Живя в частном доме, для экономии электроэнергии, перешёл на отопление пиролизным котлом на древесине. Результат на глаза: за один отопительный сезон котёл окупил себя на 42 %. Однако тут же столкнулся с проблемой расчёта дров. На один отопительный сезон мне необходимо было 5 плотных кубометров дров. Неправильно посчитав, забрал дрова и в разгар зимы был вынужден заказывать дополнительную партию по более высокой цене, так как реальный объём не соответствует. Поэтому делюсь своим опытом, как разобраться и понять, сколько это 5 кубов дров.
Источник ytimg.com
Сколько весит 1 метр кубический стали?
| Вес куба металлов, кг | |
| Алюминий | 2689 |
| Латунь | 8200-8800 |
| Бронза | 7500-9100 |
| Сталь | 7700-7900 |
Интересные материалы:
Как смягчить задник на кожаной обуви? Как смягчить жесткое полотенце? Как смонтировать образ в виртуальный привод? Как смотреть VR видео HTC Vive? Как смыть акриловую краску с мебели? Как смыть акриловую краску с натяжных потолков? Как смыть клей от этикетки? Как смыть клей с пальцев? Как смыть краску с бровей после ламинирования? Как смыть краску с деревянной поверхности?
Таблица плотности газа
Таблица плотностей сжиженной пропан-бутановой смеси (в т/м³) в зависимости от ее состава и температуры
| Соотношение Пропан/ Бутан T, °C | −25 | −20 | −15 | −10 | −5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 100/0 | 0,559 | 0,553 | 0,548 | 0,542 | 0,535 | 0,528 | 0,521 | 0,514 | 0,507 | 0,499 | 0,490 |
| 90/10 | 0,565 | 0,559 | 0,554 | 0,548 | 0,542 | 0,535 | 0,528 | 0,521 | 0,514 | 0,506 | 0,498 |
| 80/20 | 0,571 | 0,565 | 0,561 | 0,555 | 0,548 | 0,541 | 0,535 | 0,528 | 0,521 | 0,514 | 0,505 |
| 70/30 | 0,577 | 0,572 | 0,567 | 0,561 | 0,555 | 0,548 | 0,542 | 0,535 | 0,529 | 0,521 | 0,513 |
| 60/40 | 0,583 | 0,577 | 0,572 | 0,567 | 0,561 | 0,555 | 0,549 | 0,542 | 0,536 | 0,529 | 0,521 |
| 50/50 | 0,589 | 0,584 | 0,579 | 0,574 | 0,568 | 0,564 | 0,556 | 0,549 | 0,543 | 0,536 | 0,529 |
| 40/60 | 0,595 | 0,590 | 0,586 | 0,579 | 0,575 | 0,568 | 0,562 | 0,555 | 0,550 | 0,543 | 0,536 |
| 30/70 | 0,601 | 0,596 | 0,592 | 0,586 | 0,581 | 0,575 | 0,569 | 0,562 | 0,557 | 0,551 | 0,544 |
| 20/80 | 0,607 | 0,603 | 0,598 | 0,592 | 0,588 | 0,582 | 0,576 | 0,569 | 0,565 | 0,558 | 0,552 |
| 10/90 | 0,613 | 0,609 | 0,605 | 0,599 | 0,594 | 0,588 | 0,583 | 0,576 | 0,572 | 0,566 | 0,559 |
| 0/100 | 0,619 | 0,615 | 0,611 | 0,605 | 0,601 | 0,595 | 0,590 | 0,583 | 0,579 | 0,573 | 0,567 |
Отличительные особенности сжиженных газов:
- высокая упругость паров;
- не имеют запаха. Для своевременного выявления утечек сжиженным газам придают специфический запах — производят одоризацию этилмер-каптаном (C2H5SH);
- невысокие температуры и пределы воспламеняемости. Температура воспламенения бутана — 430°C, пропана — 504°C. Нижний предел воспламеняемости пропана — 2,3%, бутана — 1,9%;
- пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха. В случае утечки сжиженный газ может скапливаться в колодцах или подвалах. Запрещается устанавливать оборудование, работающее на сжиженном газе, в помещениях подвального типа;
- переход в жидкую фазу при увеличении давления или уменьшении температуры;
- высокая теплотворная способность. Для сжигания СУГ необходимо большое количество воздуха (для сжигания 1 м³ газовой фазы пропана необходимо 24 м³ воздуха, а бутана — 31 м³ воздуха);
