Теплопотери при дыхании различными смесями

Сообщение

Dynych · Добавлено: 18-02-2007 18:27

Максим Васильев писал(а):И у Орлова много спорных заявлений, например о более быстрой гипотермии при дыхании с гелиевыми смесями, что не является верным....

А почему? Теплоемкость и теплопроводность гелия выше чем у воздуха.

Максим Васильев · Добавлено: 18-02-2007 19:11

Dynych писал(а): А почему? Теплоемкость и теплопроводность гелия выше чем у воздуха.

Теплопроводность да, теплоёмкость нет, затраты энергии на подогрев воздуха - больше, чем затраты на подогрев гелия, оба газа подогреваются в лёгких до 37 градусов

Dynych · Добавлено: 18-02-2007 20:59

Максим Васильев писал(а):Теплопроводность да, теплоёмкость нет, затраты энергии на подогрев воздуха - больше, чем затраты на подогрев гелия, оба газа подогреваются в лёгких до 37 градусов

А можно какие-нибудь ссылки на источники таких выводов?
У меня такие данные: телоемкость гелия - 5,232 кДж/(кг * град. С), воздуха - 1,005 кДж/(кг * град. С).

Александр Першанин · Добавлено: 18-02-2007 21:29

Dynych писал(а):А можно какие-нибудь ссылки на источники таких выводов?
У меня такие данные: телоемкость гелия - 5,232 кДж/(кг * град. С), воздуха - 1,005 кДж/(кг * град. С).

Это приведённые к одинаковой массе, а не объёму значения.

Молярная масса воздуха = 29г/моль
Молярная масса гелия = 4г/моль

Примерно в семь с половиной раз масса гелия в 1 куб.метре меньше чем масса воздуха в том же объёме. А теплоёмкость (по приведённым тобой цифрам - я их не проверял) разнИца примерно в пять раз.

Ну и?

ЗЫ. http://fiz.1september.ru/2006/01/09.htm - сюда ходим, задачи решаем и офигеваем от того сколько уже всего забыто за долгую жизнь

ВиТим · Добавлено: 18-02-2007 21:48

Александр Першанин писал(а):

ЗЫ. http://fiz.1september.ru/2006/01/09.htm - сюда ходим, задачи решаем и офигеваем от того сколько уже всего забыто за долгую жизнь

Саша, я уже офигел...

А по поводу того, что гелий "холодный" газ, в водолазной литературе встречается часто.

Например:
Далее, оказалось, что из-за высокой теплопроводности гелия при погружениях с гелио-кислородными смесями водолазы быстро мерзнут, и в костюм подводника пришлось вводить поддевку с электрическим подогревом.

ЛИТЕРАТУРА

Максименко В.П. и др. Водолазное дело. М., 1971

На курсах CMAS **, изучая различные смеси, про гелий мне было сказано то же самое.

Владимир Псуненко · Добавлено: 18-02-2007 21:54

Dynych писал(а):
Максим Васильев писал(а):Теплопроводность да, теплоёмкость нет, затраты энергии на подогрев воздуха - больше, чем затраты на подогрев гелия, оба газа подогреваются в лёгких до 37 градусов
А можно какие-нибудь ссылки на источники таких выводов?
У меня такие данные: телоемкость гелия - 5,232 кДж/(кг * град. С), воздуха - 1,005 кДж/(кг * град. С).

Теплоемкость:

А за счет меньшей в семь с четвертью раз плотности, при том-же давлении (меньшей массы, которую необходимо нагреть), получается, что расход энергии на нагрев будет ниже.
Но есть еще один нюанс - гелий имеет лучшую проникающую способность и за счет нее расход тепла в итоге может быть выше. http://www.mediflex.ru/kislorodgely/
А вот и подтверждение: http://www.klju4i.ru/zhem4ug/mendeleev.files/HE.HTM Вообще интересная статья о гелии, последний абзац посвящен, в том числе, проблеме теплообмена. Получается, что гелиоксом дышать "холоднее".

Владимир Псуненко · Добавлено: 18-02-2007 22:00

Вот еще выкладки по этой теме http://chemistry.narod.ru/tablici/Elementi/HE/HE.HTM

Вот только при чем тут рекомпрессия?

pistol · Добавлено: 18-02-2007 22:23

может, заодно объясните, почему я на найтроксе мерзну?

Dynych · Добавлено: 18-02-2007 23:41

Александр Першанин писал(а): Примерно в семь с половиной раз масса гелия в 1 куб.метре меньше чем масса воздуха в том же объёме. А теплоёмкость (по приведённым тобой цифрам - я их не проверял) разнИца примерно в пять раз.

Ну да, все правильно.

