Работа адиабатного расширения газа

Так как таз не получает теплоты извне, то работа расширения производится им за счет внутренней энергии, а газ охлаждается. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Следовательно, ли равно произведению теплоемкости газа Су на изменение температуры. Отсюда понижение температуры при адиабатном расширении газа связывается с работой, произведенной газом,соотношением [c.186]

Адиабатное расширение газа происходит при одновременном изменении и температуры и давления. Оно отвечает условию q = 0. Так как газ не получает теплоты извне, то работа расширения производится нм за счет внутренней энергии Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. [c.183]

Вычислить работу адиабатного расширения 1 моль одноатомного идеального газа при понижении температуры от 100 до 25°С. Начальное давление 10,13-10 н1м , конечное 2,026-10 м/ж . [c.12]

Когда расширение газа происходит при одновременном изменении температуры и давления, т. е. при адиабатическом процессе, система не обменивается теплотой с окружающей средой. Работа расширения газа совершается за счет внутренней энергии. Газ при этом охлаждается. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Следовательно, изменение внутренней энергии равно произведению теплоемкости газа Су на изменение температуры. Таким образом,работа, произведенная газом, связана с понижением температуры при адиабатном расширении газа соотношением [c.59]

Адиабатное расширение газа происходит при одновременном изменении и тем- пературы и давления. Оно отвечает условию д=0. Так как газ не получает теплоты извне, то работа расширения производится им за счет внутренней энергии, а газ охлаждается. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Следовательно, М/ равно произведению теплоемкости газа С на изменение температуры. Отсюда понижение температуры при адиабатном расширении газа связывается с работой. [c.168]

Адиабатный процесс отвечает условию Q = 0. В этом процессе одновременно изменяются температура и давление газа. В связи с тем, что газ не получает теплоты извне, работа адиабатного расширения производится за счет уменьшения внутренней энергии и газ охлаждается [c.88]

Воспользовавшись этим соотношением, напишем две формулы, часто применяемые на практике для вычисления работы адиабатного расширения газа. С этой целью в выражении (1.20) вынесем за скобки и заменим С через-—1). Далее, вместо отношения абсолютных температур подставим, соответствующую степень отношения давлений или обратного отношения, объемов. Таким образом, находим [c.31]

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]

Расширение из постоянного объема. Процесс адиабатного расширения газа из постоянного объема, например из какой-либо емкости, также сопровождается понижением температуры. В этом случае выходящим из сосуда газом совершается работа выталкивания, направленная на преодоление сил внешнего давления. Совершаемая при этом газом работа полезно не используется, процессу присуща определенная необратимость (рис. 5). При [c.18]

Адиабатное расширение газа происходит при одновременном изменении давления и температуры. Газ не получает теплоты извне, поэтому работа расширения производится за счет внутренней [c.175]

Следовательно, AU равно произведению теплоемкости газа Су на изменение температуры. Отсюда понижение температуры при адиабатном расширении газа связывается с работой, произведенной газом, соотношением [c.183]

Адиабатное расширение газа произведем следующим образом. Отъединим его от теплоотдатчика, полностью изолируем его от теплообмена с окружающей средой и предоставим ему в этих условиях обратимо расширяться. Работа, совершаемая газом при таком расширении, происходит целиком за счет уменьшения его внутренней энергии, т. е. за счет понижения его температуры. Пусть она достигнет некоторого значения Тг. Объем газа в этих условиях обозначим через Уз- Ограничиваясь небольшим изме- [c.138]

Показателем эффективности работы может быть адиабатный КПД, представляющий собой отношение адиабатной работы сжатия эжектируемого газа к адиабатной работе расширения эжектирующего газа [c.107]

Для газов работу адиабатного расширения можно вычислить по падению температуры. Действительно, по закону Джоуля для V молей газа [c.31]

Из зависимости dQ-r ,-Q следует, что в случае адиабатного расширения газ совершает внешнюю работу, т.е. процесс изоэнтропийный. [c.49]

