Оглавление:
Термическое уравнение состояния идеального газа
- Для химически однородной термодинамической системы (газообразной, жидкой, изотропной твердой) без внешних полей (гравитационных, электрических, магнитных) число независимых параметров, однозначно определяющих равновесное состояние системы, равно 3 из 2 (p, o, T). Каждый из этих 3 параметров является отдельной функцией от 2 параметров.
Например, если вы используете y и T в качестве независимых переменных, то p можно выразить как функцию aei 7’.То есть p = p(T, t); если Возьмем независимые переменные p и T, а затем удельный объем (П, его Уравнение, устанавливающее зависимость между давлением, температурой и определенным объемом среды постоянного состава, называется уравнением теплового состояния. Это уравнение можно записать в общем виде /(р, О, Т)= 0. (1.9） Уравнение пространства (1.9) представляет собой поверхность, характеризующую равновесное состояние всех видов химически однородных термодинамических систем.
Таким образом, решение (4-35а) удовлетворяет дифференциальному уравнению и начальному условию и, следовательно, является решением задачи. Людмила Фирмаль
Эта поверхность называется поверхностью состояния или термодинамической поверхностью, и каждому состоянию системы соответствует определенная точка термодинамической поверхности. Если 1 из параметров системы является постоянным значением, то существует только 2 переменные, точки, представляющие состояние системы, находятся на плоскости, пересекающей термодинамическую поверхность перпендикулярно координатным осям, и получается постоянное значение. Такая система координат на плоскости называется диаграммой состояния вещества. Наиболее часто используемыми диаграммами состояния являются координаты p и o, p и T, o и T, которые позволяют визуально отслеживать состояние конкретной системы.
Термодинамика ничего не говорит о функциональной форме уравнения состояния, а нахождение уравнения состояния конкретной системы-не единственная задача термодинамики в молекулярной физике и статистике physics. It можно отметить, что характер функциональных связей каждого вещества индивидуален, а термодинамические свойства описываются уравнением состояния, свойственным этому веществу. Задача построения уравнения состояния не решена полностью, даже если речь идет о газе, свойства которого наиболее хорошо изучены в сравнении с жидкостями и твердыми телами.
Теория уравнения состояния в настоящее время хорошо развита только для «идеальных» газов, разреженных газов низкой плотности и менее плотных. Простейшей формой является уравнение состояния идеального газа. Эта формула была впервые получена Клапейроном в сочетании с формулой, характеризующей газовые законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, и обычно дается в виде: по / Т = sopz1. (1.10） Константа/?Эквпепексия (1.10) может быть представлена в виде: РО = КТ. (1.11） Уравнение (1.10)называется уравнением Клапейрона, которое представляет собой уравнение состояния идеального газа, описываемого в 1 кг.
В системе координат P-o-T уравнение (1.11) является гиперболическим параболоидом, а плоскость T = const! Пересекают ее поверхность по биссектрисе гиперболы, плоскости p = sop $ 1 и V = sopa1-по прямой линии. — Насквозь? В уравнении (1.11)указывается так называемая газовая постоянная отношения, которая относится к массе газа, равной 1 кг. Его размеры определяются следующим образом: (1.12） Газы, которые строго следуют уравнению состояния (1.11), называются идеальными в термодинамике.
- Реальный газ с низкой плотностью и низкой температурой ведет себя как идеальный, и его свойства с высокой точностью описываются уравнением Клапейрона. Поэтому можно предположить, что идеальный газ является ограниченным случаем p- * 0 (o-> oo) реального газа. 。 Поведение многих технологически важных газов и смесей в условиях многих тепловых двигателей не вызывает существенных отклонений в свойствах, описанных в уравнении Кура Пейрона, что значительно упрощает расчет двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и жидкостных ракет engines. As для некоторых принципов построения уравнения состояния реального газа, раздел IX.
Умножив обе стороны уравнения (1.11) на молекулярную массу, получим уравнение состояния 1 моль газа Пуй = с /?Т.、 (1.13） Вот объем, занимаемый 1 Молем газа. Из этой формулы определяется универсальная газовая постоянная, связанная с газом в 1 моль (килограмм моля). К = пит / Т Исходя из закона Авогадро, газы моля при одинаковом давлении и температуре имеют одинаковый объем. Следовательно, п /?Значения всех газов имеют одинаковое постоянное значение. Из физики известно, что при температуре T0 = 273,15 e K и давлении p₀= 101 332 Н / м *(нормальное физическое состояние) объем моля газа составляет 22,4146 lA.
Делением Температуры, которые в момент бремени, равный нулю, погрузили в жидкость с нулевой температурой, мы должны -решать задачу с болванкой таким же образом. Людмила Фирмаль
Подставляя в уравнение значения температуры, объема и давления, можно увидеть универсальную газовую постоянную п /? =1⁰13 ^ ₃ » d⁴I⁶= 8314,3 jZmol-grad). (1.14） Уравнение состояния идеального газа 1 моль Это уравнение называется уравнением Клапейрона-Менделеева. Это связано с тем, что именно Д. И. Менделеев ввел универсальную газовую постоянную в уравнение состояния идеального газа. Газовая постоянная, которая относится к 1 кг любого газа, равна qy 8314.3 8314.3 (1-16） В таблице. 1-2 дано значение газовой постоянной Иборсу.
Крот формуле ^ банки,^ UN H• * > sm 119— СН4 Водяной пар……… н б 18.016 461.5 Кислород…………О. so5 Воздух………….. 28.97 237.0 Уравнение состояния «идеального газа» выполнено методами кинетической теории несущего газа (1.1) и (1.5). «’•- А ’л 7′ Р = ПКТ= — — -. >Правильное использование курс Физика ты (1.17） Так, давление идеального газа при заданной температуре определяется только числом молекул на единицу объема, и оно не зависит от типа молекулы.
При Р 0 ясно, что межмолекулярные взаимодействия перестают играть роль, а свойства газов определяются только числом молекул в единице volume. So, в случае Р — «0 газ утратил свою «индивидуальность», поэтому уравнение Клапейрона-Менделеева справедливо для всех газов. С точки зрения молекулярной динамики вклад в реальность определяется как объемом самой молекулы, так и силой межмолекулярного взаимодействия. Часто для практических расчетов необходимо определить плотность газов при различных давлениях и температурах.
Например, напишите формулу (1.11) Венде для получения удобной формулы, которая необходима при расчете расхода газа по газопроводу относительно удельной площади поперечного сечения газопровода и скорости движения газа, или наоборот, для определения площади поперечного сечения газа, необходимой для конкретного параметра газа. скажите мне плотность газа p в p «и T». Уравнение состояния этих условий, записанное в виде (1.18) формат РО = Р «/?Л — (119)） для любого значения p и T уравнение принимает вид: (1.18). Если разделить уравнение (1.19) на (1.18)、 Р = РО^ — — -^ -.
Мы получаем (1.21） для некоторых значений p₀ известных и pa r T», p и o неизвестны в этих уравнениях и могут быть вычислены при любом давлении и температуре. В формулах (1.20) и(1.21) абсолютное значение давления может быть заменено той же единицей измерения; температура должна быть заменена градусами Кельвина(включая K). значение p₀ и некоторые значения при нормальных физических условиях г.. Окись азота углерода 0.800 1.250 1.251 0.799 Водород…. 0L79 11.11 уголь 1.977 0.505 Гелий….. 1.429 0.700 воздух 1.293 0.773 Кислород. 。 В дополнение к данным, перечисленным в таблице.
Смотрите также:
| Аналитическое решение для быстрых необратимых реакций | Газовые смеси |
| Термические параметры | Энергия |