Тем более, уже обсуждалось: Охлаждение тела при дыхании гелием

Максим Васильев · Добавлено: 19-02-2007 00:17

На самом деле, уже и опыты ставились, энергопотери при дыхании гелиоксом и тримиксом меньше чем с воздухом, это факт!
Большая проникательная способность гелия, значимой роли не играет, мы используем постоянный обьём газа при дыхании,если лёгкие при аспирации, принимают 3л, это будет как с воздухом, так и с тримиксом (или нормальная аспирация 3л а вдохнул 5?

)

Сэнсэй · Добавлено: 20-02-2007 13:50

Действительно: энергопотери напрямую связаны не только с потерей тепла но и с сопротивлением дыханию за счет изменения... вязкости! Вот пример: у смеси 25/57/18 - далее всегда Г-А-К - вязкость будет 2,667 едениц а у воздуха - 3,012. Значить траймиксом дышать легче. Что до потери тепла через респирацию - теплоемкость пропорциональна плотности - у смесей на Г плотность меньше и следовательлно теплопотеря тоже. Что касается газа в прослойке СК - Г не лучший выбор так как его маленькие по размеру молекулы увеличивают конвекцию и приводят к гипотермии быстрее чем "болшие" газы - например А. Поэтому отдельныйое снабжение СК балоном с Аргоном - норма в "холодных" условиях. Такие дела.

Максим Васильев · Добавлено: 20-02-2007 20:05

Сэнсэй писал(а): Что касается газа в прослойке СК - Г не лучший выбор так как его маленькие по размеру молекулы увеличивают конвекцию и приводят к гипотермии быстрее чем "болшие" газы - например А. Поэтому отдельныйое снабжение СК балоном с Аргоном - норма в "холодных" условиях. Такие дела.

Конвенкция тут особой роли не играет, зато играет кондукция, т.е. передача энергии от молекулы к молекуле

Александр Першанин · Добавлено: 20-02-2007 22:51

Тоска

Такой форум был весёлый, и на тебе: формулы, слова умные и т.п.

pistol · Добавлено: 21-02-2007 00:52

а про найтрокс-то, про найтрокс когда ответите?

Crazzzy · Добавлено: 21-02-2007 01:16

Максим Васильев писал(а):
Конвенкция тут особой роли не играет, зато играет кондукция, т.е. передача энергии от молекулы к молекуле

Я бы сказал вообще не играет. Вот что здесь первично, так это теплоотдача от тушки в газовую среду, и затем теплопередача в среде.

Максим Васильев · Добавлено: 21-02-2007 01:18

Crazzzy писал(а):
Максим Васильев писал(а):
Конвенкция тут особой роли не играет, зато играет кондукция, т.е. передача энергии от молекулы к молекуле
Я бы сказал вообще не играет. Вот что здесь первично, так это теплоотдача от тушки в газовую среду, и затем теплопередача в среде.

Это и есть кондукция!

Crazzzy · Добавлено: 21-02-2007 10:20

2 Макс Васильев:
В теплопередаче принято разделять теплопередачу от среды к среде (теплоотдачу) и в среде (теплопередачу). Процессы удут по разному.

Сэнсэй · Добавлено: 21-02-2007 10:49

Народ ! Вот это уже слишком... Где у меня написано, что конвекция - основная причина ? Дело в том, что ИЗНАЧАЛЬНО теплоемкость и теплопередача были основными факторами. И это даже можно не повторять: это проходиться в азах. Но вот странная на первый взгляд,вещ: тот фактор который не важен в случае с большими газами оказывается немного более, а порой гораздо более значимым в случае с гелием. Об этом была реч. Надеюсь вам знакомо понятием модификатора ? Так вот: каждый из модификатороф, сам по-себе невелик, а вот сумма их приводит к значительным изменениям режимов погружения. Кроме того свойства гелия связанные с размером молекулы настолько велики, что он теряется через изоляторы в значительном количестве. Что касается мембранных изоляторов - там этот процесс тем более ощутим, а ведь об этом пути потери энергии вообще не упоминается. Факт: совокупность таких фактоов, о которых в обычной практике не упоминается в виду их малой значимости, в случае с гелием дает увеличение эффекта. Или нет ?

Crazzzy · Добавлено: 21-02-2007 11:19

Сэнсэй писал(а): . Что касается газа в прослойке СК - Г не лучший выбор так как его маленькие по размеру молекулы увеличивают конвекцию .

Старайтесь использовать термины к месту, и всё будет хорошо

Сэнсэй писал(а): Надеюсь вам знакомо понятием модификатора ? .