- большой коэффициент объемного расширения жидкой фазы (коэффициент объемного расширения жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды). Баллоны и резервуары заполняются не более чем на 85% геометрического объема. Заполнение более чем на 85% может привести к их разрыву, последующему быстрому истечению и испарению газа, а также воспламенению смеси с воздухом;
- в результате испарения 1 кг жидкой фазы СУГ при н. у. получается 450 литров паровой фазы. Другими словами, 1 м³ паровой фазы пропан-бутановой смеси имеет массу 2,2 кг;
- при сгорании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется около 11,5 кВт×ч тепловой энергии;
- сжиженный газ интенсивно испаряется и, попадая на кожу человека, вызывает обморожение.
Пример:
Плотность пропан-бутановой смеси состава 60% пропан, 40% бутан при температуре окружающей среды -20°C составит 0,577 т/м3 либо 577 кг/м3
Плотность воздуха
Горячий воздух внутри этого воздушного шара имеет меньшую плотность, чем плотность окружающего воздуха. Это позволяет шару подняться в воздух и лететь. Руины древнего города Теотиуакан индейцев Майя, Мексика.
Также как и в случае с водой, тела с плотностью ниже плотности воздуха обладают положительной плавучестью, то есть взлетают. Хороший пример такого вещества — гелий. Его плотность равна 0,000178 г/см³, в то время как плотность воздуха приблизительно равна 0,001293 г/см³. Можно увидеть, как гелий взлетает в воздухе, если наполнить им воздушный шарик.
Плотность воздуха уменьшается по мере того, как увеличивается его температура. Это свойство горячего воздуха используют в воздушных шарах. Шар на фотографии в древнем городе Теотиуокан индейцев Майя в Мексике наполнен горячим воздухом, имеющим плотность меньше, чем плотность окружающего холодного утреннего воздуха. Именно поэтому шар летит на достаточно большой высоте. Пока шар пролетает над пирамидами, воздух в нем остывает, и его снова нагревают с помощью газовой горелки.
Что такое метр кубический
Метр кубический – это единица измерения объёма, если объяснять простыми словами, это то сколько вещества поместиться в куб шириной, длинной и высотой по 1 метру. Чтобы понять сколько это 1 кубометр дров, представьте себе ящик, который в длину, ширину и высоту по 1 метру, полностью забитый без пропусков древесиной – это идеальный кубометр дров в реальном объёме дров.
Источник infradom.ru
Измеряем метр кубический
Начнём с того, что существует целых три вида объёма дров:
- навальный
- складочный
- реальный (с ним мы уже разобрались – сплошная древесина без пустых промежутков)
Если объяснять простыми словами что такое навальный и складочный объём, то условно продавец привёз вам дров либо беспорядочно раскиданных (навальный) в кузове, либо аккуратно сложенных (складочный).
Почти все продавцы древесины, говоря о продаже 5 кубометров дров, имеют в виду 5 кубических метров дров в навальном объёме, что далеко от реального объёма.
Итак, чтобы рассчитать кубатуру дров, необходимо посчитать складочный (объём древесины, если её сложить). А чтобы это сделать сначала измерим объём кузова автомобиля, в котором и привезли древесину: меряем ширину, длину и высоту кузова, после перемножаем.
Давайте определим объём дров для кузова ЗиЛ-130-554, который достаточно часто используется для перевозки дров.
