Идеальный газ изотермическое расширение, работа

Максимальная работа изотермического расширения идеального газа от давления Р до давления и от объема V] до объема 1 2 определяется с помощью ур. (VII, 54) в виде [c.232]

Теплота, как уже было указано, не является функцией состояния. Количество теплоты, выделяемой или поглощаемой при переходе рассматриваемой системы из состояния 1 в состояние 2, зависит от пути перехода. Например, изотермическое расширение идеальных газов не сопровождается выделением или поглощением теплоты, если процесс протекает без совершения газом работы. В противном же случае процесс сопровождается поглощением теплоты. [c.182]

Таким образом, при изотермическом процессе работа расширения 1 моль идеального газа равна [c.55]

Таким образом, работа обратимого изотермического расширения идеального газа совершается только за счет подведенной теплоты. Величина этой работы [c.30]

Перейдем теперь к изотермическому расширению идеального газа. Пусть идеальный газ (в количестве п моль) расширяется обратимо и изотермически. В соответствии с законом Гей-Люссака—Джоуля Д /=0. Следовательно, Q=A, т. е. вся теплота, подведенная к газу, идет на работу расширения. [c.29]

В процессе изотермического расширения идеального газа из теплового источника поступает Q кал теплоты. Газ расширяется необратимо, совершая 10% максимальной работы. [c.61]

Пример. Требуется вычислить минимальную работу изотермического расширения идеального газа в количестве 1 моль от давления 1 МПа до 0,1 МПа при температуре О °С и количество теплоты, поступившей из внешней среды. [c.221]

Рассмотрим работу идеальной тепловой машины, в которой в качестве рабочего вещества применяется идеальный газ. За счет теплоты, поглощаемой от нагревателя, изменяется состояние газа и совершается работа. Машина работает по циклу, который состоит из четырех процессов 1) изотермического расширения 2) адиабатического расширения 3) изотермического сжатия 4) адиабатического сжатия. Все процессы проводятся обратимо, и газ после завершения цикла возвращается в исходное состояние. Допустим, что машина работает без трения и не теряет теплоты на лучеиспускание. Возьмем в качестве рабочего вещества 1 моль идеального газа, начальное состояние которого характеризуется температурой ТI, давлением рх и объемом VI (точка А, рис. 33). [c.95]

Следовательно, при изотермическом процессе сообщенная системе теплота целиком превращается в работу расширения. Для одного моля идеального газа Р = RT/V. Подставив эту формулу в уравнение (57.10) и затем проинтегрировав его, получим выражение для работы изотермического расширения одного моля идеального газа [c.192]

Сейчас уместно обратиться к вопросу об источнике энергии, за счет которого совершается работа изотермического расширения идеального газа. Важным свойством идеального газа является независимость его внутренней энергии от объема или давления зависит и только от т. е. и — (Т) и [c.35]

Задание. Рассмотрите изотермическое расширение идеального газа. Изобразите на графике в координатах давление — объем ход процесса, предполагая, что масса дроби на поршне последовательно уменьшается. Сравните работу в прямом н обратном процессах н их различия при уменьшении порций дроби. [c.59]

Работа изотермического расширения идеального газа при изменении давления от до может быть подсчитана для идеального газа по формуле- [c.22]

В справедливости этого положения можно убедиться и иначе при изотермическом расширении (идеального газа) вся полученная от теплоотдатчика теплота переходит в работу, убыль энергии при адиабатном расширении также дает только работу, т. е. оба процесса, если они к тому же обратимы, являются наиболее экономичными. Поэтому обратимое сжатие по изотерме и адиабате связано с затратой минимальной работы. [c.80]

Если температура остается постоянной, то на основании (IV.115) приходим к равенству (IV.2), в соответствии с которым при изотермическом расширении газа (когда V2>Vi и In V2/Vi>0) его энтропия увеличивается. Отметим, что если это увеличение объема обусловлено расширением газа в пустоту или в другой газ, находящийся при том е давлении, то газ не совершает при этом никакой работы, а поэтому, как идеальный газ, он не охлаждается, т. е. не нужно подводить к нему теплоту для поддержания постоянной температуры. Однако энтропия газа увеличивается, поскольку рассматриваемые процессы расширения газа есть процессы необратимые, следовательно, должно выполняться неравенство dS>0. [c.119]