Для охлаждения исходного газа до необходимой температуры наряду с процессом дросселирования может быть использован и процесс адиабатного расширения газа с отдачей внешней работы. При этом включение детандера в технологическую схему установки может быть осуществлено различно. Одним из возможных вариантов является установка детандера на потоке исходного газа. Недостатком такой системы является некоторая потеря давления на линии исходного газа в связи с расширением его в детандере. Однако, как отмечается в работе [112], этот перепад давления обычно невелик. Более существенным является другой недостаток такой схемы, который состоит в том, что для некоторых газовых смесей температура охлаждения, достигаемая при расширении исходной, смеси в детандере, ниже температуры начала конденсации расширяемого газа. В связи с этим в детандере неизбежно будет происходить сжижение или даже вымерзание некоторых компонентов исходной смеси. Технические трудности, связанные с разработкой и созданием таких детандеров, преодолимы, и в настоящее время на некоторых криогенных установках успешно эксплуатируются детандеры, Б которых процесс расширения заканчивается в области влажного пара [39]. Более существенным в этом случае является то, что если в детандере происходит сжижение отдельных компонентов смеси, то перепад температур при расширении смеси может существенно уменьшаться за счет теплоты фазового превращения при конденсации и теплоты растворения, так как значительное количество холода расходуется на конденсацию, а не на охлаждение газовой смеси. Осуществить в дальнейшем рекуперацию холода образовавшегося конденсата не всегда оказывается возможным, так как иногда не удается обеспечить необходимые условия теплообмена (наличие положительных разностей температур) между потоками по высоте теплообменника. [c.127]

Пусть теперь компрессор совершит необратимый процесс сжатия, тогда по достижении конечной температуры адиабатного обратимого сжатия энтропия газа возрастает на величину дз, определяемую необратимыми потерями, имеющимися при совершении процесса, и состояние газа обозначится точкой 2. Минимальная дополнительная работа, расходуемая в необратимом процессе, может быть без труда определена с помощью известного в термодинамике метода. Вернем газ из состояния 2 путем совершения обратимых процессов адиабатного 2 —си изотермического с—/ в первоначальное состояние 1. Тогда работа, которую отдаст газ, будет равна работе адиабатного расширения в процессе 2 —с, т. е. площади с —2 —/—/ или все равно, что Ь—2а—а—а, за вычетом работы изотермического сжатия в процессе с—1, выражаемой площадью [c.42]

Джоуль и Томсон, проводя опыты по проталкиванию непрерывно подводимого газа через пористую пробку (ватный тампон), установленную в изолированной трубке, впервые обнаружили, что этот процесс сопровождается изменением температуры газа при относительно небольших давлениях и обычных температурах для двуокиси углерода, воздуха, кислорода и азота наблюдалось понижение температуры, а для водорода — повышение. Такой процесс адиабатного расширения газа (фиг. 1) без отдачи работы, обычно называемый дросселированием, характеризуется одинаковыми значениями энтальпии до и после дросселирования. Равенство начальной и конечной энтальпий вытекает из уравнения (18), которое 16 [c.16]

Очевидно, что работа адиабатного расширения п молекул газа может быть выражена формулой [c.87]

Следовательно, выражение для работы расширения газа в адиабатном процессе будет иметь вид [c.107]

Работа истечения газа при адиабатном расширении определяется по формуле [c.384]

Уравнения Пуассона по смыслу их вывода приложимы только к равновесному адиабатному процессу. Для расчета быстрого (а значит, и неравновесного) адиабатного сжатия или расширения уравнениями Пуассона, по сути дела, пользоваться нельзя. Резко, ударом увеличивая нагрузку на поршень, удерживающий газ в цилиндре, мы затрачиваем на сжатие газа больше работы, чем потребовалось бы при осторожном, постепенном увеличении нагрузки в связи с этим температура газа будет возрастать быстрее, чем это следует по уравнению Пуассона. При неравновесном расширении газ производит меньщую работу, чем мог бы произвести (при равновесном расширении), и поэтому температура будет падать медленнее. [c.30]