"Мы университетов не кончали" (C М. Булгаков). Но хотели бы уточнить, что именно Вы имеете в виду? Если модификаторы из области материаловедения, то пример не удачен. Модификаторы вводятся в сплавы очень малых долях, единицы или доли процентов, но при этом кардинально меняют характеристики материала.
Для рассмотрения вопроса теплообмена дайвера со средой и без модификаторов всё ясно. Взяли другую смесь, с другим составом (гелия то в ней минимум 30%) поэтому и получаем иную картину, т.е.
увеличение теплоотдачи.

Но вот странная на первый взгляд,вещ: тот фактор который не важен в случае с большими газами оказывается немного более, а порой гораздо более значимым в случае с гелием.

Какой фактор? Теплопроводность и тепоёмкость? Они не столь значимы в случае с воздухом и аргоном только потому, что теплопотери при использовании этих газов меньше.

Максим Васильев · Добавлено: 21-02-2007 12:33

Crazzzy писал(а):2 Макс Васильев:
В теплопередаче принято разделять теплопередачу от среды к среде (теплоотдачу) и в среде (теплопередачу). Процессы удут по разному.

Eсть электромагнитное излучение тепла телом, оно не столь важно, теплопотери не очень большие будут, кондукция-передача энергии от тела к молекулам газа и затем от молекул к молекулам и конвекция - "смыв" нагретого слоя... Вроде так.... или я напутал чего?

Во чего нарыл:

Теплопроводность - (кондукция) это один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. При теплопроводности перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией.

Ярким примером процесса теплопроводности является перенос теплоты из нагретых помещений дома через его наружные стены. При этом, чем толще стена, тем слабее будет перенос теплоты. Интенсивность переноса теплоты также сильно зависит от материала стены. Различные материалы по-разному передают теплоту.

Часто теплопроводностью также называют свойство материала передавать теплоту через свою толщу от одной поверхности к другой, если эти поверхности имеют разную температуру. Некоторые материалы, такие как метал, стекло, бетон, имеют высокую удельную теплопроводность. Это означает, что теплота легко проходит через них. Такие материалы, как дерево, пластик и воздух, имеют низкую способность к передаче теплоты. Вы можете сравнить теплопроводность различных материалов на собственном опыте, если опустите в горячий чай металлическую чайную ложку и деревянную палочку и потрогаете их. Воздух является одним из материалов с самой низкой удельной теплопроводностью, при условии, если он неподвижен.

онвекция - это перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества. Естественная конвекция возникает при неравномерном нагреве (нагреве снизу) текучих или сыпучих веществ, находящихся в поле силы тяжести. Вещество, нагретое сильнее, имеет меньшую плотность и под действием архимедовой Ярким примером процесса конвекции является его циркуляция в комнатесилы перемещается вверх. При стационарном подводе теплоты к веществу в нём возникают стационарные конвекционные потоки, переносящие теплоту от более нагретых слоев к менее нагретым.

Ярким примером процесса конвекции является его циркуляция в комнате при подводе теплоты радиаторами центрального отопления. При нагревании воздух расширяется, становится легче и поднимается вверх. А холодный и тяжелый воздух (охлажденный стенами или окнами) опускается вниз, что полностью завершает конвекционный круг циркуляции воздуха. Аналогичные ситуации наблюдаются между двойными оконными рамами или в схожих воздушных промежутках, где воздух имеет возможность свободно циркулировать. В результате конвекции воздух перемешивается, а теплота передается от нагретых тел (радиатора или внутреннего стекла оконной рамы) холодным телам (стенам или наружному стеклу оконной рамы).

Лучистый теплообмен (радиационный теплообмен) осуществляется в результате процессов превращения Лучистый теплообмен осуществляется в результате превращения внутренней энергии в излучениевнутренней энергии тела в энергию излучения, переноса энергии излучения и её поглощения другим телом. Чем горячее тело, тем больше его тепловое излучение. Существенное отличие лучистого теплообмена от других видов теплообмена (теплопроводности и конвективного теплообмена) заключается в том, что он может протекать и при отсутствии вещества между поверхностями теплообмена, так как осуществляется в результате распространения электро-магнитного излучения.

Вся энергия, которую получает Земля от Солнца, доносится до Земли электромагнитными волнами, которые проходят сквозь космос. На Земле сохраняется постоянный тепловой баланс, так как Земля излучает то же количество теплоты, которое получает извне. При увеличении концентрации углекислого газа в атмосфере в результате человеческой деятельности усиливается так называемый парниковый эффект, при котором часть теплового излучение Земли возвращается обратно. Таким образом, этот эффект препятствует потери тепла Землей.

Температура Земли будет возрастать, пока увеличивающееся при этом тепловое излучение не будет уносить прежнее количество энергии, и не восстановится тепловой баланс Земли.

Гыгы