Источник kolyan22rus.myjino.ru
Объём кузова составляет почти 5,5 метров кубических (3,752 м. – длина, 2,5 м. – ширина, 0,575 м. – высота; 3,752 * 2,5 * 0,575 = 5,4 м³), а с горкой, как на фото, можно смело считать все 6 кубометров.
Далее необходимо полученный объём кузова помножить на коэффициент, который зависит от самой древесины и длины дров или поленьев. Почти все продавцы древесины в своей работе используют среднестатистический показатель – 0,7 (если дрова не колотые, то используют средний коэффициент 0,6, так, как при укладке в чурках или поленьях снижается плотность и, соответственно, сам объём).
То бишь, условно, если вы заказали 5 кубов дров, и их привезли в навальном объёме кузова, то, когда вы их сложите, они займут всего 3,5 метра кубических (5 м³ * 0,7 = 3,5 м³).
А, чтобы посчитать реальный объём древесины, вам необходимо умножить полученный складчатый объём на коэффициент для перевода складчатой меры в плотную, тут нужно посчитать длину дров (поленьев).
Возьмём всё те же 5 кубометров дров в навальном объёме, что вы условно заказали. Их складочный объём 3,5 метра кубических, а длина дров в среднем 30-40 сантиметров, коэффициент для таких дров по ГОСТ-у составляет 0,74. Умножаем 3,5 м³ * 0,74 и получаем почти 2,6 метра кубических.
Все коэффициенты и дополнительная информация указаны в ГОСТ-е 3243-88.
Источник cntd.ru
То есть из купленных вами 5 кубометров древесины в реальном объёме будет лишь 2,6 м³. Хорошая новость в том, что это всё учитывается в ценах – куб массива древесины будет в 2-2,5 раза дороже, чем куб круглого леса.
Для тех, кто не желает всё это считать сам, на многих сайтах по продаже дров имеются онлайн калькуляторы для измерения кубатуры колотых дров, найти их не составит труда.
Плотность и масса
В самолетах часто используют композиционные материалы вместо чистых металлов, так как в отличие от металлов, такие материалы имеют высокую упругость при малом весе. Воздушные винты этого самолета Bombardier Q400 изготовлены полностью из композиционных материалов.
В некоторых отраслях, например в авиации, необходимо использовать как можно более легкие материалы. Так как материалы низкой плотности также имеют низкую массу, в таких ситуациях стараются использовать материалы с наименьшей плотностью. Так, например, плотность алюминия всего 2,7 г/см³, в то время как плотность стали равна от 7,75 до 8,05 г/см³. Именно благодаря низкой плотности в 80% корпуса самолетов используют алюминий и его сплавы. Конечно, при этом стоит не забывать о прочности — сегодня мало кто делает самолеты из дерева, кожи, и других легких но малопрочных материалов.
В самолетах часто используют композиционные материалы вместо чистых металлов, так как в отличие от металлов, такие материалы имеют высокую упругость при малом весе. Воздушные винты этого самолета Bombardier Q400 изготовлены полностью из композиционных материалов.
Художественное изображение черной дыры, выполненное Американским ведомством НАСА.
Плотность воды
Если плотность материала, из которого сделан предмет, больше плотности воды, то он полностью погружается в воду. Материалы с плотностью, меньшей, чем у воды, наоборот всплывают на поверхность. Хороший пример — лед с меньшей плотностью, чем вода, всплывающий в стакане на поверхность воды и других напитков, состоящих по большей части из воды. Мы часто используем это свойство веществ в повседневной жизни. Например, при конструировании корпусов судов используют материалы с плотностью выше плотности воды. Поскольку материалы с плотностью выше, чем плотность воды, тонут, в корпусе судна всегда создаются наполненные воздухом полости, так как плотность воздуха намного ниже плотности воды. С другой стороны, иногда необходимо, чтобы предмет тонул в воде — для этого выбирают материалы с большей плотностью, чем у воды. Например, чтобы погрузить на достаточную глубину легкую наживку во время рыбалки, рыболовы привязывают к леске грузило из материалов, имеющих высокую плотность, например свинца.
