Газон ГАЗ-51А / Автолегенда
Годы производства – 1946-1975гг
Тип кузова — бортовой
Двигатель — карбюраторный, 6-ти цилиндровый, рядный, 3485куб.см
Мощность — 70л.с
Трансмиссия — 4-х ступенчатая, механическая
Клиренс — 245мм
Колесная база — 3300мм
Габарит (длина/ширина/высота) – 5715мм/2280мм/2130мм
Максимальная скорость — 70км/ч
Расход топлива — 21 л/100 км
Масса — 2710кг
ГАЗ-51-выделяется в истории советского грузовикакак отличный пример здравого применения технических новшеств и заимствований, ставших залогом огромной популярности и востребованности машины. 29 лет выпуска основной модели, 3,5 млн собранных экземпляров – такой размах для «Доджей» и «Студебекеров» был пределом мечтаний.
Проектирование базового автомобиля началось в феврале 1937 года.
Летом 1940 опытный экземпляр ГАЗ-51 экспонировался на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке в Москве в числе лучших образцов советского машиностроения. Серийное производство ГАЗ-51 было прервано Великой Отечественной войной, но в 1943 году работы возобновились. 19 июня 1945г. ГАЗ-51 вместе с другими новыми советскими автомобилями был показан в Кремле членам правительства и получил полное одобрение. В конце 1945 года началось серийное производство автомобиля.
Машина вышла удачной и предельно простой. Пожалуй, впервые в СССР решили нелёгкую задачу создания автомобиля по-настоящему добротной конструкции с равнопрочными агрегатами и узлами. ГАЗ-51 быстро полюбился эксплуатационникам за удачное сочетание быстроходности, надёжности, экономичности, прочности и выносливости, удобства и лёгкости управления. Технические характеристики ГАЗ-51 можно считать передовыми для своего времени – в тормозе ГАЗ-51П впервые в СССР был применён гидровакуумный усилитель.
В конце 1940-х начался массовый экспорт ГАЗ-51У, по праву считавшегося гордостью советского автомобилестроения и одной из лучших машин в своём классе.
Особенно много ГАЗ-51АУ (экспортный) и ГАЗ-51Ю (тропический) было отправлено в 1950-1960-х в развивающиеся страны Азии и Африки. Существовала и экспортная усиленная модификация ГАЗ-51В грузоподъёмностью 3 т. Она успешно эксплуатировались в Венгрии, ГДР и Финляндии. По советской документации ГАЗ-51 производили в Польше как Люблин-51, Северной Корее как Сынри-58 и Китае в несколько изменённом виде как Юцзинь NJ130.
Общий тираж «газонов» составил 3 481 033 экземпляров, включая 11 418 автомобилей произведённых на Иркутском автосборочном заводе.
Модификации
ГАЗ-63 — полноприводный двухосный грузовик, выпускавшийся в 1948-1968 гг.
ГАЗ-51Б — газобаллонная модификация на сжатом нефтяном или коксовом газе, выпускалась малыми партиями в 1949-1975
ГАЗ-51С — сельскохозяйственная модификация с дополнительным 105-литровым топливным баком.
ГАЗ-93 — строительный самосвал грузоподъёмностью 2,25 т, в 1948-1954
ГАЗ-51Р — грузопассажирское такси, выпускавшееся 1956-1975
ГЗА-653, ПАЗ-653 — санитарный автомобиль.
Всего порядка 22 модификаций..
Автопоезда на базе ГАЗ-51А и ГАЗ-63
Михаил Соколов
Фото из архива автора, изд-ва Gorkyclassic и с сайта rcforum.ru
Среди всего многообразия полуприцепов, применявшихся в паре с ГАЗ-51 и его модификациями (бортовые, фургоны и контейнеровозы), имели место и достаточно редкие, малоизвестные их разновидности, о которых тоже стоит рассказать. А кроме того, существовали и полуприцепы, ориентированные на полноприводный вариант «51-го» – это ГАЗ-63.
Строительные
В предыдущей публикации я уже рассказывал о специализированных полуприцепах для перевозки санитарно-технических кабин (проще говоря, совмещённых квартирных санузлах в сборе), применявшихся в бурно развивавшейся тогда строительной индустрии. Однако кроме низкорамных полуприцепов-платформ по конструкции идентичных с контейнеровозами, существовали и другие виды строительных полуприцепов для перевозки сантехнических кабин, устанавливаемых в типовых многоквартирных домах.
Так, конструкторское бюро треста «Ленинградоргстрой» наряду со своим плоским «низкорамником» в качестве альтернативного варианта разработало и полуприцеп для сантехнических кабин, выполненный в виде фермы (корзины) трубчатой конструкции, позволявший более надёжно фиксировать кабины во время перевозки. Такой автопоезд был испытан пробной эксплуатацией на стройках Ленинграда. В качестве тягача выступал ранний ГАЗ-51 с деревянной кабиной, переоборудованный в «седельник».