Рис. п.5. Графическое изображение работы изотермического расширения идеального газа (заштрихованная пло- [c.35]

Для более подробного рассмотрения условий проведения и признаков равновесного процесса вернемся к изотермическому расширению идеального газа. На рис. П. 17, а изображен уже знакомый цилиндр с невесомым поршнем, погруженный в термостат с температурой Т. Представим себе сначала внешнее давление равным нулю, а поршень закрепленным задвижкой в положении 1. Если убрать эту задвижку, газ расширится поршень займет положение 2, а p v перейдет в p v . Поскольку внешнее давление по условию равно нулю, а поршень невесом, то при расширении не будет совершена работа, т. е. А = 0. Следовательно, и Q = О, так как, исходя из свойств идеального газа, AU = 0. Рассмотренный процесс является случаем предельно неравновесного перехода. [c.60]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики. В качестве аксиомы может быть принята невозможность самопроизвольного перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому. В наиболее принятой системе изложения термодинамики второй закон формулируется как утверждение невозможности создания вечного двигателя второго рода, т. е. машины, которая периодически превращает тепло среды при постоянной температуре в работу. В этом определении важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как вполне возможно однократное превращение тепла в работу при постоянной температуре, как это может быть, например, при изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить на это полученную работу. [c.29]

В некруговом процессе работа равняется теплоте только в отдельных случаях, например, при изотермическом расширении идеального газа. В общем же случае QФ А, так как помимо превращения теплоты в работу происходит изменение самой системы. Следовательно, можно написать Q — Л = MJ или для бесконечно малого изменения [c.74]

Изотермическое расширение. Предположим, что газ заключен в цилиндр с поршнем и приведен в соприкосновение с нагревателем, имеющим температуру Т . Предоставим газу возможность расшириться до объема Уг- Вследствие расширения газ будет охлаждаться, но как только температура начнет падать, теплота от нагревателя перейдет через идеально проводящее тепло дно цилиндра, и температура повысится снова до Ту. При этом предполагается, что нагреватель настолько велик, что при таком переходе теплоты температура его остается постоянной. Так кдк внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, которая в данном процессе остается постоянной, то газ совершает работу расширения целиком за счет поглощения теплоты и, следовательно, [c.95]

В гл. I отмечалось, что при обратимом изотермическом расширении идеального газа все подводимое тепло ( полностью расходуется на производство работы. Согласно уравнению (1.4) [c.34]

При изотермическом расширении одного моля идеального газа выражение для работы И обр (стр. 164) будет [c.192]

Используя уравнение (1.9), найдем выражения для <7 и Л в простейших процессах. Выведенное выше уравнение (1.6) характеризует работу при изотермическом расширении идеального газа. Так как в этом случае dU=Q, то 6<7=6Л, т.е. все подведенное тепло превращается в работу и д=А. [c.11]

Важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как полное однократное превращение тепла в работу возможно при постоянной температуре, например при обратимом изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить па это полученную работу. [c.38]

Если внутренняя энергия не изменяется (как при изотермическом расширении идеального газа, разд. 1.10), то совершенная работа должна быть равна поглощенной теплоте с обратным знаком. [c.19]

Рассчитать максимальную работу, совершаемую при изотермическом расширении 10 г гелия от 10 до 50 л при 25° С. Предполагается, что гелий ведет себя как идеальный газ. Ответ выразить а) в калориях, б) в л-атм, в) в джоулях. [c.44]

В объеме 10 л при температуре 1000 К находится 10 моль азота. Рассчитайте работу изотермического расширения до объема 10(Ю л, пользуясь уравнением состояния а) идеального газа, б) со вторым вириальным коэффициентом В = 30 мVмoль. [c.47]

При повышении температуры включения возрастает внутренняя энергия жидкости и газа, заключенных в Пузырьке, что влечет за собой повышение давления Р на стенки пузырька. Этот процесс при постоянном объеме работы не производит (Л=0). Если давление будет превышать прочность стенок пузырька, то он разрушится — взорвется, и система произведет работу А при постоянной температуре. Работа А изотермического расширения идеального газа определяется выражением [c.41]