Эти формулы справедливы для идеального газа. На практике их применяют и к реальным газам и вычисляют по ним работу быстрого (значит, неравновесного) адиабатного расширения или сжатия, достигая согласия с опытом путем подбора константы и. Этими формулами широко пользуются, например, при расчете газомоторов. [c.31]

Работа л А при адиабатном расширении м газа, дросселируемых при постоянном давлении Pg до давления Pj и соответственно объема j, совершается за счет изменения его внутренней энергии с до Af и, , [c.48]

Это значит, что при адиабатном расширении газа (работа ноло-жи- ельпа) его температура падает и, наоборот, при адиабатном сжатии температура газа повышается. [c.29]

Изоэнтропийиое (адиабатное) расширение газа является процессом с отводом работы на сторону при отсутствии теплообмена. Близкий к изоэнтропийиому процесс осуществляется в детандерах. Отклонение от изоэнтропийиого процесса характеризуется так называемым адиабатическим к.п.д. [c.160]

На рис. 111-27, а показана с.хема активного турбодетандера и. график изменения давления газа. Газ с начальным давлением Ри проходя через сопла направляющего аппарата, адиабатно расщи-ряется до давления Рм, равного конечному давлению Р2. Кинетическая энергия струй газа, выходящих из направляющего аппарата, на лопатках рабочего колеса при постоянном давлении преобразуется в механическую работу. Поскольку расширения газа [c.87]

Свойства, определяемые по измерению эффекта Джоуля — Томсона. Эффект Джоуля—Томсона подробно рассматривается в следующей главе, но для нашей цели достаточно установить, что он заключается в изменении температуры, которым сопровождается адиабатное расширение газа от одного постоянного давления до другого постоянного давления таким образом, что не производится никакой внешней работы (кроме работы инжекции и эжекции) и не происходит превращения внутренней энергии в кинетическую энергию движения массы. Из результатов таких измерений можно определить удельные объемы, теплоемкости и энтальпии. Этот метод исключает необходимость непосредственных измерений объема и массы, точное измерение которых очень затруднительно с другой стороны, применение его связано с трудностью измерения средней Температуры потока и поддержания адиабатности процесса. Нельзя сказать, будет ли этот метод определения термодинамических свойств лучше или хуже непосредственного измерения объема, но он, по крайней мере, является важной заменой его. [c.285]

Адиабатное расширение газа произведем следующим образом. Отъединим газ от теплоотдатчика, полностью изолируем от теплообмена с окружающей средой и предоставим ему в этих условиях обратимо расщиряться. Работа, соверщаемая газом при таком расщирепии, происходит целиком за счет уменьшения его внутренней энергии, т. е. за счет понижения его температуры. Пусть она достигнет некоторого значения Т . Объем газа в этих условиях обозначим через Уз. Ограничиваясь небольшим изменением температуры, мы можем считать теплоемкость для небольшого температурного участка постоянной и, зная, что изменение внутренней энергии Д[/ идеального газа равно в этом случае С (Г1—Гг), можем определить, что и работа, произведенная газом в этом процессе [c.148]

Работа адиабатного процесса равна изменению внутренней энергии. Графически опа изображается площадью EF"V2V (рис. 37). Интегрированием уравнения (У,9) может быть получено соотношение между объелюм и температурой идеального газа при адиабатном расширении газа [c.68]

Процесс li. Дальнейшее расширение до объема v. произведел без теплообмена (адиабатный процесс). Газ 1гри этол охладится до температуры Т . Работа адиабатного расширения согласно (V, 9) [c.79]

Адиабатное расширение сжатых газов осуществляется с использованием специальных машин, работающих в области низких температур. Достигаемый при этом эффект охлаждения значительно превышает эффект при дросселировании газа, однако необходимость применения машин для расширения газа усложняет реализацию этого способа. Газовые холодильные машины имеют высокую надежность, небольшие размеры и массу, относительно высокий к. п. д. и позволяют производить охлаждение до 20—70 К. Схема одного из вариантов КХМ представлена на рис. 2.17, б работа машины осуществляется по следующей схеме газ адиабатно сжимается в компрессоре 1 от давления pi до р2, а затем охлаждается, например водой, до температуры Тс в холодильнике 2. В детандере 3 происходит адиабатное расширение газа с совершением внешней работы, при этом температура газа падает до Та, а давление — до pi Холодный газ из детандера проходит через охлаждающую камеру в которой нагревается до температуры Та, и вновь возвращается в компрессор 1 [18]. Наиболее благоприятные условия работы компрессионной холодильиой машины существуют в области температур от —30 до 4-200° С. Для охлаждение отдельных узлов РЭА раз- [c.139]