Плотность жира ниже плотности воды, поэтому его легко удалять с поверхности супов, особенно охлажденных в холодильнике до температуры затвердевания жира. Удобно их удалять и с заливных, и холодца, как на фотографии. Фотография опубликована с разрешения автора.
Масло, жир и нефть остаются на поверхности воды, так как их плотность ниже плотности воды. Благодаря этому свойству, пролитую в океане нефть намного легче убирать. Если бы она смешивалась с водой или опускалась на морское дно, она наносила бы еще больший урон морской экосистеме. В кулинарии также используют это свойство, но не нефти, конечно, а жира. Например, очень легко удалить лишний жир из супа, так как он всплывает на поверхность. Если суп охладить в холодильнике, то жир застывает, и его еще легче убрать с поверхности ложкой, шумовкой, или даже вилкой. Таким же способом его удаляют с холодца и заливного. Это уменьшает калорийность и содержание холестерина в продукте.
Информацию о плотности жидкостей используют и во время приготовления напитков. Многослойные коктейли делают из жидкостей разной плотности. Обычно жидкости с меньшей плотностью аккуратно наливают на жидкости более высокой плотности. Можно также использовать стеклянную палочку для коктейля или барную ложку и медленно наливать по ним жидкость. Если не спешить и делать все аккуратно, то получится красивый многослойный напиток. Этот способ можно также использовать с желе или заливными блюдами, хотя, если позволяет время, проще охладить каждый слой отдельно, наливая новый слой только после того, как нижний слой затвердел.
Помидор черри плавает на границе между соленой водой внизу, окрашенной в розовый цвет, и пресной водой с меньшей плотностью вверху. Плотность помидора больше плотности чистой воды и меньше плотности соленой, поэтому он и оказался посредине.
В некоторых случаях меньшая плотность жира, наоборот, мешает. Продукты с высоким содержанием жира часто плохо смешиваются с водой и образуют отдельный слой, ухудшая этим не только вид, но и вкус продукта. Например, в холодных десертах и фруктовых коктейлях жирные молочные продукты иногда отделяются от нежирных, таких как вода, лед и фрукты.
Плотность соленой воды
Помидор черри плавает на границе между соленой водой внизу, окрашенной в розовый цвет, и пресной водой с меньшей плотностью вверху. Плотность помидора больше плотности чистой воды и меньше плотности соленой, поэтому он и оказался посредине.
Плотность воды зависит от содержания в ней примесей. В природе и в быту редко встречается чистая вода H2O без примесей — чаще всего в ней содержатся соли. Хороший пример — морская вода. Ее плотность выше, чем у пресной, поэтому пресная вода обычно «плавает» на поверхности соленой воды. Конечно, увидеть это явление в обычных условиях сложно, но если пресная вода заключена в оболочку, например в резиновый шар, то это хорошо видно, так как этот шар всплывает на поверхность. Наше тело — тоже своего рода оболочка, наполненная пресной водой. Мы состоим из воды от 45% до 75% — этот процент уменьшается с возрастом и с увеличением веса и количества жира в организме. Содержание жира не менее 5% от массы тела. У здоровых людей в организме до 10% жира, если они много занимаются спортом, до 20%, если у них нормальный вес, и от 25% и выше, если они страдают ожирением.