В сосуде при 273 К и 1,01 10 Па находится 10 моль одноатом- юго газа в идеальном состоянии. Рассчитайте конечную температуру, давление газа и работу процесса расширения газа до объема, в дьз раза превышающего первоначальный а) при медленном изотермическом расширении в цилиндре с поршнем, двигающемся без трения б) п])И адиабатическом расширении в аналогичных условиях в) при мгновенном удалении перегородки между сосудом и вакуумированным просгранством того же объема. Объясните различие результатов, полученных в трех процессах. [c.58]

Обычно во всех экспериментальных работах давление и температуру определяют непосредственно с помощью манометров и термометров, хотя не менее точные результаты измерений дают и относительные методы. Для определения молярного объема и плотности применяются самые различные методы измерения. Наиболее простым и прямым путем является определение массы газа и занимаемого им объема, по которым можно найти и = У1п и р = п1У. Непосредственное определение плотности можно также осуществить с помощью метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и по результатам измерений показателя преломления. Можно использовать также относительный метод определения плотности, если имеется газ, отклонение которого от идеального газа хорошо известно. Кроме того, для определения плотности можно использовать методы, основанные на эффекте расширения газа. Из этих методов широко известны метод адиабатического расширения (метод Джоуля— Томсона) и метод последовательного изотермического расширения (метод Барнетта). [c.73]

Рассмотрим изотермическое расширение идеального газа, находящегося в цилиндре с поршнем, от объема vi до объема V2-Как указывалось в предыдущем разделе, этот процесс протекает обратимо в том случае, если внешнее давление, против которого совершается работа, в каждый момент времени бесконечно мало отличается (на dp) от давления в цилиндре. Согласно второму закону Гей-Люссака, и = onst, du=--Q-, тогда первый закон термодинамики записывается в следующем виде [c.221]

Примечание. Из этого прпмера видно, что энтропия является экстенсивной величиной. Действительно, если рассматривается изотермическое расширение ие одного, а п молей идеального газа, то работа равна [c.192]

Чтобы приблизить расширение газа к обратимому, надо нагрузку поршня изменять бесконечно малыми порциями. Тогда ступеньки ломаных линий 2 и 3 (см. рис. 1) станут очень малыми, и работы А кА по численному значению будут сближаться и стремиться к работе, выражаемой площадью под плавной кривой 1 NM) в пределах объема от Vi до V 2.. Эта кривая равновесных состояний выражается уравнением pV = onst. В этом случае работа А i, совершаемая газом при изотермическом расширении, достигает максимального значения и становится численно равной А g. Процесс будет обратимым. Аналитическое выражение максимальной работы расширения идеального газа при обратимых изотермических условиях может быть выведено из (1,4). Если подставить в (1,4) значение р из (В, 5), то [c.13]

Дж/(моль-К)] Т — абсолютная температура. Уравнение (1.5) позволяет произвести интегрирование уравнения (1.4) с учетом заданных условий. Например, при 7= onst, т.е. при изотермическом расширении ммолей идеального газа, работа определяется уравнением [c.9]

Следует заметить, что горизонтальную прямую 1-2 можно рассматривать как линию процесса дросселирования лишь в идеальном случае (когда местное сопротивление выполнено в виде пористой пробки), да и то лишь условно, поскольку в принципе фафическому изображению поддаются лишь обратимые процессы и фактически линия 1-2 изображает не дросселирование, а обратимое изотермическое расширение газа. Легко видеть, что эти два процесса, изображающиеся одной и той же линией, а принципе совершенно различны в изотермическом процессе площадь 2341, лежащая под линией процесса, представляет собой внешнее тепло, за счет которого и совершается работа расширения газа в процессе же дросселирования эта. члошаль ппел- [c.140]

В вирнальном уравиеппи, которое описывает поведение аргона при 273 К, В — —21.7 см /.м0ль и С=1200 см /моль . Рассчитайте а) работу обратимого изотермического расширения при этой температуре, б) работу расширения против постоянного давления 1 атм и в) работу расширения, предположив, что аргон ведет себя идеально. Примите, что i = 500 см н Уш, 1 = 1000 см . [c.84]

Можно без труда рассчитать максимальную работу, получаемую при изотермическом расширении идеального газа. Если расширение проводится обратимо при постоянной температуре, то давление всегда определяется Е ыражением Р=пЯТ1У. Подставляя это выражение в уравнение (1.22), получим [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология