухом.

Сжимаемость — это способность воздуха изменять объём и плотность при изменении давления и температуры.

Силы сцепления между молекулами воздуха невелики, а расстояния между ними значительны и легко изменяются при изменении давления или температуры, что и вызывает изменение объема и плотности.

Жидкости практически не сжимаются и под действием внешних сил могут изменять только форму, но не объем.

Теплоёмкость — это способность воздуха поглощать тепло при нагревании и отдавать его при охлаждении.

Характеристикой этого свойства является удельная теплоёмкость. Удельная теплоёмкость — это количество тепла, необходимое для нагрева 1кг воздуха на 1К. Она зависит от химического состава, состояния воздуха и процесса сообщения ему тепла. Если 1кг воздуха нагревать при постоянном объёме, то удельная теплоёмкость обозначается , а если при постоянном давлении, то .

Рис. 1.1 Условия нагревания воздуха

> , т.к. при P=const теплота затрачивается не только на нагревание газа, но и на совершение механической работы по перемещению поршня.

Количество тепла, затрачиваемое на перемещение поршня, численно равно разности ( - ) и называется универсальной газовой постоянной R.

R = - ,

т.е., газовая постоянная R представляет собой работу расширения 1кг воздуха при нагревании его на 1К.

Единицей измерения удельной теплоемкости является ;

Отношение к называется коэффициентом адиабаты

К= .

Для воздуха

R=287,14Дж/кг*К; К=1, 41.