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液体密度与压力和温度变化的关系

液体的密度和体积与压强和温度的变化的关系

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液体的密度会随温度和压力而变化。水的密度随温度和压力的变化如下所示:

水的密度与温度和压力
另请参阅水密度,比重和热膨胀系数,用于在线计算器,显示温度变化的图表。

密度

液体的密度可以表示为

ρ = m / V (1)

在哪里

ρ =液体密度(kg/m)3.)

M =液体质量(kg)

V =液体体积(m3.)

密度的反比是比体积:

V = 1 / ρ

= V / m (2)

在哪里

V =单位体积(m3./公斤)

体积和温度的变化

当温度升高时-大多数液体会膨胀:

dV = V1- - - - - - V0

= V0βdt

= V0β(t1- t0) (3)

在哪里

dV = V1- - - - - - V0=体积变化-最终和初始体积之差(m3.)

β=体积温度膨胀系数(m3./ m3 oC)

dt = t1- t0=温度变化-最终温度和初始温度之间的差异(oC)

(3)可以修改为

V1= V0(1 + t1- t0)) (3 b)

密度和温度变化

(1)(3 b)温度变化后的最终密度可以表示为

ρ1= m / (V0(1 + t1- t0))) (4)

在哪里

ρ1=最终密度(kg/m3.)

-或与(2)

ρ1=ρ0/(1 + t1- t0)) (4 b)

在哪里

ρ0=初始密度(kg/m3.)

体积温度系数-β

注意!-体积温度系数可能随温度变化较大。

密度和压强的变化

压力对液体体积的影响可以用三维胡克定律表示

E = - dp / (dV / V0)

= - (p1- p0) / ((V1- - - - - - V0) / V0) (5)

在哪里

E =体积模量-液体弹性(N / m2)

这个负号对应的事实是,压强的增加导致体积的减小。

(5)-压力变化后的最终体积可以表示为

V1= V0(1 - (p1- p0) / E) (5b)

结合(5 b)(1)-最终密度可表示为:

ρ1= m / (V0(1 - (p1- p0) (e)

-或与(2)-最终密度可表示为

ρ1=ρ0/(1 - (p1- p0) / E) (6b)

体积弹性模量流体弹性一些常见的流体E

  • 水:2.15十9(N / m2)
  • 乙醇:1.06十9(N / m2)
  • 油:1.5十9(N / m2)

注意!液体的体积模数随压力和温度而变化。

水的体积模数-英制单位

水体积模量- psi

水- SI单位的体积模数

水-体积模量- GPa

一种同时改变温度和压力的流体的密度

当温度和压力同时改变时,流体的密度可以表示为结合(4 b)(6 b):

ρ1=ρ从eq.1 1 ()/ (1 - (p1- p0) / E)

=ρ0/ (1 + β (t1- t0))/ (1 - (p1- p0) / E)(7)

例子-水的密度在100巴和20巴oC

  • 水的密度0oC:999.8(公斤/米3.)
  • 时水的膨胀系数10oC:0.000088 (3./ m3.oC)(0到20之间的平均值oC)
  • 水的体积模数:2.15十9(N / m2)

水的密度可以用(3)计算:

ρ1=(999.8公斤/米3.) / (1 + (0.0000883./ m3.oC) (20oC)——(0oC)) / (1 - (100 105Pa) - (1 105Pa)) / (2.15十9N / m2))

=1002.7(公斤/米3.)

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引用

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  • bob体育怎么玩bob最新下载地址工程的工具箱,(2009)。液体密度与压力和温度变化的关系。[在线]可在:https://www.engineeringtoolbbob体育怎么玩ox.com/fluid-density-temperature-pressure-d_309.html[访问日莫年]。

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