Другой разновидностью этого же назначения стал в середине 1960-х полуприцеп, изготовленный Северодонецким автотрестом, получивший недвусмысленный индекс ПСК-1 (полуприцеп сантехнических кабин, первая модель) и позволявший транспортировать их в подвешенном состоянии. Для этого в передней и задней частях полуприцепа были установлены стойки, к которым подвешивалась грузовая платформа. При помощи подвеса и дополнительного амортизационного устройства она могла перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Такая подвеска значительно снижала динамические нагрузки на перевозимые сантехнические кабины.
Грузоподъёмность автопоезда в составе ГАЗ-51П и ПСК-1 достигала 4,5 т. Габаритные размеры полуприцепа составляли 7400х2260х2820 мм, база – 6200 мм, дорожный просвет – 380 мм, размеры грузовой платформы – 4300х2220, погрузочная высота 840 мм, собственный вес – 1950 кг, отношение собственного веса к грузоподъёмности – 0,482.
Ещё одним транспортировщиком сантехнических кабин был полуприцеп Т-73 разработки ПКБ «Главмосавтотранса». Т-73 буксировали тягачом ГАЗ-51П, можно было одновременно перевозить до четырёх сантехкабин габаритами 2180/1880х1580 мм и массой 900–1200 кг. Основными узлами полуприцепа являлись сварная рама, кронштейны для крепления кабин и задний мост с подвеской от ГАЗ-51. Выдвижное опорное устройство могло быть заменено опорным устройством серийно выпускаемых полуприцепов ММЗ-584 и МАЗ-5216. Полуприцеп мог быть использован для перевозки грузов длиной до 7,6 м, для чего средние кронштейны крепления кабин снимались. Т-73 оборудовали гидравлической тормозной системой и стандартным электрооборудованием.
Грузоподъёмность Т-73 составляла 5 т, собственный вес – 1950 кг, габаритные размеры – 7828х2460х3665 мм, база – 5500 мм, расстояние от шкворня до задней оси – 5680 мм, внутренние размеры кузова – 7600х2160 мм, погрузочная высота – 1200 мм, дорожный просвет – 380 мм.
Интересно, что силами ПКБ «Главмосавтотранса» родилась и иная версия полуприцепа к ГАЗ-51П для перевозки сантехнических кабин (и контейнеров со столярными или стекольными изделиями и других несыпучих грузов), получившая индекс Т-153. Полуприцеп состоял из рамы с центральной стойкой для крепления боковых бортов, опорного откидного винтового устройства и заднего моста с подвеской от ГАЗ-51. Борта полуприцепа имели сварную решётчатую конструкцию из труб (поэтому конструктивно Т-153 можно отнести и к разряду бортовых полуприцепов). Т-153 оборудовали гидравлической тормозной системой с вакуумным усилителем. Его грузоподъёмность составляла 4,5 т, собственный вес – 2,5 т, габаритные размеры – 6950х2360х1700 мм, база – 4500 мм, расстояние от шкворня до задней оси – 4680 мм, внутренние размеры кузова – 6700х2250х500 мм, погрузочная высота – 1200 мм.
Не совсем обычное предназначение получил полуприцеп Т-142, созданный для тягача ГАЗ-51П. Он был сконструирован для перевозки газовых плит с двухъярусным их размещением на грузовой платформе. Кроме того, Т-142 грузоподъёмностью 4,3 т мог использоваться и для перевозки других грузов с небольшим удельным весом.
Два боковых и передний борта платформы были сварными, решётчатой конструкции, жёстко приваренными к основанию. Задний откидной борт был сварен из гнутого профиля 50х40х2 мм и обшит древесно-волокнистой плитой. Плита крепилась к стойкам и вставленным в них деревянным проставкам винтами М6х14. Сами проставки закреплялись в стойках шурупами. Задний мост с подвеской традиционно брался от ГАЗ-51. При погрузке газовых плит сначала устанавливали первый ряд из трёх плит первого яруса, на них устанавливали прокладки, поверх которых ставили ещё три плиты второго яруса. В такой же последовательности устанавливали и остальные ряды газовых плит. Габаритные размеры Т-142 составляли 7030х2334х2816 мм, погрузочная высота – 1316 мм.
