Работа изотермического расширения газа

Из формулы (58) нетрудно убедиться, что пузырь газа, всплывая на высоту /г, с изменением давления от р1 до р4 производит работу, равную работе изотермического расширения газа, частично затрачиваемую на преодоление силы тяжести при перемещении пузыря. [c.51]

При испарении под постоянным давлением отвечающим упругости насыщенного при данной Т пара, совершается работа RT. Расширение полученного пара от Рд, до начального давления р рассматриваемой реакции дает работу, равную работе изотермического расширения газа, определяемую выражением (123). Таким образом [c.222]

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]

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]

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]

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]

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

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

Рассчитать конечную температуру, давление газа и работу процесса расширения газа до объема, в два раза превышающего первоначальный а) при медленном изотермическом расширении в цилиндре с поршнем, двигающимся без трения б) при адиабатическом расширении в аналогичных условиях и в) при мгновенном удалении перегородки между сосудом и эвакуированным пространством того же объема. Объяснить различие результатов, полученных в трех процессах. [c.67]

Чтобы заставить идти отрицательный процесс, необходимо соединить (компенсировать) его с положительным процессом. Например, для превращения теплоты в работу можно провести изотермическое расширение газа. Теплота, которая при этом поглощается газом, превращается в работу. Здесь компенсация отрицательного процесса (переход тепла в работу) производится положительным процессом расширения газа. [c.33]

При всем отличии этих гипотез они сходятся в том, что теплота независимо от ее природы является свойством системы, т. е. о теплосодержании системы можно говорить как о количестве теплоты, в ней содержащейся и способной неизменной переходить к другим телам в результате теплоотдачи. Однако объяснить взаимные переходы теплоты и работы, например, увеличение содержания теплорода в теле в результате трения или получения работы в результате изотермического расширения газа ни та, ни другая гипотезы не могли. [c.308]

В процессе 2—3 газ отдает тепло регенератору, который нагревается температура газа при этом понижается от Тс до Т . В процессе 4—/ газ охлаждает регенератор сам газ подогревается от до Тс- Только при высокой степени регенерации тепла (более 98%) возможно осуществление цикла с большим к. п. д. Холодопроизводительность машины за один цикл, эквивалентная работе изотермического расширения массы газа т в процессе 3—4, составит [c.72]

Решение. Работа изотермического расширения одного моля газа равна [c.107]

Изотермическое расширение газа осуществляем, вводя его в соприкосновение с теплоотдатчиком, температура которого равна тоже Т. Предоставим газу возможность расшириться до объема Уг, сохраняя температуру постоянной (всегда можно предполагать, что масса теплоотдатчика настолько велика, что его температура при этом практически не изменится). Так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры, то в данном процессе она остается постоянной, т. е. газ производит работу расширения Ах целиком за счет поглощаемой теплоты Q и. следовательно, по уравнению (7) гл. 1П [c.138]

Мы вправе были бы различать компенсацию двух родов. Будем говорить, что происходит компенсация первого рода, если в итоге процесса, когда теплота Q превращается в работу А, имеет место изменение термодинамического состояния рабочего тела. Пример — изотермическое расширение газа. Если газ идеальный, то при изотермическом расширении его внутренняя энергия остается, как известно, без изменения и вся сообщаемая газу теплота нацело превращается в работу. Компенсацией этого превращения тепла в работу здесь является увеличение объема газа. Если бы, не меняя температуры, мы хотели вернуть объем газа к исходному значению, мы должны были бы затратить на сжатие газа работу в том же количестве, в котором работа была получена, причем обратно выделилась бы теплота Q. В итоге никакого превращения тепла в работу не происходило бы. [c.61]

Карно рассмотрел цикл изменений состояния газа, взаимодействующего с окружающей средой (цикл Карно). Как показано на рис. 10.2, такой цикл состоит из четырех стадий первой — изотермического расширения газа от объема Ух до объема Уг, при котором совершается работа над окружающей средой и поглощается теплота из окружающей [c.319]

Основными способами передачи энергии от одной части системы к другой являются теплота и работа. Количество теплоты д, выделяемой или поглощаемой системой, и работа А, совершаемая системой, зависят от начального и конечного состояний и не зависят от пути перехода от одного состояния к другому. Например, изотермическое расширение идеальных газов не сопровождается выделением или поглощением теплоты, если процесс протекает без совершения газом работы. Если процесс изотермического расширения газа сопровождается работой, то происходит поглощение теплоты. [c.43]