Если мы попробуем не плыть, а просто держаться на поверхности воды, то заметим, что в соленой воде это делать проще, так как ее плотность выше плотности пресной воды и жира, содержащегося в нашем теле. Концентрация соли в Мертвом море в 7 раз превышает среднюю концентрацию соли в океанах мира, и оно известно по всему миру тем, что люди могут легко держаться на поверхности воды и не тонуть. Хотя, думать, что погибнуть в этом море невозможно — ошибочно. На самом деле каждый год в этом море погибают люди. Высокое содержание соли делает воду опасной, если она попадает в рот, нос, и в глаза. Если наглотаться такой воды, то можно получить химический ожог — в тяжелых случаях таких неудачливых пловцов госпитализируют.
Вычисление плотности
Часто плотность веществ указывают для стандартных условий, то есть для температуры 0 °C и давления 100 кПа. В учебных и справочных пособиях обычно можно найти такую плотность для веществ, часто встречающихся в природе. Некоторые примеры приведены в таблице ниже. В некоторых случаях таблицы недостаточно и плотность необходимо вычислить вручную. В этом случае массу делят на объем тела. Массу легко найти с помощью весов. Чтобы узнать объем тела стандартной геометрической формы, можно использовать формулы для вычисления объема. Объем жидкостей и сыпучих веществ можно найти, наполнив веществом измерительную чашку. Для более сложных вычислений используют метод вытеснения жидкости.
Метод вытеснения жидкости
Для вычисления объема таким способом, сначала наливают определенное количество воды в мерный сосуд и помещают до полного погружения тело, объем которого необходимо вычислить. Объем тела равен разности объема воды без тела, и с ним. Считается, что это правило вывел Архимед. Измерить объем таким способом можно только в том случае, если тело не поглощает воду и не портится от воды. Например, мы не станем измерять методом вытеснения жидкости объем фотоаппарата или изделий из ткани.
Неизвестно, насколько эта легенда отражает реальные события, но считается, что царь Гиерон II дал Архимеду задание определить, сделана ли его корона из чистого золота. Царь подозревал, что его ювелир украл часть золота, выделенного на корону, и вместо этого сделал корону из более дешевого сплава. Архимед мог легко определить этот объем, расплавив корону, но царь приказал ему найти способ сделать это, не повредив короны. Считается, что Архимед нашел решение этой задачи, когда принимал ванну. Погрузившись в воду он заметил, что его тело вытеснило определенное количество воды, и понял, что объем вытесненной воды равен объему тела в воде.
Полые тела
Некоторые природные и искусственные материалы состоят из полых внутри частиц, или из частиц настолько маленьких, что эти вещества ведут себя как жидкости. Во втором случае, между частицами остается пустое место, заполненное воздухом, жидкостью, или другим веществом. Иногда это место оставаться пустым, то есть оно заполнено вакуумом. Пример таких веществ — песок, соль, зерно, снег и гравий. Объем таких материалов можно определить, измерив общий объем и вычтя из него определенный геометрическими вычислениями объем пустот. Этот способ удобен, если форма частиц более-менее однородна.
Для некоторых материалов количество пустого места зависит от того, насколько плотно утрамбованы частицы. Это усложняет вычисления, так как не всегда легко определить, сколько пустого места между частицами.
Таблица плотностей часто встречающихся в природе веществ
| Вещество | Плотность, г/см³ |
| Жидкости | |
| Вода при температуре 20 °C | 0,998 |
| Вода при температуре 4 °C | 1,000 |
| Бензин | 0,700 |
| Молоко | 1,03 |
| Ртуть | 13,6 |
| Твердые вещества | |
| Лед при температуре 0°C | 0,917 |
| Магний | 1,738 |
| Алюминий | 2,7 |
| Железо | 7,874 |
| Медь | 8,96 |
| Свинец | 11,34 |
| Уран | 19,10 |
| Золото | 19,30 |
| Платина | 21,45 |
| Осмий | 22,59 |
| Газы при нормальных температуре и давлении | |
| Водород | 0,00009 |
| Гелий | 0,00018 |
| Монооксид углерода | 0,00125 |
| Азот | 0,001251 |
| Воздух | 0,001293 |
| Углекислый газ | 0,001977 |
