Процесс расширения газа

Рис. 2.1. Схемы изотермических процессов расширения газа а, б— неравновесные в — равновесный

В каком из процессов расширения газа в идеальном состоянии от объема Vi до объема V2 работа будет больше в изотермическом, адиабатическом или изобарическом [c.15]

Процесс расширения газа в объеме V примем изотермическим. В этом случае задача решается с некоторым запасом, так как величина к при изотермическом расширении газа меньше, чем при адиабатическом. С учетом сделанного допущения уравнение (2.94) примет вид [c.69]

Рис. 23. Иллюстрация процесса расширения газа I — обратимое расширение II — необратимый процесс расширения газа

Рассмотрим газ в цилиндре с поршнем (рис. 15-3) и допустим, что давление внутри цилиндра Рд утр больше постоянного внешнего атмосферного давления Р. Когда газ расширяется и перемешает поршень на бесконечно малое расстояние ( в, сила, действующая на поршень снаружи, остается постоянной и равной произведению давления Р на площадь А поршня. Выполненная газом работа, как указано в подписи к рис. 15-3, равна произведению приращения объема газа на внешнее давление, против которого осуществляется расширение = Р(1У. Поскольку в рассматриваемом случае преодолеваемое давление остается постоянным, выполненная работа связана с приращением объема газа (ДК) соотношением = РДК Хотя приведенные здесь соотношения получены для газа, расширяющегося в цилиндре, они справедливы в отношении любого процесса расширения газа. Работа, подобная описанной выше, часто называется работой расширения или работой типа РУ. Существуют и другие виды работы. Мы совершаем работу против силы тяжести, поднимая груз в положение, где он имеет большую потенциальную энергию и откуда он может упасть в исходное положение. Электрическая работа осуществляется при перемещении заряженных ионов или других заряженных тел в электрическом потенциальном поле. Мы можем выполнить магнитную работу, отклоняя иглу компаса от направления, куда она указывает в спокойном состоянии. Все эти виды работы включаются в обобщение, известное под названием первого закона термодинамики. [c.14]

При адиабатических условиях энтропия не изменяется (так как <7 = 0) и процесс расширения газа от давления рг ДО Pi изображается на диаграмме Т — 5 вертикальной линией 2—3 (рис. 15—17) точка 2 изображает начальное, а точка 3 — конечное состояние газа. [c.555]

Таким образом, в изотермическом процессе расширения газа внутренняя энергия системы, преобразованная в работу против внешнего давления, восполняется за счет притока теплоты, В рассмотренном здесь случае обратимого проведения процесса совершенная работа идентична максимальной полезной работе, которая, как показано ниже, равна изменению функции состояния. Минимальная обратимая работа сжатия, необходимая для перевода системы в исходное состояние, равна RT n v2 V]). При необратимом проведении процесса (потери на трение, Др>0) часть полезной работы теряется, переходя в теплоту. В предельном случае расширения газа в вакуум работа не совершается, однако для возвращения в исходное состояние необходима работа по крайней мере не меньшая, чем соответствующая уравнению (200). [c.221]

Следовательно, при адиабатном процессе расширение газа происходит за счет уменьшения внутренней энергии. [c.56]

Итак, принцип действия турбодетандера заключается в осуществлении процесса расширения газа с совершением внешней работы путем полного или частичного преобразования энергии сжатого газа в кинетическую энергию в направляющем (сопловом) аппарате и последующего преобразования энергии газа в механическую работу во вращающемся рабочем колесе. Этот процесс сопровождается понижением энтальпии газа, т.е. получением холода и передачей внешнему потребителю механической энергии. [c.129]

V — действительный объем газа, всасываемый за один ход Хд = = V/Vi — объемный к. п. д. Процесс расширения газа протекает по политропе d a, имеющей уравнение [c.109]

С учетом вредного пространства процесс расширения газа запишется следующим образом [c.109]

Процесс расширения газа с отдачей внешней работы осуществляется в специальных машинах-детандерах. Название Ъе- [c.127]

Анализируя процессы расширения газа из мертвого пространства, обнаружили очень малое влияние показателя политропы расширения п при различных П на коэффициент производительности. На основании этого предложена формула пересчета [c.56]

Линия 3—4 изображает процесс расширения газа из мертвого пространства. Она представляет собой эквивалентную политропу расширения с показателем Пр. Значение его обычно меньше, чем По. [c.82]