Интересно, что аналогичные автопоезда применялись даже для перевозки гораздо более тяжёлых железобетонных изделий. Можно вспомнить, в частности, что то же ПКБ «Главмосавтотранса» для работы с ГАЗ-51П разработало полуприцеп Т-169 для перевозки ж/б плит размерами не более 6700х2200 мм. Основными узлами полуприцепа являлись рама, платформа и зад-ний мост от ГАЗ-51 с колёсами и подвеской в сборе (без главной передачи и полуосей). Т-169 оборудовался гидравлической тормозной системой с вакуумным усилителем и стандартным электрооборудованием. Грузоподъёмность полуприцепа составляла 4,3 т, собственный вес – 2,2 т, габаритные размеры – 7030х2400х1950 мм, расстояние от шкворня до задней оси – 4930 мм, внутренние размеры кузова – 6700х2250х1250 мм, погрузочная высота – 1315 мм.
Кстати, примеру «Главмосавтотранса» следовали и другие тресты, объединения и предприятия, изготовлявшие для своих нужд полуприцепы Т-169, конструктивно несколько отличавшиеся от столичных. Так, несколько изменённый вариант Т-169 выпускал трест «Центросторойтранс».
Полуприцепы-самосвалы
Пожалуй, наиболее интересными в конструктивном отношении были саморазгружающиеся полуприцепы для «газиков», к ряду которых прежде всего можно отнести самосвальный полуприцеп-роспуск Т-40 с механическим сбрасывателем. Эта модель, изготовляемая «Главленавтотрансом» с конца 1960-х, предназначалась для перевозки длинномерных грузов в паре с тягачом ГАЗ-51П. Особенностями Т-40 являлись: во-первых, конструктивная схожесть со стандартным прицепом-роспуском при бо’льшей длине и седельно-сцепном способе соединения с тягачом; во-вторых, процесс саморазгрузки в виде наклона обоих коников на сторону (путём высвобождения тех или иных фиксаторов) совместно с открытием их боковых стоек соответствующей стороны.
Другой интересной разработкой этого направления стал автопоезд в составе тягача ГАЗ-51А и полуприцепа-самосвала, созданный в начале 1960-х для перевозок сыпучих строительных грузов. К сожалению, авторство этого полуприцепа осталось неизвестным, но зато известно, что его последующее производство не было промышленным, поскольку такие самосвальные автопоезда изготовлялись самими автотранспортными предприятиями в системах «Минстроя» и «Минавтотранса».
К особенностям этого безымянного самосвального автопоезда можно отнести: короткую базу и двухуровневую раму полуприцепа, соответствующее двухуровневое днище цельнометаллического сварного самосвального кузова с откидывавшейся задней стенкой и гидравлический самосвальный механизм с приводом от тягача, оборудованного коробкой отбора мощности (КОМ).
И, наконец, ещё одним самосвальным полуприцепом стал редкий, хотя и достаточно известный 4-тонный ГАЗ-707, разработанный в Горьком по заказу Министерства сельского хозяйства Узбекской ССР для перевозки незатаренного хлопка-сырца. Один из первых его образцов экспонировался в 1958 г. на ВДНХ в Москве. Другие проходили испытания в Узбекистане, и вскоре их серийное производство было освоено Ташкентским заводом «Ташавтомаш».
ГАЗ-707 саморазгружался на две боковых стороны, причём подъём кузова осуществлялся двумя реечными домкратами. От двигателя через КОМ и систему карданных валов и шестерён приводилась во вращение шестерня, размещённая в седле сцепного устройства тягача.
Эта шестерня входила в зацепление с шестернёй, ось которой проходила через концентрическое отверстие в шкворне полуприцепа, и далее через систему валов и шестерён крутящий момент двигателя передавался редукторам реечных домкратов, расположенных по продольной оси полуприцепа. Наклон кузова до предельного угла 50° достигался за 1–1,5 минут. Гидравлическая тормозная система полуприцепа с помощью специального устройства соединялась в одно целое с тормозной системой тягача. Габаритные размеры полуприцепа составляли 5400х2440х2050 мм (с надставными бортами – 3460 мм), вместимость кузова – 11,13 м3 (с надставными бортами – 20 м3).
Интересным моментом здесь был тот факт, что ГАЗ-707 предназначался вовсе не для ГАЗ-51П, а для его полноприводной версии ГАЗ-63Д. И в этом плане он не был одинок.
Автопоезда 6х4 и 6х6
Как уже говорилось, при всей многочисленности «51-х» и заманчивости их использования в качестве «седельников» весомыми аргументами «против» были слабый, нетяговитый двигатель и низкая проходимость.
Эксплуатация таких 70-сильных автопоездов с колёсной формулой 6х2 на бездорожье оказалась проблематичной. Чтобы хоть как-то улучшить тяговые свойства и проходимость тягача ГАЗ-51, напрашивалась идея сделать его из полноприводного ГАЗ-63.
Однако шасси ГАЗ-63 в чистом виде для «седельника» тоже не годилось, так как нагрузка на задний мост тягача значительно превышала предельно допустимую для односкатных задних колёс «63-го», плюс повышенный центр тяжести, плюс склонность к заносу и опрокидыванию – для седельного автопоезда вещи недопустимые. Поэтому при создании «седельника» 4х4 на ГАЗе отталкивались от ГАЗ-63Е – полноприводного шасси (для спецавтобусов) на колёсах ГАЗ-51А (УралЗИС) с двойной ошиновкой заднего моста. Так в 1958 г. в номенклатуре изделий ГАЗа появились седельные тягачи ГАЗ-63П и ГАЗ-63Д, внешне похожие не на ГАЗ-63, а на ГАЗ-51А с добавочным передним ведущим мостом и колёсными дисками УралЗИС на шинах 7,50-20 с грунтозацепами.
Обе модели с укороченными сзади на 745 мм рамами (при базе 3300 мм) применялись в паре с полуприцепами грузоподъёмностью 4 т или общим весом до 6 т.
От ГАЗ-63 они отличались габаритными размерами 4950х2110х2220 мм; «своей» колеёй передних/ задних колёс – 1585/1650 мм; дорожным просветом 250 мм; передним/ зад-ним углами свеса – 48°/54°, весом в снаряжённом состоянии (2700–2730 кг – у ГАЗ-63П, 2783–2813 кг – у ГАЗ-63Д) и максимальной скоростью 55–60 км/ч.
Наряду с топливным баком на 90 л в кабине под сиденьем ГАЗ-63П и -63Д имели и добавочный 105-литровый бензобак на левом лонжероне рамы. Задние мосты этих моделей являли собой мосты со ступицами ГАЗ-51А, но с набором шестерён в редукторе, как у ГАЗ-63, для получения передаточного числа, равного 7,6 – такого же, как и у редуктора переднего моста. Кроме того, как и ГАЗ-51П, тягачи 4х4 комплектовали гидровакуумным усилителем в приводе тормозов, действовавшим одновременно на тягач и полуприцеп; вертикальным кронштейном для запасного колеса, расположенным позади кабины; а их КП и РК отличались иными, чем у ГАЗ-63 парами шестерён привода спидометра (колёса-то стояли другие). Кстати, их седельно-сцепное устройство по сравнению с более ранним, образца 1956 г.
, устанавливавшимся на ранних ГАЗ-51П, было облегчено на 70 кг.
В отличие от ГАЗ-63П, буксировавшего обычные полуприцепы (чаще всего уже описанные ранее гражданские фургоны ПАЗ-744 и их армейский аналог ПАЗ-744П), ГАЗ-63Д создавался для работы с самосвальными, поэтому отличался наличием КОМ и механического вывода для привода подъёмного механизма полуприцепа-самосвала. Рычаг включения КОМ находился в кабине рядом с рычагом переключения КП и включением переднего моста, а привод опрокидывающего механизма полуприцепа осуществлялся от двигателя через РК и состоял из специального карданного вала, передававшего усилие на редуктор, расположенный в седельном устройстве.
Однако ввиду малой грузоподъёмности и узкой сферы применения автопоезда 6х4 с этими тягачами широкого распространения не получили. Да и выпуск самих тягачей был весьма невелик и продолжался недолго. По ГАЗ-63Д: в 1958 г. произвели 65 экз., в 1959 г. – 250, в 1960 г. – 43. По ГАЗ-63П: в 1958 г. – 72 и в 1960-м – 217. После 1960 г.
статистика отражала лишь общее число выпущенных ГАЗ-63, не выделяя эти модификации отдельной строкой, что даёт повод к различным догадкам.
Впрочем, весьма заманчивым представлялось сделать и третью ось автопоезда (т.е. задний мост полуприцепа) тоже ведущей. Для этого в начале 1958 г. на 38-м Опытном заводе АВТУ МО СССР два экземпляра ПАЗ-744П переоборудовали в активные полуприцепы с механическим приводом от тягача. Для этого неведущие оси полуприцепов с двухскатными колёсами от ГАЗ-51А заменили на мосты ГАЗ-51П с односкатными колёсами от ГАЗ-63 на шинах 10,00-18. Причём один экземпляр умудрились затем сделать и управляемым, для чего задний мост «51П» заменили передним мостом от ГАЗ-63. Интересно, что поворот колёс этого активного и управляемого полуприцепа мог осуществляться как автоматически – от системы тяг на седельно-сцепном устройстве тягача, так и принудительно – от рулевого механизма, смонтированного в кузове полуприцепа.
Сами тягачи тоже пришлось переоборудовать, но уже в обратную сторону: «переобуть» в односкатные колёса ГАЗ-63 с шинами 10,00-18.
