नम हवा का घनत्व और विशिष्ट मात्रा। सामान्य परिस्थितियों में वायु का घनत्व कितना होता है और यह किसके बराबर होता है? समुद्र तल से ऊपर 1 एम 3 वायु द्रव्यमान
हवा के मुख्य भौतिक गुणों पर विचार किया जाता है: वायु घनत्व, इसकी गतिशील और कीनेमेटिक चिपचिपाहट, विशिष्ट ताप क्षमता, तापीय चालकता, तापीय विसारकता, प्रान्तल संख्या और एन्ट्रापी। सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर तापमान के आधार पर हवा के गुण तालिका 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 आयतन से विभाजित करके विश्लेषणात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।दी गई शर्तों (दबाव, तापमान और आर्द्रता) के तहत। 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 जानने की जरूरत है। 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 हैतैयार तालिकाओं का उपयोग करना सुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, उसके तापमान के आधार पर वायुमंडलीय वायु घनत्व मूल्यों की दी गई तालिका। तालिका में वायु घनत्व किलोग्राम प्रति घन मीटर में व्यक्त किया गया है और सामान्य वायुमंडलीय दबाव (101325 Pa) पर शून्य से 50 से 1200 डिग्री सेल्सियस तक तापमान सीमा में दिया गया है।
| टी, डिग्री सेल्सियस | ρ, किग्रा / मी 3 | टी, डिग्री सेल्सियस | ρ, किग्रा / मी 3 | टी, डिग्री सेल्सियस | ρ, किग्रा / मी 3 | टी, डिग्री सेल्सियस | ρ, 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 डिग्री सेल्सियस पर, हवा का घनत्व 1.185 किग्रा/एम3 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 किया जाता है, जो 0.239 किग्रा / मी 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 को होने देती है और इसका उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, वैमानिकी में।
यदि हम हवा के घनत्व के संबंध में तुलना करते हैं, तो हवा परिमाण के तीन क्रमों से हल्की होती है - 4 ° C 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 मान को नोट करना भी आवश्यक है। गैसों के लिए सामान्य स्थितियाँ वे हैं जिनमें उनका तापमान 0°C होता है, और दबाव सामान्य वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। इस प्रकार, तालिका के अनुसार, सामान्य परिस्थितियों में (NU में) वायु घनत्व 1.293 किग्रा / मी 3 है.
विभिन्न तापमानों पर हवा की गतिशील और कीनेमेटिक चिपचिपाहट
थर्मल गणना करते समय, विभिन्न तापमानों पर वायु चिपचिपाहट (चिपचिपापन गुणांक) के मूल्य को जानना आवश्यक है। रेनॉल्ड्स, ग्राशोफ़, रेले संख्या की गणना करने के लिए इस मान की आवश्यकता होती है, जिसके मान इस गैस के प्रवाह शासन को निर्धारित करते हैं। तालिका गतिशील के गुणांक के मान दिखाती है μ और गतिज ν तापमान में हवा की चिपचिपाहट वायुमंडलीय दबाव में -50 से 1200 डिग्री सेल्सियस तक होती है।
बढ़ते तापमान के साथ हवा की चिपचिपाहट काफी बढ़ जाती है।उदाहरण के लिए, हवा की कीनेमेटिक चिपचिपाहट 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 15.06 10 -6 मीटर 2 / एस है, और तापमान में 1200 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ, हवा की चिपचिपाहट 233.7 10 -6 मीटर 2 के बराबर हो जाती है। / एस, यानी यह 15.5 गुना बढ़ जाता है! 20°C के तापमान पर वायु की गतिज श्यानता 18.1·10 -6 Pa·s होती है।
जब हवा गर्म होती है, तो कीनेमेटिक और गतिशील चिपचिपाहट दोनों के मूल्य बढ़ जाते हैं। ये दो मात्राएँ वायु घनत्व के मान के माध्यम से आपस में जुड़ी हुई हैं, जिसका मान इस गैस के गर्म होने पर घट जाता है। हीटिंग के दौरान हवा (साथ ही अन्य गैसों) की गतिज और गतिशील चिपचिपाहट में वृद्धि उनके संतुलन की स्थिति (एमकेटी के अनुसार) के आसपास हवा के अणुओं के अधिक तीव्र कंपन से जुड़ी होती है।