Расширени-е газа в детандерах. Когда расширение газа в адиабатных условиях протекает при постоянной энтропии (например, линия 2—3 на рис. 2.1), энергия сжатого газа преобразуется во внешнюю работу Ац. Работа газа в закрытой А или открытой Ло системах при расширении без потерь на трение определяется равенствами [c.58]

В одноступенчатом холодильнике при х = 0,2 и г]т=0,56 эффект охлаждения АГх = 83 К,. В двухступенчатом холодильнике при Х1 = Х2 = 0,2 и 81 = 82=5 коэф-фициент температурной эффективности 11т1 = т1т2 = 0,6- Э( ( ект охлаждения в первой ступени 67 К, во второй 58 К суммарный эффект охлаждения АГх =125 К при ц = .11 Ц2 = 0,04. Таким образом, использование двухступенчатого холодильника позволяет увеличить эффект охлаждения на 42 К, но при этом возрастает расход сжатого газа. Из условия равномерной разбивки степени расширения следует, что эффект охлаждения растет с увеличением числа ступеней расширения газа. На практике редко применяют более двух ступеней расширения из-за конструктивного усложнения холодильника и резкого увеличения расхода сжатого газа. Переход к большим относительным расходам охлажденного потока в ступенях адиабатного вихревого холодильника связан с уменьшением "Пт. Если рассмотренном примере задать х=0,2, то Х1 = Х2 = У0,2 = 0,45 и АГх=103 К будет больше, чем в одноступенчатом холодильнике. При х<0,37 двухступенчатый вихревой холодильник работает эффективнее одноступенчатого. [c.104]

Имея этот же источник т, можно совершить и цикл АВ О А, в котором АВ — обратимо-адиабатное сжатие газа, ВО — необратимое изохорное понижение температуры от tв до т, а О А — обратимое изотермическое расширение (см. рис. 34). В этом необратимом цикле с одним источ- ником также положительна внешняя работа, так как И еЛВ > О, 1 еВ В = О и We.D A < О, но ШеЛВ > еВ А СоВбрШИТЬ этот ЦИКЛ В противоположном направлении, т. е. осуществить цикл АО В А невозможно, так как, имея тот же источник, нельзя вызвать изохорное повышениеО В температуры газа. [c.113]

Возьмем ту же систему газ, заключенный в цилиндр с подвижным поршнем. На поршне лежит несколько гирь, которые в совокупности уравновешивают своим весом давление газа. На некоторой высоте над поршнем на горизонтальной подставке покоится тяжелый груз. Поршень посредством особого механизма так связан с этим грузом, что, если газ начнет расширяться, механизм сдвинет груз, лежавший на горизонтальной подставке, и груз упадет всей своей тяжестью на поднимавшийся поршень. Такая система (включая механизм и груз) является изолированной. Если нарушить равновесие системы, сняв несколько небольших гирь с поршня, система испытает самопроизвольный процесс, в первой стадии котброго газ немного расширится, а в последующей стадии газ будет сильно сжат тяжестью груза. Однако по отношению к газу, который представляет собой адиабатно изолированную часть системы, только первая стадия этого процесса (расширение газа) будет самопроизвольным процессом. Что же касается последующего сжатия газа, то этот процесс, будучи самопроизвольным для изолированной системы в целом, для адиабатной ее части является вынужденным неравновесным процессом. В более общем случае какой угодно системы (термически не изолированной) под самопроизвольностью процесса подразумевается тенденция к производству системой работы или к отдаче системой -тепла. [c.212]