Правда, вертикальный кронштейн запасного колеса от ГАЗ-51П не вмещал широкопрофильную «запаску» от ГАЗ-63, и его пришлось оставить, как есть, рассудив, что в случае чего машина сможет добраться до места и с разными колёсами на одной оси. Кроме того, на эти тягачи установили дополнительные КОМ, от которых посредством системы редукторов и карданных валов крутящий момент передавался на мост полуприцепа.
Но, несмотря на все ухищрения, основного заказчика эти автопоезда 6х6 не заинтересовали. Слабость двигателя ГАЗ-51 и неприспособленность агрегатов лёгкого грузовика для работы с повышенными нагрузками стали очевидными. Заказов на армейские бортовые полуприцепы ПАЗ-744П с брезентовым верхом больше не последовало (в 1958 г. изготовили всего 69 экз.), а вместе с этим потеряла актуальность и разработка их активного варианта.
И все же, что не прижилось в армии, на «гражданке» затем пускало порой довольно неожиданные «поросли». В 1960-х годах некоторые автохозяйства самостоятельно устанавливали на стандартные ГАЗ-63 опорно-сцепные устройства и пробовали эксплуатировать их с небольшими бортовыми полуприцепами с односкатными колёсами.
Нельзя сказать, чтобы эти получившиеся в итоге автопоезда 6х4 были очень удачными, но делались они не от хорошей жизни, а просто для увеличения грузоподъёмности машин, так что несмотря на все их изъяны, эта цель таким образом все же более или менее достигалась.
Что же касается тягачей ГАЗ-63П, эксплуатируемых не только с фургоном ПАЗ-744, но и с некоторыми другими видами полуприцепов, предназначавшихся для ГАЗ-51П, то они, хотя и нечасто, но все же попадались на дорогах страны вплоть до 1970-х.
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
7.1: Характеристики газов — Химия LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 371599
- Мухаммад Ариф Малик
- Hampton University, Hampton, VA
Что такое газ
Газ — это одно из четырех состояний вещества, которое находится между жидким и плазменным состоянием.
Окружающий нас воздух представляет собой газ, состоящий примерно на 78% из азота (N 2 ), примерно на 21% из кислорода, а оставшийся ~1% составляют другие газы, включая углекислый газ, пары воды, аргон и т. д., как показано на рис. Рис. 7.1.1.
Свойства газов определяются их количеством в молях (n), объемом (V), температурой (T) и давлением (P). Эти параметры описаны ниже.
Количество газа
Количество газа измеряется в молях (n), т. е. 6,022 x 10 23 молекул газа составляет один моль газа. Газ имеет массу и может быть измерен в единицах массы, таких как граммы или килограммы, но массу необходимо разделить на молярную массу газа, чтобы получить количество в молях для расчетов.
Примечание
Количество газа в молях необходимо в газовых законах, потому что свойства газов пропорциональны количеству молекул, а не их массам.
Пример \(\PageIndex{1}\)
Сколько молей содержится в 10,0 г газообразного кислорода?
Раствор
Этап 1. Дано: Масса = 10,0 г O 2 , Требуемое: ? моли O 2 .
Шаг 2. Равенство заданной и искомой единиц: 1 моль O 2 = 32,00 г O 2 .
Шаг 3. Коэффициенты пересчета из равенства: \(\frac{1~моль~O_2}{32,00~г~O_2}\) и \(\frac{32,00~г~O_2}{1~моль~O_2 }\)
Шаг 4.
Умножить данное количество на коэффициент пересчета, который отменяет данное и оставляет в ответе нужную единицу: \[10.0 \cancel{~g~O_2)}\times\frac{1~mol~ O_2}{32.00\cancel{~g~O_2}} = 0.312 ~g~O_2\nonumber\]
Объем газа
Объем ( V ) – это пространство, которое занимает вещество. Единицей объема в системе СИ является кубический метр (м 9{3}=1000 \mathrm{~L}\nonnumber\]
\[1 \mathrm{~L}=1000 \mathrm{~mL}\nonnumber\]
Газы не имеют фиксированной формы или объема . Газы приобретают форму сосуда. Газы расширяются или сжимаются, чтобы заполнить доступное пространство в контейнере.
Температура газа
Температура ( T ) является мерой того, насколько горячим или холодным является объект.
Температура – это проявление тепловой энергии вещества. Тепловая энергия является источником тепла. Тепло – это поток энергии от горячего объекта к холодному. Единицей температуры в СИ является Кельвин (К), который имеет значение 273,15 К при температуре замерзания воды и 375,15 К при температуре кипения воды.
Нуль шкалы Кельвина называется абсолютным нулем, при котором энергия больше не может выделяться из вещества в виде тепла. На шкале температуры Кельвина нет отрицательного числа.
