Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Идеальные газы и их смеси.






Раздел 1. Техническая термодинамика

Тема 1. Введение. Основные понятия и определения.

Идеальные газы и их смеси.

Введение. Основные понятия и определения.

Теплотехника – как наука возникла с изобретением паровой машины, положившей начало промышленному использованию природных топлив.

Основной областью исследований в теплотехнике с этого момента – является повышение тепловой экономичности теплоэнергетических и теплоиспользующих машин.

Теоретическую основу теплотехники составляет термодинамика.

Термодинамика – наука о наиболее общих свойствах макроскопических физических систем и о закономерностях превращения энергии одного вида в другой.

Техническая теплотехника – раздел термодинамики занимающиеся приложением законов термодинамики в теплотехнике.

Термодинамика – возникла в 19 веке. Этому способствовали – ряд научных открытий и появление тепловых машин.

Для термодинамических исследовании выделяют: тело или совокупность тел (систему).

Термодинамической системой – называется совокупность тел (макроскопических) которые могут взаимодействовать между собой или другими телами в виде обмена энергией или веществом.

Передача энергии осуществляется двумя способами:

1 – работой, 2 – теплотой (Q)

Тела окружающие термодинамическую систему называют– окружающей средой.

Состояние термодинамической системы определяется совокупностью физических величин отражающих его свойства – называемыми термодинамическими параметрами.

Различают параметры:

- экстенсивные (зависящие от массы -V, U, S, I и т.д.);

- интенсивные (независящие от массы - Т, Р и т.д.).

Основными термодинамическими параметрами, определяющими состояние системы являются: Р--давление, V- удельный объем, Т- абсолютная температура.

- Параметры состояния взаимосвязаны.

f (V, Р, T) = 0 (1)

Из которого Т = f1 (P1, V), P = f2 (T, V), V = f3 (P, T)

Изменение состояния термодинамической системы связанное с изменением параметров называется термодинамическим процессом.

Для однородного идеального газа уравнение состояние имеет вид:

Р·V= R·T (2)

и называется уравнением Клапейрона.

Уравнение состояния для произвольного количества газа с молекулярной массой- m:

Р·V = m·R·T (3)

называется уравнением Клапейрона- Менделеева.

где: R – универсальная газовая постоянная .

При нормальных условиях:

Р =101, 33Па = 0, 101Мпа, , V = 22, 4 м3

R = 8314, 3 = 8, 3143 ;

R – Газовая постоянная по физическому смыслу есть работа, которую совершает 1 кмоль газа при нагревании его на один градус при постоянном давлении (Р = const).

Газовая постоянная для конкретного газа равна

Rг = (4)

где: R – универсальная газовая постоянная, - молярная масса газа.

Уравнение состояния для реального газа имеет вид

= R T (5)

и называется - уравнением Ван-дер-Ваальса

где: (а) и (в) – экспериментально полученные константы учитывающие объёмы молекул,

- поправка на силы притяжения.

Идеальные газы и их смеси.

В качестве рабочего тела часто используются смеси.

Уравнение состояния справедливо и для газовых смесей. Для газовой смеси из n – компонентов уравнение состояния имеет вид

Рсм·Vсм = mсм·Rсм·T (6)

 

Где: m1 + m2 +…+ mn = mсм , P1 + P2 + …+ Pn = Pсм, V1 + V2 +…+ Vn = Vсм

и

; ;... - массовые доли компонентов

и g1 +g2 +…+ gn = 1

; ;... - объемные доли компонентов

и r1 + r2 + … + rn = 1

P1 + P2 +…+ Pn - парциональное давление компонентов.

Согласно закону Дальтона давление смеси равна сумме парциональных давлении компонентов.

Парциальное давление – давление отдельного газа, находящегося в смеси, если бы он один занимал объем смеси.

Контрольные вопросы:

1.Зачем вводится в техническую термодинамику понятие об идеальном газе.

2.На каких законах основан вывод уравнения состояния Клайперона?

3.Уравнение Клайперона для произвольного количества газа.

4.Размерность всех величин входящих в уравнение Клайперона.

5. Размерность газовой постоянной и её физический смысл.

6.Дать определение универсальной газовой постоянной и её единица измерения.

7. Как определяется газовая постоянная конкретного газа смеси?

8.Чем обосновано отличие уравнения состояния для реального газа от идеального?

9.Что такое газовая смесь?

10.Дать формулировку закона Дальтона.

11.Что называется массовой и объёмной долями?

12. Как определяется средняя смеси газов молярная масса

Литература: Основная /1/ стр /3/ стр.8-30.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.