答:空氣經壓縮后溫度會升高。為了降低壓縮能耗,要盡量減小溫升。通常用中間冷卻器將空氣進行冷卻,溫度降低后再進一步壓縮。通??諝饨浝鋮s,溫度從150℃左右降到40~50℃,而冷卻水吸熱后溫度只升高10℃左右。這是因為:
首先,對于相同質量(1kg)的不同物質,溫度變化1℃所吸收(或放出)的熱量是不同的。這叫做物質的“比熱容”不同。水的質量比熱容約為空氣的4倍,因此,水的溫升就要小得多。常見的一些物質的比熱容如表6所示。
表6部分物質的比熱容kJ/(kg·℃)
物質名稱 |
比熱容/kJ·(kg·℃)-1 |
物質名稱 |
比熱容 /kJ·(kg·℃)-1 |
物質名稱 |
比熱容 /kJ·(kg·℃)-1 |
銅 鐵 鋁 玻璃 混凝土 |
0.377 0.461 0.879 0.628~0.837 1.130 |
水 冰 礦渣棉 碳酸鎂 珠光砂 |
4.187 2.093 1.884 1.005 0.670 |
油 液氧 空氣(定壓下) 氧氣(定壓下) 氮氣(定壓下) |
1.674 1.674 1.005 0.913 1.047 |
其次,溫度變化的大小還與物質數量(流量)有關。同樣的熱量,物質的數量多,則溫度變化就小。物質的比熱容C與數量M的乘積稱為“熱容”。在中間冷卻器中,空氣放出的熱量Q1等于冷卻水吸收的熱量Q2。即
Q1=Q2=M1c1(t′1-t″1)=M2c2(t″2-t′2)
由于冷卻水的熱容M2c2比空氣的熱容M1c1要大得多,所以,水的溫升(t″2-t′2)比空氣的溫降(t′1-t″1)要小得多。