| टी, डिग्री सेल्सियस | μ 10 6 , पा एस | वी 10 6, एम 2 / एस | टी, डिग्री सेल्सियस | μ 10 6 , पा एस | वी 10 6, एम 2 / एस | टी, डिग्री सेल्सियस | μ 10 6 , पा एस | वी 10 6, एम 2 / एस |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -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! वायु की श्यानता की घात 10 6 दी जाती है।
-50 से 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हवा की विशिष्ट ताप क्षमता
विभिन्न तापमानों पर हवा की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता की एक तालिका प्रस्तुत की गई है। शुष्क हवा के लिए माइनस 50 से 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में निरंतर दबाव (हवा की आइसोबैरिक ताप क्षमता) पर तालिका में ताप क्षमता दी गई है। वायु की विशिष्ट ऊष्मा धारिता कितनी होती है? विशिष्ट ताप क्षमता का मान गर्मी की मात्रा को निर्धारित करता है जिसे एक किलोग्राम हवा को लगातार दबाव में 1 डिग्री तक तापमान बढ़ाने के लिए आपूर्ति की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, 20°C पर, समदाब रेखीय प्रक्रिया में 1 kg गैस को 1°C तक गर्म करने के लिए 1005 J ऊष्मा की आवश्यकता होती है।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, हवा की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता बढ़ती जाती 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 ताप क्षमता 1010 J/(kg deg) है। तालिका के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि 130 डिग्री सेल्सियस के मान से तापमान का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ने लगता है। हालांकि, हवा का तापमान इसकी चिपचिपाहट की तुलना में इसकी विशिष्ट ताप क्षमता को बहुत कमजोर करता है। इसलिए, जब 0 से 1200°C तक गर्म किया जाता है, तो हवा की ताप क्षमता केवल 1.2 गुना बढ़ जाती है - 1005 से 1210 J/(kg deg)।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नम हवा की ताप क्षमता शुष्क हवा की तुलना में अधिक होती है। यदि हम वायु की तुलना करें तो स्पष्ट है कि जल का मूल्य अधिक है और वायु में जल की मात्रा के कारण विशिष्ट ऊष्मा में वृद्धि होती है।
| टी, डिग्री सेल्सियस | सी पी, जे / (किलो डिग्री) | टी, डिग्री सेल्सियस | सी पी, जे / (किलो डिग्री) | टी, डिग्री सेल्सियस | सी पी, जे / (किलो डिग्री) | टी, डिग्री सेल्सियस | 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 विसरणशीलता, वायु की प्रान्तल संख्या
तालिका वायुमंडलीय हवा के ऐसे भौतिक गुणों को दिखाती है जैसे तापीय चालकता, तापीय प्रसार और तापमान के आधार पर इसकी प्रान्त 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 माने गए गुणों की तापमान निर्भरता अलग है।
वायु घनत्व एक भौतिक मात्रा है जो प्राकृतिक परिस्थितियों में वायु के विशिष्ट द्रव्यमान या पृथ्वी के वायुमंडल में प्रति इकाई आयतन में गैस के द्रव्यमान की विशेषता है। वायु घनत्व का मान माप की ऊंचाई, इसकी आर्द्रता और तापमान का एक कार्य है।
1.29 किग्रा/एम3 के बराबर मान को वायु घनत्व मानक के रूप में लिया जाता है, जिसकी गणना इसके दाढ़ द्रव्यमान (29 ग्राम/मोल) के मोलर आयतन के अनुपात के रूप में की जाती है, जो सभी गैसों (22.413996 dm3) के लिए समान है। 0°C (273.15 °K) पर शुष्क हवा का घनत्व और समुद्र तल पर 760 mmHg (101325 Pa) का दबाव (अर्थात, सामान्य परिस्थितियों में)।
बहुत पहले नहीं, वायु घनत्व के बारे में जानकारी अप्रत्यक्ष रूप से अरोराओं, रेडियो तरंगों के प्रसार और उल्काओं के अवलोकन 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 लिए की गई है।
एक और तरीका मौसम संबंधी रॉकेट द्वारा बनाए गए सोडियम वाष्प के कृत्रिम बादलों के प्रसार का निरीक्षण करना है। यूरोप में, पृथ्वी की सतह पर वायु घनत्व 1.258 किग्रा/एम3, पाँच किमी की ऊँचाई पर - 0.735, बीस किमी की ऊँचाई पर - 0.087, चालीस किमी की ऊँचाई पर - 0.004 किग्रा/एम3 है।
वायु घनत्व दो प्रकार के होते हैं: द्रव्यमान और भार (विशिष्ट गुरुत्व)।
वजन घनत्व हवा के 1 एम3 के वजन को निर्धारित करता है और सूत्र γ = जी/वी द्वारा गणना की जाती है, जहां γ वजन घनत्व, किग्रा/एम3 है; G हवा का भार है, जिसे kgf में मापा जाता है; V हवा का आयतन है, जिसे m3 में मापा जाता है। यह निश्चय किया मानक परिस्थितियों में हवा का 1 एम 3(बैरोमीटर का दबाव 760 mmHg, t=15°C) वजन 1.225 किलोग्राम है, इसके आधार पर, वायु के 1 m3 का भार घनत्व (विशिष्ट गुरुत्व) γ = 1.225 kgf/m3 के बराबर होता है।
इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए 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 पर घूमती है। ध्रुवों पर वायु का भार भूमध्य रेखा की तुलना में 5% अधिक होता है।
वायु का द्रव्यमान घनत्व 1 m3 वायु का द्रव्यमान है, जिसे ग्रीक अक्षर ρ द्वारा निरूपित किया जाता है। जैसा कि आप जानते हैं, शरीर का वजन एक स्थिर मूल्य है। द्रव्यमान की एक इकाई को प्लैटिनम इरिसाइड से बने वजन का द्रव्यमान माना जाता है, जो पेरिस में इंटरनेशनल चैंबर ऑफ वेट एंड मेजर्स में स्थित है।
वायु द्रव्यमान घनत्व ρ की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है: ρ = m / v। 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 करता है: ρ = γ / g, जहाँ g 9.8 m/s² के बराबर मुक्त पतन त्वरण गुणांक है। इससे यह पता चलता है कि मानक परिस्थितियों में वायु का द्रव्यमान घनत्व 0.1250 किग्रा × s2/m4 है।
बैरोमीटर के दबाव और तापमान में परिवर्तन के रूप में, वायु घनत्व में परिवर्तन होता है। बॉयल-मैरियट के नियम के अनुसार, जितना अधिक दबाव होगा, हवा का घनत्व उतना ही अधिक होगा। हालाँकि, जैसे-जैसे दबाव ऊंचाई के साथ घटता जाता है, वायु घनत्व भी घटता जाता है, जो अपने स्वयं के समायोजन का परिचय देता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्ध्वाधर दबाव परिवर्तन का नियम अधिक जटिल हो जाता है।
वह समीकरण जो विराम अवस्था में वातावरण में ऊँचाई के साथ दाब में परिवर्तन के नियम को व्यक्त करता है, कहलाता है स्टैटिक्स का मूल समीकरण.
इसमें कहा गया है कि ऊंचाई बढ़ने के साथ दबाव नीचे की ओर बदलता है और उसी ऊंचाई पर चढ़ने पर दबाव में कमी अधिक होती है, गुरुत्वाकर्षण बल और वायु घनत्व अधिक होता है।
इस समीकरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका वायु घनत्व में परिवर्तन की है। नतीजतन, हम कह सकते हैं कि आप जितना ऊंचा चढ़ेंगे, उतनी ही ऊंचाई पर चढ़ने पर दबाव कम होगा। हवा का घनत्व निम्न प्रकार से तापमान पर निर्भर करता है: गर्म हवा में, ठंडी हवा की तुलना में दबाव कम तीव्रता से घटता है, इसलिए, गर्म हवा के द्रव्यमान में समान ऊंचाई पर, ठंडी हवा की तुलना में दबाव अधिक होता है।
तापमान और दबाव के बदलते मूल्यों के साथ, हवा के द्रव्यमान घनत्व की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: ρ = 0.0473xV / T। यहाँ B बैरोमीटर का दबाव है, जिसे पारे के मिमी में मापा जाता है, T हवा का तापमान है, जिसे केल्विन में मापा जाता है। .