Рис. 2. показывает, что система, находящаяся при начальном давлении р и расширяющаяся от объема 1 до объема Ог, совершает различную работу в зависимости от наложенных условий. Изобарическое расширение газа дает наибольшую работу. Постоянство давления в этом случае поддерживается за счет постепенного повышения температуры расширяющегося газа. Работа изотермического расширения больше работы адиабатического расширения. Это объясняется тем, что в первом случае состояние газа изме- [c.19]

Так, например, во время стадии изотермического расширения газа в идеальном цикле Карно вся теплота, поглощенная рабочим газом, полностью переходит в работу, но при этом объем газа увеличивается. Если бы мы построили бесконечно длинный цилиндр с поршнем, мы могли бы получить неограниченно большое количество работы за счет теплоты, поступающей только из одного теплового резервуара, но при этом рабочий газ должен был бы бесконечно расширяться. [c.44]

Поэтому для вычисления потенциала обратимого электрода применимо Первое начало термодинамики, согласно которому работа изотермического расширения одного моля идеального газа от VI до Уг равна [c.45]

Т. е. работа изотермического расширения идеального газа равна поглощенной теплоте. [c.52]

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]

Круговой процесс. Цикл Карно. Если после ряда превращений система возвращается в первоначальное состояние, то такой процесс называется круговым или циклом. Рассмотрим круговой процесс для случая газа. Изобразим состояния 1 и 2 газа, взятые при одной и той же температуре, точками Л и S на изотерме АСВ (рис. 14). При изотермическом расширении газа из состояния 1 в 2 изменение его р и У графически выразится кривой АСВ. При этом газ соверщает работу, которая графически изобразится площадью АСВВхАу (рис. 14). Если газ при расщирении из состояния 1 нагревается, а вблизи состояния 2 охлаждается до прежней температуры, то изменение его р и У будет описываться некоторой кривой ADB, отличающейся от изотермы. Работа расширения газа при этом процессе больше, чем в случае изотермического расширения, и изображается площадью ADBB Ai. [c.45]

В качестве примера приведем расчет работы изотермического расширения. Возьмем один моль газа и увеличим его объем в десять раз, т. е. vJVl = 10, при температуре 300° К. Применяя формулу (11.30), получим [c.35]

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]

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]

Термодинамический смысл этого эксперимента состоит в следующем. При расширении в вакуум никакой работы не было произведено поэтому w O. Система (газ) не приняла и не отдала нисколько геплоты, так как температура бани не изменилась при изотермическом расширенип поэтому д=0. Следовательно, Ai7=0. Таким образом, прп изотермическом расширении газа U не изменяется. Другими словами, ири постоянной температуре U не зависит от объема. На языке математики это значит, что (dU/dV)r = 0. [c.97]

При изотермическом расширении газа его внутренняя энергия остается неизменной и газ производит работу, равную тому количеству тепла, которое требуется сообщить, чтобы при расширении температура газа осталась неиз- [c.28]

Для идеальных газов / = Р и PV = onst, или, что то же самое, PzV2 = P V. Тогда работа изотермического расширения идеального газа будет равна [c.30]

Следует всегда помнить, что все заключения о переходе тепла в работу относятся к круговому процессу. Заключения эти не действительны для части цикла и верны только для цикла в целсж. Так, при изотермическом расширении газа практически все получаемое тепло превращается в работу если же процесс этот сопровождается адиабатным расширением, то мы заключаем, что производится значительно большее количество работы, чем было взято тепла. Компенсация происходит при возвращении рабочего тела в исходное состояние. Это требует выполнения работы, и когда цикл будет завершен, то общее количество произведенной работы окажется значительно меньше, чем количество, эквивалентное затраченному теплу. [c.100]

С первого взгляда можно подумать, что имеется нечто парадоксальное и противоречащее второму закону в том, что теплота, передаваемая системе от термостата, полностью превращается в работу, как это происходит при химической реакции, при которой S возрастает, или же при обратимом изотермическом расширении газа. В последнем случае AI/=0, если газ является идеальным и вся работа обусловлена тепловым эффектом TAS. Однако следует указать, что нет никакоЛ) противоречия второму закону в полном превращении теплоты в работу в любом процессе, не являющемся круговым. Для физической интерпретации этого можно представить работу получающейся не из энергии беспорядочного движения молекул, что совершенно недостижимо при отсутствии разности температур, а из потенциальной энергии, обусловленной направленными силами самого вещества поскольку эта энергия превращается в работу, температура будет стремиться к уменьшению, но это падение компенсируется тепловым потоком из термостата. При круговом проведении процесса, обусловленного отсутствием общего изменения энергии в системе, работа не может производиться, если нет разности температур. Другими словами, при любом изотермическом обратимом цикле общая работа равна нулю. Этот результат легко выводится из уравнения (60), так как для цикла AF должно равняться О и поэтому равно 0. Этот i [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология