Естественные науки

во сколько раз поднимется давление жидкости (воды) в замкнутом сосуде?

во сколько раз поднимется давление жидкости (воды) в замкнутом сосуде при повышении температуры с +10 до +70 гр С если начальное давление 1 атм ?
AK
Assem Kosherbayeva
1 029
Для расчётов нужно знать из чего изготовлен сосуд.
Например сосуд из железа.
Коэффициент объёмного расширения железа 0,000036
Коэффициент объёмного расширения воды 0,00015 ( при 20 С ) 0,00045 ( при 60 С ) СРЕДНЕЕ 0,0003
Во сколько увеличится объём сосуда = 1 + 0,000036 * ( 70 - 10 ) = 1,00216
Во сколько БЫ увеличился объём воды если бы вода была вне сосуда = 1 + 0,0003 * ( 70 - 10 ) = 1,018
Если сосуд очень прочный, то он сдержит увеличение объёма воды
Сдержанное увеличение объёма воды = 1,018 / 1,00216 * 100 - 100 = 1,6 %
Относительный объём воды с ростом давления уменьшается очень мало
Если объём воды при 1 атм = 100 литров, то при 500 атм объём станет 97,9 литров.
( уменьшение объёма на 2,1 % )
Значит чтобы удержать увеличение объёма воды сосуд должен выдерживать давление =
= 1,6 / 2,1 * 500 = 381 атм. ( ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО ТАКОЕ ДАВЛЕНИЕ БУДЕТ В СОСУДЕ )
Артём Соколов
Артём Соколов
465
Лучший ответ
Вадим Будаев Один из неплохих ответов вот только последние 7 строчек ерунда кака
Жидкости практически несжимаемы, могут развиваться очень большие давления, если объем сосуда при нагреве увеличивается меньше чем объем воды.
Николай .
Николай .
28 912
Это где же такие задачи интересно? Уравнение изохоры, конечно же, тут не работает -- это не только не идеальный, но и вообще не газ.

Если сосуд считать жестким, то можно использовать либо уравнение Перкуса-Йевика, либо метод последовательных приближений с таблицами коэффициентов температурного расширения и модулей упругости жидкости в заданном интервале температур и давлений:
Считаем, во сколько раз возрастёт объём жидкости при увеличении температуры:
Δv/v=ΔT*β,
β - коэффициент температурного расширения, смотрим в таблицах (их полно в интернетах) при нормальных условиях. Посчитали увеличение объёма - подставляем в формулу для поиска давления:
Δv/v=ΔP/E,
Е - модуль юнга воды, можно принять 2.1 ГПа. Для нового значения давления новое значение β - с ним снова считаем, во сколько раз изменился объём, повторяем пока не получим удовлетворительную точность. .

А у вас получается что уровень воды в кастрюле перед кипением поднимается чуть ли не в полтора раза, тогда как он почти не поднимается. А нагретая бутылка с водой вообще превращается в бомбу..
Энни Родинка
Энни Родинка
19 278
Элла Яцына вы хорошо ответили скорей всего, но для меня непонятно. Вот я хочу сделать бойлер сам. Помогите рассчитать какой толщины брать металл чтобы не разорвало его и сети.
Дано-резервуар с водой 100 литров. Температура воды 10 градусов. Резервуар закрытый наглухо. Давление один бар.
Задача- при нагреве воды в баке до 70 градусов насколько увеличится давление воды в резервуаре?
Элла Яцына вы хорошо ответили скорей всего, но для меня непонятно. Вот я хочу сделать бойлер сам. Помогите рассчитать какой толщины брать металл чтобы не разорвало его и сети.
Дано-резервуар с водой 100 литров. Температура воды 10 градусов. Резервуар закрытый наглухо. Давление один бар.
Задача- при нагреве воды в баке до 70 градусов насколько увеличится давление воды в резервуаре?
Примерно так будет выглядеть бак.
все что я нашел из простого :
На практике мне с такой задачей не приходилось сталкиваться.
Но я попробовал бы решить её исходя и известного соотношения:
bettat * dt = bettaw * dP,
где:
bettat - коэффициент температурного расширения (для воды в нормальных условиях bettat = 0,0001 1/C);
bettaw - коэффициент объёмного сжатия (для воды в нормальных условиях bettaw = 5e-10 1/Па = 4,7e-5 см2/кг);
dt - изменение температуры;
dP - изменение давления.
Соответственно, зная величины bettat, bettaw и dt, получаем dP:
dP = bettat / bettaw * dt = 0,0001 1/C / 5e-10 1/Па * dt = 200 000 Па/С * dt.
по ссылке:
forum.dwg.ru/showthread.php?t=39824
200 000Па = 2 бар примерно 2 атм.
то есть: Р2= 2*(70-10)+1 = 121 атм (ах... ваем)
или:
по ссылке:
helpiks.org/6-10628.html
пример №4

Вывод:
поэтому в системах замкнутых (система отопления) или условно замкнутых (ГВС) устанавливают расширительные баки которые при незначительном объёме уберегают от значительных давлений!
Andrey Benuh
Andrey Benuh
199
1.2 раза
(273+70):(273+10)
Николай . Это для газов!
Assem Kosherbayeva у меня тоже так получилось
Влада Числова а когда замерзает - вода на 10% обьема раздвигает границы ваших представлений о давлениях в порванных стальных трубах, труба со взрывом лопается, есть видео на ютубе, грохот... трубу стальную водопроводную с водой внутри, 15см длины отрезок закручивают двумя заглушками и опускают в жидкий азот, шлёпает - дай Боже.

Похожие вопросы