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घनत्व भी हवा की नमी से निर्धारित होता है। पानी के छिद्रों की उपस्थिति हवा के घनत्व में कमी की ओर ले जाती है, जिसे शुष्क हवा के दाढ़ द्रव्यमान (29 ग्राम / मोल) की पृष्ठभूमि के खिलाफ पानी के कम दाढ़ द्रव्यमान (18 g / mol) द्वारा समझाया गया है। नम हवा को आदर्श गैसों का मिश्रण माना जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में घनत्व का संयोजन उनके मिश्रण के लिए आवश्यक घनत्व मान प्राप्त करने की अनुमति देता है।
इस तरह की व्याख्या घनत्व मूल्यों को -10 डिग्री सेल्सियस से 50 डिग्री सेल्सियस तक तापमान सीमा में 0.2% से कम के त्रुटि स्तर के साथ निर्धारित करने की अनुमति देती है। हवा का घनत्व आपको इसकी नमी की मात्रा का मूल्य प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिसकी गणना जल वाष्प के घनत्व (ग्राम में) से की जाती है, जो हवा में निहित है, किलोग्राम में शुष्क हवा के घनत्व से।
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 प्रवणता 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 पर दबाव में परिवर्तन।
ऊर्ध्वाधर ढाल के बजाय, इसका पारस्परिक अक्सर उपयोग किया जाता है - मीटर प्रति मिलीबार में बैरिक चरण (कभी-कभी "दबाव ढाल" शब्द का एक पुराना संस्करण है - बैरोमेट्रिक ग्रेडिएंट)।
कम वायु घनत्व आंदोलन के लिए थोड़ा प्रतिरोध निर्धारित करता है। कई स्थलीय जानवरों ने, विकास के क्रम में, वायु पर्यावरण की इस संपत्ति के पारिस्थितिक लाभों का उपयोग किया, जिसके कारण उन्होंने उड़ने की क्षमता हासिल कर ली। सभी भूमि जानवरों की प्रजातियों में से 75% सक्रिय उड़ान में सक्षम हैं। अधिकांश भाग के लिए, ये कीड़े और पक्षी हैं, लेकिन स्तनधारी और सरीसृप भी हैं।
"वायु घनत्व का निर्धारण" विषय पर वीडियो
घनत्वऔर नम हवा की विशिष्ट मात्राचर हैं जो तापमान और हवा पर निर्भर करते हैं। पंखे का चयन करते समय, वायु नलिकाओं के माध्यम से सुखाने वाले एजेंट की गति से संबंधित समस्याओं को हल करते समय, पंखे के इलेक्ट्रिक मोटर्स की शक्ति का निर्धारण करते समय इन मूल्यों को जानने की आवश्यकता होती है।
यह एक निश्चित तापमान और सापेक्ष आर्द्रता पर वायु और जल वाष्प के मिश्रण के 1 घन मीटर का द्रव्यमान (भार) है। विशिष्ट मात्रा प्रति 1 किलो शुष्क हवा में हवा और जल वाष्प की मात्रा है।
नमी और गर्मी सामग्री
उनके कुल आयतन में शुष्क वायु के प्रति इकाई द्रव्यमान (1 किग्रा) के द्रव्यमान को ग्राम कहा जाता है हवा की नमी सामग्री. यह हवा में निहित जल वाष्प के घनत्व को किलोग्राम में शुष्क हवा के घनत्व से विभाजित करके प्राप्त किया जाता है।नमी के लिए गर्मी की खपत का निर्धारण करने के लिए, आपको मूल्य जानने की जरूरत है नम हवा की गर्मी सामग्री. इस मान को वायु और जल वाष्प के मिश्रण में समाहित समझा जाता है। यह संख्यात्मक रूप से योग के बराबर है:
वायु एक अमूर्त मात्रा है, इसे महसूस करना, सूंघना असंभव है, 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, छोटे वर्गों में खींची जाती है, आकार में 1x1 सेमी, तो उनमें से प्रत्येक का वजन 1 किलो होगा, अर्थात 1 सेमी 2 वायुमंडल में 1 किलो हवा होती है। .
