Сегодня поменял зимнюю резину. Я оцениваю температуру хранения около +10 градусов по Цельсию. Ожидается, что средняя рабочая температура составит около -5 градусов по Цельсию.
Я измерил давление в шинах с помощью точного механического манометра. Все четыре шины имели давление 2,48 бар. Однако это давление при температуре хранения, а не давление при ожидаемой рабочей температуре.
У меня вопрос: как зависит давление в шинах от температуры?
В физике есть закон, закон идеального газа: pV = nRT . Здесь p — давление, V — объем, n — количество идеального газа в молях, R — постоянная идеального газа, а T — температура.
Однако, чтобы применить этот закон, нужно использовать абсолютную температуру (или любую пропорциональную ей величину), т.е. кельвины, а не температуру, которая может быть как положительной, так и отрицательной (например, по Цельсию или по Фаренгейту).
Вы также должны отметить, что p - это общее давление, а не показания датчика давления в шинах. Итак, если датчик давления в шинах показывает 2,48 бар, общее давление на самом деле составляет 3,48 бар, потому что датчик давления в шинах измеряет (или, по крайней мере, показывает) разницу давлений, а не абсолютное давление!
Итак, ответ заключается в том, что давление при -5 градусах Цельсия равно (2,48 + 1) * (273,15 - 5) / (273,15 + 10) - 1 = 3,2956 - 1 = 2,2956 (а единицей измерения является бар).
При использовании градусов по Фаренгейту 273,15 необходимо заменить на 459,67. Итак, -5 градусов по Цельсию — это 23 градуса по Фаренгейту, а 10 градусов по Цельсию — это 50 градусов по Фаренгейту. Таким образом, результат равен (2,48 + 1) * (459,67 + 23) / (459,67 + 50) - 1 = 2,2956 (единица измерения — бар). Итак, мы получаем тот же результат.
Если вместо бара используется PSI, вам нужно заменить 1 на 14,5. Итак, 2,48 бар — это 35,97 фунтов на квадратный дюйм, а формула (35,97 + 14,5) * (273,15 — 5) / (273,15 + 10) — 14,5 = 33,30 или (35,97 + 14,5) * (459,67 + 23) / (459,67 + 50). ) - 14,5 = 33,30 (теперь единицей измерения является PSI).
33,30 фунтов на квадратный дюйм — это 2,296 бар, поэтому мы получаем то же значение (без небольшой ошибки округления).
Таким образом, разница температур хранения и рабочих температур может быть учтена в давлении в шинах.
Кстати, давление было правильным. Производитель автомобиля указал 2,3 бар спереди и сзади, и именно такое давление будет в шинах, когда они остынут до -5 градусов по Цельсию.