Другими часто используемыми единицами измерения температуры являются градусы Цельсия ( o C), которые имеют значение 0 o C при температуре замерзания воды и 100 o C при температуре кипения воды. Соотношение между температурой в кельвинах ( T K ) и температурой в градусах Цельсия ( T C ) выглядит следующим образом.
\[T_{K}=T_{C}+273,15\номер\]
Фаренгейт — это температурная шкала, используемая в английской системе измерения, которая имеет значение 32 o F при температуре замерзания воды и 212 o F при температуре кипения воды. Соотношение между температурой в Фаренгейтах ( T F ) и температурой в градусах Цельсия ( T C ) выглядит следующим образом.
\[T_{F}=\frac{9}{5} T_{C}+32\nonumber\]
Примечание
Температура в Кельвинах (К) используется в расчетах газового закона.
Давление газа
Давление ( P ) это сила ( F ) на единицу площади ( A ), т. е. \(P = \frac{F}{A}\).
Материя имеет массу и прикладывает силу, которая представляет собой вес из-за гравитационного притяжения. Например, столб размером 1 м x 1 м на уровне моря и высотой, равной земной атмосфере, как показано на рис. 7.1.2, имеет массу ~10 000 кг. Ртуть (Hg), заполненная столбом размером 1 м х 1 м и высотой 0,760 м, имеет такую же массу, как масса воздуха столба 1 м х 1 м, простирающегося от уровня моря до всей атмосферы земли.
Столб воздуха, простирающийся от уровня моря до всей атмосферы, приложил давление, равное одной атмосфере (атм), где атм — единица измерения давления .
Одна атмосфера (атм) равна 760 миллиметрам ртутного столба (мм рт. ст.), где мм рт. ст. — еще одна единица измерения давления. Один мм рт. ст. также называется торр. Соотношение между атм, мм рт. ст. и Торр следующее. 9{2} \mathrm{~kP}=1,01325 \mathrm{~бар}=14,7 \mathrm{~psi}\номер\]
Эти отношения изменены на коэффициенты преобразования, которые позволяют преобразовать одну единицу измерения давления в другую, как показано в следующих примерах.
Пример \(\PageIndex{2}\)
Выразите 51 мм рт.ст. в a) атм и b) в Па.
Решение
Дано: Давление = 51 мм рт.ст. Требуется: давление в атм и Па
Соотношение между мм рт.ст. и атм: \(1\mathrm{~атм}=760 \mathrm{~мм рт.ст.}\номер\) 9{3} \mathrm{~Pa}\nonumber\]
Измерение давления газа
Прибор, используемый для измерения атмосферного давления, называется барометром.
Барометр, показанный на рис. 7.1.3, был изобретен Евангелистой Торричелли. Это стеклянная трубка длиной более 760 мм, закрытая с одного конца.
Стеклянная трубка наполняется ртутью и переворачивается, чтобы окунуть ее открытый конец в блюдо, содержащее слой ртути. Ртуть падает из трубки из-за своего веса, но перестает падать, когда столбик ртути достигает высоты 760 мм на уровне моря из-за атмосферного давления, выталкивающего ее обратно в трубку. Помните, что 760 мм рт. ст. = 1 атм. Выше 760 мм в трубе вакуум.
Манометр представляет собой U-образную стеклянную трубку, частично заполненную ртутью, как показано на рис. 7.1.4. Один конец U-образной трубки соединен с газовой камерой, в которой измеряется давление, а другой конец либо закрыт (с вакуумом на закрытом конце), называемом манометром с закрытым концом, либо открыт для атмосферы, называется манометром с открытым концом.
Рисунок \(\PageIndex{4}\): Манометры. Источник: изменено из Algarabia/общественное достояние.
В случае манометра с закрытым концом давление газа равно разнице высоты ртутного столба в двух плечах U-образной трубки в мм рт. ) от точки N до точки B в миллиметрах, как показано на рис. 7.1.4.
Пример \(\PageIndex{3}\)
Рассчитайте давление в атм для газа, показанного на рис. 7.1.4, в закрытом манометре, если ч = 40 мм? 9{-2} \mathrm{~atm}\nonumber\]
В случае открытого манометра давление газа равно разнице высоты ртутного столба в двух плечах U-образной трубки в мм. рт.ст. плюс внешнее атмосферное давление, выраженное в мм рт.ст.
Изменение атмосферного давления с высотой
Атмосферное давление уменьшается, а концентрация газа уменьшается с увеличением высоты, как показано на рис. 7.1.5. Концентрация кислорода в воздухе также уменьшается с увеличением высоты. Вот почему альпинисты испытывают недостаточное снабжение организма кислородом на больших высотах — это заболевание называется гипоксией.
Рисунок \(\PageIndex{5}\): Атмосферное давление уменьшается, а концентрация воздуха и кислорода в нем уменьшается с увеличением высоты.
