5. Пример расчета состава и основных термодинамических параметров плазмы в области однократной ионизации
Рассмотрим численный пример решения сформулированной в пункте 1 задачи для варианта №43, для которого в качестве плазмообразующего вещества является золото (Au).
Исходные для расчета данные выбираются в соответствии с номером варианта ДЗ по таблице1:
Вычисляются
вспомогательные параметры, необходимые
для дальнейших расчетов, которыми
являются:
,
,
(см. 16а).
.
Величины
и
являются функциями плотности
и
должны быть приведены в табличной форме:
|
Параметр |
|
|
|
|
|
5.07 |
0.507 |
0.0507 |
|
|
867 |
186 |
40 |
=10
кг/м3
=1
кг/м3
кг/м3
,моль
,
К Определяются значения
эффективной температуры Тki=TK(i)
(см. (18)) и ширины температурного интервала
эффективной однократной ионизацииТi=f(i)
(см. (20)), а также отношения величин
,
,i=1,2,3. Результаты необходимо
представить в виде таблицы:
|
|
ρ1 |
ρ2 |
ρ3 |
|
|
2,215х104 |
1,68х104 |
1,353х104 |
|
|
2,76х104 |
1,587х104 |
1,029х104 |
|
|
1,637 |
1,242 |
1 |
|
|
1,246 |
0,945 |
0,761 |
По формулам приведенным в методическом указании производятся расчет всех требуемых параметров плазмы с массой М2=10-2 г для трех значений температур Т21=ТК2-Т2/2=16,8-(15,87/2)=8,87 кК, Т22=ТК2=16,8 кК, Т23=ТК2+Т2/2= 16,8+ (15,87/2)=24,74 кК
|
№ п/п |
Параметр, Размерность |
Формула, ссылка |
Т21=8,87 кК |
Т22=16,8 кК |
Т23=24,74 кК |
|
1 |
|
(14) |
0,061 |
0,791 |
0,977 |
|
2 |
0 |
(13) |
0,939 |
0,209 |
0,023 |
|
3 |
N0, моль |
Стр. 18 |
4,763х10-5 |
1,06х10-5 |
1,178х10-6 |
|
4 |
Ne, моль |
Стр. 18 |
3,083х10-6 |
4,011х10-5 |
4,953х10-5 |
|
5 |
N∑, моль |
Стр. 18 |
5,379х10-5 |
9,082х10-5 |
1,002х10-4 |
|
6 |
n0, м3 |
Стр. 7 |
2,869х1024 |
6,381х1023 |
7,095х1022 |
|
7 |
ne, м3 |
Стр. 7 |
1,857х1023 |
2,416х1024 |
2,983х1024 |
|
8 |
n∑, м3 |
Стр. 7 |
3,24х1024 |
5,47х1024 |
6,038х1024 |
|
9 |
Pe=Pi,, Па |
Стр. 18 |
2,274х104 |
5,603х105 |
1,019х106 |
|
10 |
P0, Па |
Стр. 18 |
3,512х105 |
1,48х105 |
2,423х104 |
|
11 |
P, Па |
Стр. 18 |
3,967х105 |
1,269х106 |
2,062х106 |
|
12 |
сV, Дж/мольК |
(23) |
58,021 |
92,366 |
30,879 |
|
13 |
cP, Дж/мольК |
(23) |
75,184 |
133,593 |
49,739 |
|
14 |
γ |
(27) |
1,3 |
1,4 |
1,6 |
|
15 |
eμ, Дж/моль |
Стр. 18 |
1,713х105 |
1,077х106 |
1,476х106 |
|
16 |
em, Дж/кг |
Стр. 18 |
8,685х105 |
5,46х106 |
7,485х106 |
|
17 |
hμ, Дж/моль |
Стр. 18 |
2,495х105 |
1,327х106 |
1,883х106 |
|
18 |
hm, Дж/кг |
Стр. 18 |
1,265х106 |
6,729х106 |
9,547х106 |
|
19 |
Sm, Дж/кгК |
(26) |
1,257х103 |
1,618х103 |
1,72х103 |
|
20 |
Fm, Дж/кг |
(27) |
-1,028х107 |
-2,172х107 |
-3,508х107 |
|
21 |
Gm, Дж/кг |
(27) |
-9,881х106 |
-2,045х107 |
-3,302х107 |
Строются графические зависимости сV/Ro и сP/Ro от температуры Т:
ЛИТЕРАТУРА
1. Техническая термодинамика / Под. ред. В.И.Крутова:
Учебник для вузов. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1991.
2. Козлов Н.П. Основы физики плазмы М.: РЦ ГПНТБ, 1997
3. Термодинамические и оптические свойства газов при температурах до 100 эВ. / Бойко Ю.В., Гришин Ю.М., Козлов Н.П. и др. М.:Энергоатомиздат, 1988