В статье рассмотрим коэффициент расширения глицерина при нагревании и представим таблицу с его значениями для лучшего понимания физических свойств вещества. Понимание коэффициента линейного расширения глицерина важно для химии, физики и инженерии, а также для разработки антифризов. Эти характеристики помогут правильно выбирать материалы и обеспечивать надежность систем с использованием глицерина и его производных.
9.3. Тепловое объемное расширение
С 1996 года в США и Европе активно переходят на пропиленгликолевые теплоносители.
В таблице представлены данные о коэффициенте линейного расширения строительных материалов и некоторых металлов при температуре до 100°С. Единицы измерения — м/(м·°С) или 1/град (К-1).
Коэффициент теплового линейного расширения показывает, на сколько процентов материал удлинится при повышении температуры на 1 градус.
Из значений коэффициентов теплового расширения в таблице следует, что строительные материалы и металлы имеют положительный коэффициент, что означает их увеличение размеров при нагревании.
Эксперты в области химии и материаловедения отмечают, что коэффициент расширения глицерина при нагревании играет ключевую роль в его применении в различных отраслях, включая производство антифризов. При повышении температуры глицерин демонстрирует значительное увеличение объема, что необходимо учитывать при проектировании систем, использующих этот компонент. Важно отметить, что характеристики антифризов, содержащих глицерин, зависят не только от его расширения, но и от других факторов, таких как вязкость и температура замерзания. Специалисты рекомендуют тщательно изучать таблицы коэффициентов расширения для оптимизации формул антифризов, чтобы обеспечить их эффективность и безопасность в эксплуатации. Правильный выбор пропорций и компонентов может значительно повысить устойчивость антифризов к низким температурам, что особенно актуально в условиях суровых зим.
Подбор Расширительных баков для систем отопления и охлаждения, системы водоснабжения отопления канализации, система отопления многоэтажного дома
В США и Европе с 1996 года начался массовый переход на использование только пропиленгликолевых теплоносителей.
| Температура (°C) | Коэффициент объемного расширения глицерина (1/°C) | Вязкость глицерина (мПа·с) |
|---|---|---|
| 0 | 0.00048 | 1490 |
| 10 | 0.00049 | 1200 |
| 20 | 0.00050 | 950 |
| 30 | 0.00051 | 760 |
| 40 | 0.00052 | 610 |
| 50 | 0.00053 | 500 |
| 60 | 0.00054 | 410 |
| 70 | 0.00055 | 340 |
| 80 | 0.00056 | 280 |
| 90 | 0.00057 | 230 |
| 100 | 0.00058 | 190 |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов, связанных с коэффициентом расширения глицерина при нагревании и характеристиками антифризов:
-
Коэффициент расширения: Глицерин имеет относительно низкий коэффициент теплового расширения по сравнению с водой. Это означает, что при нагревании глицерин расширяется медленнее, что делает его полезным в некоторых промышленных приложениях, где требуется стабильность объема при изменении температуры.
-
Антифриз на основе глицерина: Глицерин используется в качестве экологически чистого антифриза, так как он менее токсичен по сравнению с традиционными антифризами на основе этиленгликоля. Это делает его более безопасным для использования в системах, где возможен контакт с пищевыми продуктами или животными.
-
Температурные характеристики: Глицерин имеет низкую температуру замерзания (около -38 °C), что делает его эффективным в качестве антифриза в холодных климатических условиях. Однако его эффективность как антифриза может снижаться при высоких температурах, что важно учитывать при выборе подходящего вещества для конкретных условий эксплуатации.
Единицы измерения
Из формулы (1.4) найдем длину:
| Задача | Длина металлического стержня (при температуре К) равна . Какое удлинение произойдет у этого стержня при температуре . |
| Решение | Применим закон линейного расширения: |
Теперь подставим в формулу (2.3) выражение из (2.1):
Коэффициент линейного расширения, формула и примеры
При заполнении водой необходимо приоткрыть кран, установленный на участке системы водоподготовки.
3. Максимальное давление в расширительном баке
Объем газа — Расширительный бак заполнен водой до максимума. Газ занимает минимальный объем.
Давление газа — Равно максимальному давлению системы.
4. Расширительный бак при избыточном давлении
При превышении максимально допустимого давления срабатывает предохранительный клапан Prescor, через который сбрасываются излишки воды.
Рисунок № 1. Диаграмма температурного расширения смеси воды и этиленгликоля в %, при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С до средней температуры системы.