Источник: Brendan Scott/The Conversation, CC BY-ND https://images.theconversation.com/f….png?ixlib=rb-Артериальное давление
Сердце перекачивает кровь в кровеносную систему. Когда сердце сокращается, оно оказывает давление на кровь в нем, и кровь перекачивается из сердца в кровеносную систему, как показано на рис. 7.1.6. Кровяное давление в кровеносной системе самое высокое в этот момент, и оно называется систолическое давление. Оно может находиться в пределах от 100 до 200 мм рт. Желательный диапазон систолического давления составляет от 100 до 120 мм рт. Когда сердечная мышца расслабляется, полость в сердце расширяется, и сердце наполняется большим количеством крови. Кровяное давление в системе кровообращения в этот момент минимально и называется диастолическим давлением. Диастолическое давление может колебаться в пределах от 60 до 110 мм рт. Желаемое диастолическое давление составляет менее 80 мм рт.
Рисунок \(\PageIndex{6}\): Диаграмма сердца, иллюстрирующая систолу, т.
е. откачку крови из сердца, в сравнении с диастолой, т. е. наполнение кровью сердца. Источник: BruceBlaus/CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) Устройство, используемое для измерения кровяного давления, называется сфигмометром . Он состоит из манжеты, которая надевается на плечо, насоса для накачивания воздуха в манжету и стетоскопа для прослушивания звука кровотока, как показано на рис. 7.1.7. Манжета наполняется воздухом до давления выше систолического, что приводит к прекращению кровотока через плечевую артерию в плече. Стетоскоп используется для прослушивания звука кровотока. В этот момент звука не слышно. Давление в манжете медленно снижается. Когда давление в манжете становится равным систолическому давлению, кровь начинает выбрасываться в артерию, и через стетоскоп слышен постукивающий звук. В момент, когда давление становится равным диастолическому давлению, кровь свободно течет по артерии, и постукивающий звук исчезает. Показания артериального давления представляются в виде набора из двух чисел, например, 120/80, где большее число соответствует систолическому, а меньшее — диастолическому давлению.
Кинетическая молекулярная теория газов
Физические характеристики газов можно объяснить с помощью модели, называемой кинетическая молекулярная теория газов , проиллюстрированная на рис. 7.1.8.
Рисунок \(\PageIndex{8}\): Модель газа, основанная на кинетической молекулярной теории газов. Молекулы представляют собой сферы, а хвосты, прикрепленные к молекулам, представляют собой траектории молекулярного движения. Красные хвосты представляют собой молекулы, отскакивающие от стенки, в результате чего газ оказывает давление на стенку контейнера. Источник: Becarlson/CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)Постулаты кинетической молекулярной теории газов
- Газы состоят из частиц, называемых молекулами, которые находятся далеко друг от друга.
Вследствие больших расстояний межмолекулярные силы пренебрежимо малы, и объем, занимаемый молекулами газа, пренебрежимо мал. - Молекулы газа движутся прямолинейно в случайных направлениях, пока не столкнутся с другой молекулой или стенкой сосуда.
- Столкновения упругие, т. е. полная энергия сохраняется, но молекулы меняют направление и скорость после столкновения. Это приводит к распределению молекулярных скоростей в широком диапазоне.
- Средняя кинетическая энергия молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре. Средняя кинетическая энергия молекул разных газов одинакова при одной и той же температуре.
Вследствие больших расстояний межмолекулярные силы пренебрежимо малы, и объем, занимаемый молекулами газа, пренебрежимо мал.Объяснение характеристик газов на основе кинетической молекулярной теории газов
- При воздействии на газ вакуумом молекулы газа продолжают двигаться по прямой траектории в вакууме, пока не столкнутся с границей контейнера и не отскочат назад . Это объясняет, что газы расширяются. Столкновения молекул газа со стенкой оказывают внешнее давление на стенку, и в результате реакции стенка оказывает равное внутреннее давление на газ.
- Если удалить границу, разделяющую два газа, беспорядочные молекулярные движения в конечном счете смешивают два газа, образуя гомогенную смесь, т. е. газы полностью смешиваются с другими газами.
- При повышении температуры молекулы газа движутся быстрее и чаще коллоидируют, что объясняет тот факт, что газы оказывают большее давление при нагревании и расширяются, если граница не является жесткой. Летом шины чаще лопаются из-за повышения давления из-за нагрева.
- Когда в шину заливается больше газа, давление увеличивается из-за более частых столкновений. Сжатие газа до меньшего объема имеет тот же эффект, т. Е. Молекулярные столкновения увеличиваются, увеличивая давление.
Физические характеристики газов не зависят от природы молекул газа из-за незначительных межмолекулярных взаимодействий, но зависят от четырех физических свойств, т.
е. давления, объема, температуры и количества газа. В следующих разделах описываются взаимосвязи между физическими свойствами газов.
