2. Термодинамические параметры: внутренняя энергия, энтальпия.
Внутренней энергией тела или системы тел следует называть совокупность всех видов энергии, заключённой в рассматриваемой системе. Энергия является общей характеристикой различных форм движения материи. Она всегда остаётся постоянной для данной системы при взаимных превращениях всех форм движения внутри этой системы.
Энтальпия представляет собой полную энергию массы газа, т.е. сумму внутренней энергии и потенциальной энергии давления.
Теплота процесса. Термодинамическая работа изменения объёма и давления.
Теплота – это количество энергии, передаваемой от одного тела к другому путём непосредственного соприкосновения и изучения.
Термодинамическая работа изменения объёма – это работа, отнесенная к единице массы рабочего тела (G=const).
Работой изменения давления будем называть работу перемещения жидкостей, паров и газов из области одного давления в область другого.
Теплота, подводимая к системе со стороны окружающей среды, считается положительной, отводимая от системы в окружающую среду – отрицательной. Работа совершаемая над системой, считается отрицательной, а работа совершаемая системой, наоборот – положительной.
Законы идеальных газов: Шарля, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авагадро. Количество вещества, объём килломоля.
Идеальными принято считать газы, подчиняющиеся уравнению Клапейрона(pv=RT). В физике под идеальными подразумеваются газы, в которых отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия, а объём самих молекул равен нулю.
Закон Бойля-Мариотта. При постоянной температуре произведение абсолютного давления и удельного объёма идеального газа сохраняет неизменную величину, т.е. произведение абсолютного давления и удельного объёма зависит только от лишь от температуры газа.
Закон Гей-Люссака. При постоянном давлении объём идеального газа изменяется прямо пропорционально повышению температуры. V=V0(L+2t).
Закон Авагадро. Объём одного моля идеального газа не зависит от природы газа и вполне определяется давлением и температурой вещества. На этом основании можно заключить, что объёмы молей разных газов, взятых при одинаковых давлениях и температурах, равны между собой.
Килломоль – количество вещества в кг, численно равное его малярной массе.
Вопрос 5
Уравнение Клапейрона и Менделеева для идеального газа. Индивидуальная и универсальная газовая постоянная.
Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния.
Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева—Клапейрона: pV = mRT/M, где р — давление, V — объем, m — масса, М — молярная масса, R — универсальная газовая постоянная. Физический смысл универсальной газовой постоянной в том, что она показывает, какую работу совершает один моль идеального газа при изобарном расширении при нагревании на 1 К (R = 8,31 ДжДмоль • К))
Уравнение Менделеева—Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра. Особую роль в физике и технике играют три процесса: изотермический, изохорный и изобарный.
Изопроцессом называют процесс, происходящий с данной массой газа при одном постоянном параметре — температуре, давлении или объеме. Из уравнения состояния как частные случаи получаются законы для изопроцессов.
Изотермическим называют процесс, протекающий при постоянной температуре. Т = const. Он описывается законом Бойля—Мариотта: pV = const.
Изохорным называют процесс, протекающий при постоянном объеме. Для него справедлив закон Шарля: V = const, p/T = const.
Изобарным называют процесс, протекающий при постоянном давлении. Уравнение этого процесса имеет вид V/T = const прир = const и называется законом Гей-Люссака. Все процессы можно изобразить графически (рис. 15).
Реальные газы удовлетворяют уравнению состояния идеального газа при не слишком высоких давлениях (пока собственный объем молекул пренебрежительно мал по сравнению с объемом сосуда,
в котором находится газ) и при не слишком низких температурах (пока потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией теплового движения молекул), т. е. для реального газа это уравнение и его следствия являются хорошим приближением.
Универсальная газовая постоянная R0 ≈ 8,314 кДж/(кмоль·K) — фундаментальна физическая константа.
Индивидуальная газовая постоянная R = R0/M, кДж/(кг·K) — константа для газа или газовой смеси конкретной молярной массы.
Вопрос 6
Смеси газов и паров .Способы задания смеси. Закон дальтона. Парциальное давление и объем.
Вопрос 7
Средняя молекулярная масса смеси газов , зависимость между массовыми и объемными долями, пересчет массового состава в объемный и обратно.
Вопрос 8
Теплоемкость вещества , способы задания теплоемкости , их размеренность соотношение между ними . Факторы влияющие на величину теплоемкости.
Теплоемкость величина переменная, зависящая от температуры и давления, а для идеальных газов только от температуры , причем в ряде случаев эта зависимость может быть значительной Поэтому теплоемкость определяют уравнением Czm=gz/(T2-T1), называют средней теплоемкостью Cpm , Cvm в отличии от так называемой истиной теплоемкости , определяемой для заданной температуры и обозначаемой Cp и Cv
В тепловых расчетах обычно используется средними теплоемкостями:
Массовой теплоемкостью называют количество теплоты необходимой для нагрева единицы массы вещества ( обычно 1 кг на 1 градус Цельсия)
Мольной теплоемкостью называется количество теплоты, необходимой для нагрева одного киломоля на один градус в данном процессе.
Объемной теплоемкостью называется количество теплоты необходимой для нагрева единицы объема вещества ( ОБЫЧНО 1м^3 НА 1 градус )
Поршневые компрессоры применяются в текстильном производстве, машиностроении, криогенной технике, химической и холодильной промышленности. Поршневые промышленные компрессоры различают по устройству компрессора и расположению цилиндров, устройству шатунного механизма и числу степеней сжатия.