क्या यह सिद्ध हो 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 रहेगी, क्योंकि दो फुलाए हुए गुब्बारों का वजन समान है। यह गेंदों में से एक को भेदने के लायक है, इसका 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 है। लेकिन, अगर हम एक सपाट सतह पर और पहाड़ों में हवा का वजन करते हैं, तो इसका द्रव्यमान अलग होगा - हम समुद्र के पास जो सांस लेते हैं, उसकी तुलना में पहाड़ की हवा बहुत हल्की होती है। अलग-अलग वज़न के कई कारण हैं:
1 मीटर 3 हवा का वजन 1.29 किलोग्राम है।
- हवा जितनी ऊंची उठती है, उतनी ही विरल हो जाती है, यानी पहाड़ों में ऊंची, हवा का दबाव 1 किलो प्रति सेमी 2 नहीं होगा, बल्कि आधा होगा, लेकिन सांस लेने के लिए जरूरी ऑक्सीजन की मात्रा भी ठीक आधी घट जाती है , जिससे चक्कर आना, मतली और कान में दर्द हो 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%।
हवा की संरचना में अवयवों की संख्या बदल सकती है और तदनुसार, हवा का द्रव्यमान भी बढ़ने या घटने की दिशा में परिवर्तन से गुजरता है।
- वायु में सदैव जलवाष्प होता 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 इसके वजन को प्रभावित करता है।
वायु का भार कैसे मापा जाता है? इसके द्रव्यमान को निर्धारित करने वाले कई संकेतक हैं।
वायु के एक घन का भार कितना होता है?
0 डिग्री सेल्सियस के बराबर तापमान पर, 1 मीटर 3 हवा का वजन 1.29 किलोग्राम है। यही है, यदि आप मानसिक रूप से 1 मीटर की ऊँचाई, चौड़ाई और लंबाई वाले कमरे में एक स्थान आवंटित करते हैं, तो इस एयर क्यूब में ठीक इतनी ही मात्रा में हवा होगी।
यदि हवा में वजन और वजन है जो पर्याप्त रूप से महसूस किया जा सकता है, तो एक व्यक्ति को भारीपन क्यों महसूस नहीं होता है? वायुमंडलीय दबाव के रूप में इस तरह की एक 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। अर्थात्, 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 प्रत्येक हाथ में लगातार 5 पाउंड वजन उठाते हैं। वास्तविक जीवन में, एक भारोत्तोलक भी ऐसा नहीं कर सकता है, हालाँकि, हम में से प्रत्येक आसानी से इस तरह के भार का सामना कर सकता है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव दोनों तरफ से दबाता है, मानव शरीर के बाहर और अंदर से, यानी अंतर अंततः बराबर होता है शून्य करने के लिए।
वायु के गुण ऐसे हैं कि यह मनुष्य के शरीर पर भिन्न-भिन्न प्रकार से प्रभाव डालती है। पहाड़ों में उच्च, ऑक्सीजन की कमी के कारण, लोगों में दृश्य मतिभ्रम होता है, और बड़ी गहराई पर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के एक विशेष मिश्रण में संयोजन - "हंसने वाली गैस" उत्साह और भारहीनता की भावना पैदा कर सकती है।
इन भौतिक राशियों को जानने के बाद, पृथ्वी के वायुमंडल के द्रव्यमान की गणना करना संभव है - गुरुत्वाकर्षण द्वारा निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष में आयोजित हवा की मात्रा। वायुमंडल की ऊपरी सीमा 118 किमी की ऊंचाई पर समाप्त होती है, यानी, हवा के एम 3 के वजन को जानकर, आप पूरी उधार ली गई सतह को 1x1 मीटर के आधार के साथ हवा के 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 दुनिया के कुल द्रव्यमान का केवल दस लाखवां हिस्सा है। पृथ्वी का वातावरण एक प्रकार के बफर के रूप में कार्य करता है जो पृथ्वी को अप्रिय लौकिक आश्चर्य से बचाता है। केवल सौर तूफानों से जो ग्रह की सतह तक पहुँचते हैं, प्रति वर्ष 100 हजार टन तक अपना द्रव्यमान खो देता है! ऐसा ही एक अदृश्य और विश्वसनीय कवच वायु 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 - एक गर्म या ठंडा मोर्चा लंबे समय से प्रतीक्षित वार्मिंग या भारी बर्फबारी लाता है।
हम हवा के बारे में और क्या जानते हैं? शायद, तथ्य यह है कि ग्रह पर रहने वाले सभी जीवित प्राणियों के लिए यह महत्वपूर्ण है। एक व्यक्ति प्रतिदिन लगभग 20 किग्रा वायु अंदर लेता और छोड़ता है, जिसका एक चौथाई भाग मस्तिष्क द्वारा ग्रहण कर लिया जाता है।
हवा के वजन 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 गैसीय अवस्था के अतिरिक्त, वायु तरल रूप में भी हो सकती है। एकत्रीकरण की इस 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 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, एक अपार्टमेंट में रहने वाले इनडोर पौधे केवल एक आंतरिक वस्तु नहीं हैं, वे कमरे में हवा को शुद्ध करते हैं, जिसका प्रदूषण सड़क की तुलना में दस गुना अधिक है।
स्वच्छ हवा लंबे समय से मेगासिटी में कमी बन 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। वे डिब्बे में स्वच्छ हवा का उत्पादन और बिक्री करते थे, और कोई भी टोक्यो 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 रहे हैं। स्तनधारियों की मृत्यु का कारण प्रदूषित वातावरण है, जानवरों की शव परीक्षा में, डॉल्फ़िन के फेफड़े कोयले की धूल से भरे खनिकों के फेफड़ों से मिलते जुलते हैं। अंटार्कटिका के निवासी - पेंगुइन - भी वायु प्रदूषण के प्रति बहुत संवेदनशील हैं, अगर हवा में बड़ी मात्रा में हानिकारक अशुद्धियाँ होती हैं, तो वे भारी और रुक-रुक कर सांस लेने लगते हैं।
एक व्यक्ति के लिए हवा की सफाई भी बहुत जरूरी है, इसलिए डॉक्टर ऑफिस में काम करने के बाद पार्क, जंगल और शहर के बाहर रोजाना एक घंटे की सैर करने की सलाह देते हैं। ऐसी "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 और शासक ताजी हवा में दैनिक सैर को एक अनिवार्य अनुष्ठान मानते थे।
एक आधुनिक शहरी निवासी के लिए, वायु उपचार बहुत प्रासंगिक है: जीवन देने वाली हवा का एक छोटा सा हिस्सा, जिसका वजन 1-2 किलो है, कई आधुनिक बीमारियों के लिए रामबाण है!
03.05.2017 14:04
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हवा का वजन कितना होता है.
इस तथ्य के बावजूद कि हम प्रकृति में मौजूद कुछ चीजों को नहीं देख सकते, इसका मतलब यह बिल्कुल नहीं है कि वे मौजूद नहीं हैं। हवा के साथ भी ऐसा ही है - यह अदृश्य है, लेकिन हम इसे सांस लेते हैं, हम इसे महसूस करते हैं, इसलिए यह वहां है।
जो कुछ भी मौजूद है उसका अपना वजन होता है। क्या हवा के पास है? और यदि हां, तो हवा का वजन कितना होता है? चलो पता करते हैं।
जब हम किसी चीज का वजन करते हैं (उदाहरण के लिए, एक सेब, इसे टहनी से पकड़कर), हम इसे हवा में करते हैं। इसलिए, हम हवा को ही ध्यान में नहीं रखते हैं, क्योंकि हवा में हवा का वजन शून्य होता है।
उदाहरण के लिए, यदि हम एक खाली कांच की बोतल लेते हैं और उसका वजन करते हैं, तो हम प्राप्त परिणाम को फ्लास्क के वजन के रूप में मानेंगे, बिना यह सोचे कि यह हवा से भरा हुआ है। हालांकि, अगर हम बोतल को कसकर बंद कर देते हैं और उसमें से सारी हवा निकाल देते हैं, तो हमें पूरी तरह से अलग परिणाम मिलेगा। इतना ही।
