|
Термическое уравнение состояния рабочего телаНаиболее естественным является такое состояние газа, при котором удельный объем, давление и температура, а вместе с ними и все остальные параметры, имеют одинаковое значение во всех точках объема, занимаемого газом. Такое термодинамическое состояние газа называется равновесным. Всякий реальный процесс перехода газа из одного состояния в другое неизбежно связан с нарушением термодинамического равновесия, и каждое из промежуточных состояний его является неравновесным. Каждое из промежуточных состояний газа характеризуется конкретными значениями параметров p,
которое называется термическим уравнением состояния. Работа изменения объема рабочего тела. Всякое изменение объема газа сопровождается совершением работы. При расширении газ совершает работу против внешних сил, при сжатии внешние силы совершают работу над газом. Элементарная работа газа на участке a - b:
где F – площадь поршня и, следовательно, pF – сила, действующая на поршень. С другой стороны,
Суммарная работа, совершаемая газом в процессе 1–2, составит: Работа является функцией процесса и при одинаковых начальных и конечных состояниях газа может быть различной в зависимости от того, по какому пути совершается этот процесс. Отсюда вытекает, что работа не является функцией состояния. Если по завершении процесса в двигателе поршень возвращается в исходное положение, а газ – в исходное состояние, то в цилиндре осуществляется термодинамический цикл, изображаемый в
Уравнение состояния идеальных газов Основное уравнение кинетической теории газов:
где р – давление газа; n – число молекул; m – масса молекул; w – средняя скорость молекул. Число молекул в одном килограмме газа z, тогда:
Для двух произвольных состояний газа:
а затем: Очевидно, что величина имеет одно и то же значение для любого состояния газа.
Таким образом представляет собой термическое уравнение состояния идеального газа. Умножая обе части равенства на массу газа М:
Основные законы идеальных газов. Полагая
Полагая
Полагая
Из формулы Если же у этих газов одинаковы и давления, то у них равны и количества молекул в единице объема, поскольку
а после сокращения Уравнение состояния для одного киломоля идеального газа выведено Д.И. Менделеевым: где m – молекулярная масса газа. Произведение При одинаковых давлениях и температурах имеем:
При нормальных условиях (р0 = 760 мм.рт.ст = 101325 Н/м2 и t0= 00C) объем киломоля любого газа равен 22,4 м3. Величина Для нормальных условий
Смеси идеальных газов. Для всей смеси в целом основное уравнение кинетической теории газов
где
Учитывая, что все компоненты находятся при одной и той же температуре, из уравнения Больцмана имеем: откуда следует закон Дальтона:
где Vк – приведенный объем, который занял бы компонент, находясь отдельно от других компонентов при давлении и температуре смеси. Последнее выражение можно записать в таком виде Составляя такие выражения для каждого из компонентов, а затем складывая их левые и правые части, получаем
Газовая смесь характеризуется своим мольным (Zк), объемным (rк) или массовым составом (mк). Для пересчета объемного состава в массовый и наоборот введено понятие о средней (кажущейся) молекулярной массе смеси mсм . Общая масса смеси идеальных газов
Для однородного газа Отсюда
где z1, z2 … – мольные доли компонентов смеси. Также, среднюю молекулярную массу смеси можно выразить через молекулярные массы компонентов и их объемные доли: Пересчет объемного состава на массовый и наоборот производится на основе следующих соотношений между объемными и массовыми долями компонентов:
а для каждого из компонентов может быть записано так: Учитывая, что получаем
![]() ![]() Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ![]() Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... ![]() Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... ![]() Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|