Рисунок № 2. Диаграмма температурного расширения воды в % при ее нагреве (охлаждении) от 10 °С до средней температуры системы
Таблица № 2. Подбор расширительного бака для систем отопления с максимальным давлением в месте его установки 3 бар
Таблица № 3. Подбор расширительного бака для систем отопления с максимальным давлением в месте его установки 6 бар
Таблица № 4. Подбор расширительного бака для систем отопления с максимальным давлением в месте его установки 10 бар
Примечание: Для систем с другой средней температурой значение емкости системы должно быть умножено на следующий коэффициент:
• для 85 °С − 0,89;
• для 90 °С − 0,80;
• для 95 °С − 0,73;
• для 100 °С − 0,66.
Коэффициенты линейного расширения строительных материалов
Коэффициент линейного расширения используется для расчета длины объекта после нагрева.
Тепловое расширение жидкостей
Связи между частицами жидкости, как мы знаем, слабее, чем между молекулами в твердом теле. Поэтому следует ожидать, что при одинаковом нагревании жидкости расширяются в большей степени, чем твердые тела. Это действительно подтверждается на опыте.
Температурные коэффициенты объемного расширения жидкостей значительно больше коэффициентов объемного расширения твердых тел; они могут достигать значения 10 -3 К -1 ,
Влияние температуры на свойства антифризов
Температура оказывает значительное влияние на физико-химические свойства антифризов, что, в свою очередь, влияет на их эффективность в системах охлаждения. Одним из ключевых аспектов, который необходимо учитывать при выборе антифриза, является его коэффициент расширения при нагревании. Этот параметр определяет, как изменяется объем жидкости при изменении температуры, что критически важно для предотвращения перегрева и обеспечения стабильной работы двигателя.
При нагревании антифризов, содержащих глицерин, наблюдается увеличение объема, что связано с увеличением кинетической энергии молекул. Глицерин, как органическое соединение, обладает уникальными свойствами, которые делают его популярным компонентом в составе антифризов. Его коэффициент расширения при нагревании составляет примерно 0.0005 °C-1, что указывает на умеренное увеличение объема при повышении температуры.
Важно отметить, что коэффициент расширения глицерина может варьироваться в зависимости от его концентрации и наличия других добавок в составе антифриза. Например, в смеси с водой или другими антифризами, такими как этиленгликоль, коэффициент расширения может изменяться, что необходимо учитывать при расчетах для систем охлаждения. Это особенно актуально для автомобилей, где стабильность температуры в двигателе критически важна для его долговечности и производительности.
Кроме того, изменение температуры влияет на вязкость антифризов. При повышении температуры вязкость жидкости снижается, что улучшает ее текучесть и способность к циркуляции в системе охлаждения. Однако, если температура превышает определенные пределы, это может привести к деградации антифриза и потере его защитных свойств. Поэтому важно следить за температурным режимом работы двигателя и выбирать антифриз, который будет эффективно функционировать в заданных условиях.
В заключение, влияние температуры на свойства антифризов, особенно на коэффициент расширения глицерина, является важным аспектом, который необходимо учитывать при выборе и использовании охлаждающих жидкостей. Правильный выбор антифриза и его регулярная замена помогут обеспечить надежную работу двигателя и продлить срок его службы.
Вопрос-ответ
- Вода при нагреве от 20 до 90 градусов Цельсия расширяется на 3,4 литра на каждые 100 кг воды.
- Антифриз на основе этиленгликоля с концентрацией 35%, обеспечивающий температуру замерзания около -20 градусов Цельсия, расширяется на 4 литра.
- При концентрации этиленгликоля 40% – это 4,1 литра, а при 45% – 4,2 литра.
Каким коэффициентом характеризуется свойство жидкости температурное расширение?
Количественно тепловое расширение жидкостей и газов при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом теплового расширения). Характеристика теплового расширения твёрдых тел — коэффициент линейного теплового расширения.
Как рассчитать коэффициент расширения?
Определение: коэффициент температурного расширения характеризует относительную величину изменения линейных размеров тела с изменением температуры α = ΔL/LΔT. ВАЖНО! 1 Физические характеристики материалов приняты согласно ПНАЭ Г-7-002-86.
Советы
СОВЕТ №1
Перед использованием антифриза обязательно ознакомьтесь с его характеристиками, включая коэффициент расширения глицерина при нагревании. Это поможет вам выбрать подходящий продукт для вашего автомобиля и избежать перегрева двигателя.
СОВЕТ №2
Регулярно проверяйте уровень антифриза в системе охлаждения. Низкий уровень может привести к перегреву, особенно в условиях высокой температуры, когда коэффициент расширения глицерина играет важную роль.
СОВЕТ №3
При замене антифриза учитывайте его состав и свойства. Некоторые антифризы могут содержать добавки, которые влияют на коэффициент расширения, что может повлиять на эффективность охлаждения двигателя.
СОВЕТ №4
Если вы не уверены в выборе антифриза, проконсультируйтесь с профессионалами или обратитесь к руководству пользователя вашего автомобиля. Это поможет избежать ошибок и продлить срок службы двигателя.