वायु में कई गैसों का संयोजन होता है: ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अन्य। गैसें बहुत हल्के पदार्थ हैं, लेकिन फिर भी उनका वजन होता है, हालांकि ज्यादा नहीं।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि हवा में वजन है, किसी वयस्क से निम्नलिखित सरल प्रयोग करने में आपकी मदद करने के लिए कहें: लगभग 60 सेंटीमीटर लंबी एक छड़ी लें और उसके बीच में एक रस्सी बांध दें।
इसके बाद, हमारी स्टिक के दोनों सिरों पर समान आकार के 2 फुलाए हुए गुब्बारे लगाएं। और अब हम अपने ढांचे को उसके बीच में बंधी रस्सी से लटकाएंगे। नतीजतन, हम देखेंगे कि यह क्षैतिज रूप से लटका हुआ है।
अब यदि हम एक सूई लें और उसमें भरे हुए गुब्बारों में से किसी एक को छेद दें तो उसमें से हवा निकलेगी और छड़ी का वह सिरा जिससे वह बंधा था ऊपर उठ जाएगा। और यदि हम दूसरी गेंद को छेद दें, तो छड़ी के सिरे बराबर हो जाएंगे और वह फिर से क्षैतिज रूप से लटक जाएगी।
इसका मतलब क्या है? और तथ्य यह है कि फुलाए हुए गुब्बारे में हवा उसके चारों ओर की तुलना में सघन (यानी भारी) है। इसलिए जब गेंद को उड़ाया गया तो वह हल्की हो गई।
वायु का भार विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक क्षैतिज तल के ऊपर की हवा वायुमंडलीय दबाव है।
वायु, साथ ही हमारे चारों ओर की सभी वस्तुएँ गुरुत्वाकर्षण के अधीन हैं। यह वह है जो हवा को उसका वजन देता है, जो 1 किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर के बराबर होता है। इस मामले में, वायु घनत्व लगभग 1.2 किग्रा / एम 3 है, अर्थात, 1 मीटर की भुजा वाला घन, हवा से भरा हुआ, 1.2 किग्रा वजन का होता है।
पृथ्वी के ऊपर लंबवत ऊपर उठने वाला एक वायु स्तंभ कई सौ किलोमीटर तक फैला होता है। इसका मतलब है कि एक खड़े व्यक्ति पर, उसके सिर और कंधों पर (जिसका क्षेत्रफल लगभग 250 वर्ग सेंटीमीटर है, लगभग 250 किलोग्राम वजन का हवा का एक स्तंभ दबाता है!
यदि हमारे शरीर के अंदर समान दबाव द्वारा इतने बड़े वजन का विरोध नहीं किया जाता, तो हम इसे झेलने में सक्षम नहीं होते और यह हमें कुचल देता। एक और दिलचस्प अनुभव है जो आपको वह सब कुछ समझने में मदद करेगा जो हमने ऊपर कहा था:
हम कागज की एक शीट लेते हैं और इसे दोनों हाथों से फैलाते हैं। फिर हम किसी से (उदाहरण के लिए, एक छोटी बहन) को एक तरफ से उंगली से दबाने के लिए कहेंगे। क्या हुआ? बेशक, कागज में एक छेद था।
और अब हम फिर से वही काम करेंगे, केवल अब एक ही जगह पर दो तर्जनी से दबाना जरूरी होगा, लेकिन अलग-अलग तरफ से। वोइला! कागज बरकरार है! क्या आपको जानना है क्यों?
बस प्रेशर हम पर कागज की शीट दोनों तरफ एक ही थी। वायु स्तंभ के दबाव और हमारे शरीर के अंदर विपरीत दबाव के साथ भी ऐसा ही होता है: वे बराबर होते हैं।
इस प्रकार, हमें पता चला कि: हवा में वजन होता है और यह हमारे शरीर पर हर तरफ से दबाव डालता है। हालाँकि, यह हमें कुचल नहीं सकता है, क्योंकि हमारे शरीर का विपरीत दबाव बाहरी, यानी वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है।
हमारे पिछले प्रयोग ने यह स्पष्ट रूप से दिखाया: यदि आप एक कागज की शीट को एक तरफ से दबाते हैं, तो वह फट जाएगी। लेकिन अगर आप इसे दोनों तरफ से करेंगे तो ऐसा नहीं होगा।