Рабочие процессы в ступени поршневого компрессора состоят из периодически повторяющихся процессов расширения газа из мертвого пространства, всасывания свежего газа, сжатия и нагнетания. Органы газораспределения предназначены для присоединения рабочей камеры к полостям всасывания и нагнетания во время протекания соответствующих процессов и отсоединения камеры от названных полостей при сжатии и расширении газа. [c.191]

В процессе расширения газа всасывающий клапан откроется при давлении в цилиндре большем, чем в полости всасывания р , из-за влияния отжимного усилия Т. Вследствие этого газ, расширяющийся из мертвого пространства, не полностью передаст двигателю энергию, затраченную на его сжатие. Индикаторная диаграмма будет иметь вид, изображенный на рис. 11.11 (кривая 4). [c.309]

Рассматривая физическую модель процесса расширения газа в вихревой трубе, особенно при наличии не ТЗУ, а ВЗУ, в котором угол ввода газового потока существенно отличается от 90 , нельзя пренебрегать осевой составляющей скорости, т.к. ее величина сравнима с тангенциальной скоростью, даже в сопловом сечении. [c.40]

Процесс расширения газа в свободном вихре или закрученной струе основного потока можно считать адиабатическим [c.42]

На основе исследований внутренней динамики течения закрученных потоков и процесса расширения газа в вихревой трубе при его истечении через винтовые каналы был разработан ряд конструкций ВЗУ, обеспечивающих усиление эффективности процесса охлаждения и сепарации жидкой фазы. [c.187]

Соотношение объемов V /Vi нетрудно связать с теплотой процесса расширения газа. Согласно первому закону термодинамики [см. уравнение (1.16)] имеем [c.80]

Рассмотрим более подробно процессы расширения и сжатия газа и связанную с этими процессами работу. Представим себе сосуд с газом, закрытый подвижным поршнем. Реальный процесс расширения газа показан на рис. 4 ломаной линией. Действительно, при расширении сперва резко уменьшается внешнее давление, а затем происходит постепенное увеличение объема, пока система опять не придет в состояние равновесия. Дальнейшее уменьшение давления приводит к следующей ступеньке. Таким образом, газ расширяется от объема VA до объема ид. При расширении он совершает работу, величина которой определяется площадью, ограниченной нижней ломаной кривой и осью абсцисс. Эта работа положительна. [c.15]

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]

Обратный процесс можно осуществить последовательно нагружая поршень порциями дроби, что вызывает резкие увеличения давления, после чего газ самопроизвольно сжимается. В этом случае исходное состояние может быть достигнуто по верхней ломаной линии и с затратой большего количества работы, чем в прямом процессе. Поэтому реальный процесс расширения газа необратим. [c.59]

Эффект снижения давления струи газа или жидкости в процессе протекания через сужение называется дросселирова нием. Процесс расширения газа путем дросселирования является изоэнтальпийиым и необратимым. [c.127]

Пусть исходное состояние газа характеризуется координатами точки А на диаграмме (рь У, Tq). Сравним изменение состояния для различных равновесных процессов расширения газа до объема Уг- Для изотермического процесса изменение происходит в-соответствии с кривой АВ. Для адиабатического процесса при [c.31]

Изложенное означает, что энтропия является мерой неупорядоченности состояния системы. Энтропия растет не только с повышением температуры, но при переходе вешества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией, например при плавлении (и возгонке) твердого вещества, при кипении жидкости. Ростом энтропии сопровождаются и процессы расширения газа, растворения кристаллов, химическое взаимодействие, протекающее с увеличением объема, например диссоциация соединения, когда вследствие роста числа частиц их неупорядоченность возрастает. Наоборот, все процессы, связанные с увеличением упорядоченности системы, такие как охлаждение, отвердевание, конденсация, сжатие, кристаллизация из растворов, химическая реакция, протекающая с уменьшением объема, например полимеризация, сопровождаются уменьшением энтропии. Возрастание энтропии вещества при повышении температуры иллюстрирует рис. 2.5. Влияние давления на энтропию можно показать на следующем примере при Т - 500 К и р-101 кПа энтропия аммиака составляет 212 Дж/(моль К), при 7 -500 К и р-30300 кПа эта величина равна 146 Дж/(моль-К), т. е. с увеличением давления энтропия снижается, но незначительно. [c.189]

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]

Наличие мертвого пространства в котором в конце нагнетания остается сжатый газ, приводит к появлению процесса расширения газа от давления нагнетания Р (точка "с") до давления всасывания Рв. [c.23]

При политропном процессе расширения газа изменение объема можно найти, продифференцировав уравнение р1/" = onst [c.152]

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]

Перетечки газа через неплотности клапанов линии всасывания в процессе расширения газа из мертвого пространства уменьшают массу газа в цилиндре. Утечки через неплотности тронкового поршня оказываюттакое же действие. Они увеличивают кажущийся показатель политропы процесса. В начале процесса расширения потоки газа через эти неплотио ти велики и показатель политропы расширения Пр > к. [c.30]

Представленные кривые показывают, что при ц > 0,8 эффективность работы охлаждаемых труб растет с уменьшением угла ввода газового потока, что объяснимо с позиций струйной модели процесса расширения газа. С уменьшением р увеличивается осевая составляющая скорости, что приводит к растяжению зоны расширения и эффективного взаимодействия струй, т.е. протяженность зоны газового потока с высоким температурным напором возрастает. Это приводит к увеличению теплосъема с единицы поверхности вихревой трубы, что находит свое отражение в повышении АТ [c.135]

Процесс расширения газа в мертвом пространстве можно считать полптропическим с показателем политропы расширения т , несколько меньшим показателя политропы сжатия т (так, например, для двухатомных газов можно принять Шр = 1,2). Поэтому [c.161]

Если в процессе расширения газа давление Pi не остается постоянным, максимальная работа процесса может быть найдена суммированием работ, производимых системой на малых отрезках пути, в пределах каждого из которых можно считать pi — onst, следовательно [c.24]

Подчеркнем, что часто встречающееся утверждение процесс необратим, так как сам по себе не-может протекать,в обратном направлении, — слишком узко. Планк настойчиво указывал на недостаточность этой формулировки Из того, что процесс сам по себе не идет в обратном направлении, еще не следует, что он необратим, как это, например, имеет место в случае многих, вполне обратимых механических процессов существенно, чтобы после окончания процесса нельзя было, применяя какие угодно вспомогательные средства, восстановить повсюду в точности начальное состояние, иначе говоря, чтобы нельзя бы по вернуть всю природу в то состояние, в котором она находилась к началу процесса . В качестве примера приведем анализ процесса расширения газа в пустоту. В данном случае вопрос об обратимости сводится к тому, возможен ли процесс, единственный результат которого заключался бы в сжатии газа без изменения его внутренней энергии. На сжатие газа надо затратить работу и, чтобы внутренняя энергия газа не увеличилась, надо отнять у него эквивалентное количество теплоты, наконец, чтобы никаких изменений в окружающем мире не произошло, надо было бы эту отнятую у газа теплоту некомпенсировално превратить в работу, что невозможно. Значит, расширение газа в пустоту необратимо. [c.92]

Представим себе газ, заключенный в термостатированный цилиндр, который снабжен поршнем, двигающимся без трения. В исходном состоянии давление газа р уравновешивается внешним давлением на поршень, создаваемым, например, набором грузиков. На рис. 2.1, а схематически изображен процесс расширения газа от Ух до Уз при уменьшении внешнего давления на известные конечные величины (поочередное снятие грузиков). Течение процесса отображено нижней ломаной кривой за каждым скачкообразным уменьшением давления следует скачкообразное увеличение объема, продолжающееся до тех пор, пока система не придет в состояние равновесия, В этом состоянии система остается до нового скачкообразного уменьше- [c.21]

Межмолекулярное взаимодействие. При изучении свойств различных веществ наряду с внутримолекулярными взаимодействиями, обусловленными действием валентных (химических) сил и характеризующимися насыщаемостью, большими энергетическими эффектами и специфичностью, следует учитывать и взаимодействие между молекулами вещества. В процессах расширения газов, конденсации, адсорбции, растворения и многих других проявляется действие именно этих сил. Часто их называют силалы Ван-дер-Ваальса. Этим подчеркивается, что их существованием объясняется отличие реальных газов от идеальных, отличие величины Рд в уравнении (IV.4) от нуля. [c.240]

Процесс расширения газов в пневмоприводе может происходить при ограниченном теплообмене с окружающей средой. В этом случае используется политропический процесс расширения идеальных газов при т = onst [c.23]