Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Удельные значения функций и параметров смеси газов
Каждый из идеальных газов ведет себя в смеси автономно, т. е. так, будто других газов нет. Отсутствие межмолекулярного взаимодействия у идеальных газов обусловливает независимость их свойств от других газов, составляющих смесь. Следствием этой независимости свойств идеальных газов в смеси является строгая аддитивность таких термодинамических величин смеси как давление, внутренняя энергия, энтальпия и т. д. (Термин «аддитивный» происходит от латинского additivus - полученный путем сложения) Т. о. вышеперечисленные термодинамические величины для всей смеси получаются путем арифметического сложения соответствующих величин всех компонентов смеси. Примеры аддитивности: Пример1. Масса смеси: . Пример2. Внутренняя энергия смеси n газов массой , занимающих объем , равна:
,
где: - внутренняя энергия килограммов i -го газа в составе смеси, Дж Обозначим: uсм - удельная внутренняя энергия смеси газов (внутренняя энергия одного кг смеси), Дж / кг;
,
ui - удельная внутренняя энергия i -го газа смеси, Дж / кг
.
Тогда:
Окончательно:
.
Пример3. Энтальпия смеси газов , Дж:
, где: - энтальпия килограммов i - го газа в составе смеси; = 1, 2,.........., . (В формулах для вычисления энтальпии индекс «i» для газа заменен на «» во избежание совпадения обозначений удельной энтальпии (i) и индекса i -го газа)
По аналогии с внутренней энергией можно получить формулу для удельной энтальпии смеси газов iсм, Дж / кг: ,
где: - удельная энтальпия i -го газа в составе смеси.
Пример 4. Все термодинамические функции состояния смеси газов также обладают свойством аддитивности. К функциям состояния помимо всех характеристических функций () относится также энтропия - термодинамический параметр состояния. Здесь: - свободная энергия (энергия Гельмгольца, изохорно-изотерми- ческий потенциал), Дж
- свободная энтальпия (энтальпия Гиббса, изобарный потенциал, изобарно-изотермический потенциал), Дж.
Для свободной энергии -компонентной смеси газов массой по аналогии с внутренней энергией и энтальпией смеси можно окончательно записать:
, Здесь: - свободная энергия i -го газа массой в составе смеси, Дж. (Знак “ ~ ” («тильда») над буквой в данном случае использован для того, чтобы в дальнейшем не менять общепринятое обозначение для удельной свободной энергии газа).
Fсм - удельная свободная энергия смеси газов, Дж / кг:
,
где: - удельная свободная энергия i -го газа смеси, Дж / кг.
Пример 5 - свободная энтальпия всей массы m см -компонентной смеси газов, Дж:
,
где: - свободная энергия i -го газа массой в составе смеси, Дж;
- удельная свободная энергия смеси газов, Дж / кг:
, где: - удельная свободная энергия i -го газа смеси, Дж / кг
Пример 6 - энтропия -компонентной смеси с общей массой , Дж / К:
,
где: - энтропия i -го газа массой в составе смеси, Дж / кг.
- удельная энтропия смеси газов, Дж / (кг К)
,
где: - удельная энтропия i -го газа смеси, Дж / (кг К)
|