Эта страница под названием 7.1: Характеристики газов распространяется в соответствии с лицензией Public Domain, автором, ремиксом и/или куратором которой является Мухаммад Ариф Малик.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или страница
- Автор
- Мухаммад Малик
- Лицензия
- Общественное достояние
- Теги
10.1: Характеристики газов — Химия LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 21759
Цели обучения
- Описать характеристики газа.
Три распространенные фазы (или состояния) материи — это газы, жидкости и твердые тела. Газы имеют самую низкую плотность из трех, легко сжимаются и полностью заполняют любой контейнер, в который они помещены. Газы ведут себя так, потому что их межмолекулярные силы относительно слабы, поэтому их молекулы постоянно движутся независимо от других присутствующих молекул. Твердые тела, напротив, относительно плотные, жесткие и несжимаемые, потому что их межмолекулярные силы настолько сильны, что молекулы, по существу, заперты на месте.
Состояние данного вещества сильно зависит от условий. Например, H 2 O обычно находится во всех трех состояниях: твердый лед, жидкая вода и водяной пар (его газообразная форма).
В большинстве случаев мы сталкиваемся с водой как с жидкостью, необходимой для жизни; мы пьем его, готовим на нем и купаемся в нем. Когда температура достаточно низкая, чтобы превратить жидкость в лед, мы можем кататься по ней на лыжах или коньках, упаковывать ее в снежный ком или снежный конус и даже строить из нее жилища. Водяной пар (член пар относится к газообразной форме вещества, которое является жидким или твердым при нормальных условиях, поэтому азот (N 2 ) и кислород (O 2 ) относятся к газам, но газообразная вода в атмосфере водяной пар) — это компонент воздуха, которым мы дышим, и он вырабатывается всякий раз, когда мы нагреваем воду для приготовления пищи или приготовления кофе или чая. Водяной пар при температуре выше 100°С называется паром. Пар используется для привода крупных машин, в том числе турбин, вырабатывающих электроэнергию. Свойства трех состояний воды приведены в таблице 10.1.
| Температура | Государственный | Плотность (г/см3) |
|---|---|---|
| ≤0°C | твердый (лед) | 0,9167 (при 0,0°С) |
| 0°C–100°C | жидкость (вода) | 0,9997 (при 4,0°С) |
| ≥100°C | пар (пар) | 0,005476 (при 127°С) |
Геометрическое строение и физические и химические свойства атомов, ионов и молекул обычно не зависят от их физического состояния; отдельные молекулы воды во льду, жидкой воде и паре, например, идентичны.
Напротив, макроскопические свойства вещества сильно зависят от его физического состояния, которое определяется межмолекулярными силами и условиями, такими как температура и давление.
На рисунке \(\PageIndex{2}\) показано расположение в периодической таблице тех элементов, которые обычно находятся в газообразном, жидком и твердом состояниях. За исключением водорода, элементы, встречающиеся в природе в виде газов, находятся в правой части периодической таблицы. Из них все благородные газы (группа 18) являются одноатомными газами, тогда как другие газообразные элементы представляют собой двухатомные молекулы ( H 2 , N 2 , O 2 , F 2 и Cl 2 ). ). Кислород также может образовывать второй аллотроп — высокореактивную трехатомную молекулу озона (9).0078 O 3 ), который также является газом. Напротив, бром (как Br 2 ) и ртуть (Hg) являются жидкостями при нормальных условиях (25°C и 1,0 атм, что обычно называют «комнатной температурой и давлением»)..jpg)
Галлий (Ga), который плавится при температуре всего 29,76°C, можно превратить в жидкость, просто взяв контейнер с ним в руку или оставив его в комнате без кондиционера в жаркий летний день. Все остальные элементы являются твердыми телами при нормальных условиях.
Все газообразные элементы (кроме одноатомных инертных газов) являются молекулами. В той же группе (1, 15, 16 и 17) самыми легкими элементами являются газы. Для всех газообразных веществ характерны слабые взаимодействия между составляющими их молекулами или атомами.
Объемное вещество может существовать в трех состояниях: газообразное, жидкое и твердое.
Газы имеют самую низкую плотность из трех, хорошо сжимаемы и полностью заполняют свои сосуды. Элементы, которые существуют в виде газов при комнатной температуре и давлении, сгруппированы в правой части периодической таблицы; они встречаются либо в виде одноатомных газов (благородные газы), либо в виде двухатомных молекул (некоторые галогены, N 2 , О 2 ).
10.1: Характеристики газов распространяются под лицензией CC BY-NC-SA 3.0 и были созданы, изменены и/или курированы LibreTexts.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Лицензия
- CC BY-NC-SA
- Версия лицензии
- 3,0
- Показать страницу TOC
- № на стр.
