Параметры газа и уравнения состояния

Основными параметрами состояния газа являются давление, температура и удельный объем. Эти параметры связаны между собой определенной аналитической зависимостью, которая называется уравнением состояния газа. [c.20]

Уравнение состояния идеального газа. В общем случае переход газа из одного состояния в другое сопровождается изменением 1 сех трех параметров состояния. Пользуясь законами Бойля — Мариотта и Гей-Люссака, можно вывести уравнение, связывающее параметры состояния газа в этом случае. [c.22]

Важно, что в общем случае показатель политропы есть величина переменная, зависящая от р и у или любой другой пары независимых термодинамических параметров. Эта зависимость определяется видом уравнения состояния, и поэтому уравнение (2.6) может быть проинтегрировано лишь в ограниченном числе частных случаев. Из них практический интерес представляет лишь случай идеального газа, у которого теплоемкости Ср и Сц постоянны, а внутренняя энергия и энтальпия являются функциями только температуры. Это означает, что для идеального газа частные производные (ди/ди),- и (дИдр)т обращаются в нуль и показатель политропы будет определен выражением [c.56]

Свойства реальных газов, сжимаемых в центробежных компрессорных машинах, описываются более сложными уравнениями состояния и значительно отличаются от свойств идеального газа. В зависимости от того, какие параметры входят в уравнение изоэнтропы, различают три ее показателя кр , кр-р, к г которые неодинаковы по величине, изменяются от точки к точке и могут быть строго определены только в дифференциальной форме. Это делает затруднительным использование показателей изоэнтропы в расчетах и в качестве критерия подобия. [c.70]

Уравнения состояния газа и термодинамические диаграммы. Сжатие реального газа сопровождается изменением его объема, давления и температуры. Соотношение между этими параметрами при давлении не более 10 н/м ( 10 ат), характеризуется уравнением состояния идеальных газов. [c.153]

Метод Битти—Бриджмена для смесей реальных газов. Достоинством уравнения Битти—Бриджмена является возможность его применения для расчета термических и калорических параметров смесей. Уравнение состояния смеси записывается в том же виде, что и уравнения (1.76) и (1.77), а константы смесей по методу Битти получаются сочетанием констант уравнения состояния для i чистых компонентов [c.40]

Подставляя в уравнение состояния идеального газа значения параметров при нормальных условиях (р= 101 325 Па, Т = 273,15 К), получим [c.24]

Естественное желание инженера использовать при расчетах параметров реального газа уравнение состояния одного вида, в котором изменяться будут только числовые константы, может быть удовлетворено и при использовании уравнения Битти-Бриджмена, если принять во внимание, что оно может быть представлено в вириальной форме Боголюбова—Майера [3] [c.37]

Уравнение РУ = пКТ принято называть уравнением состояния идеального газа, поскольку оно описывает состояние системы при помощи измеряемых переменных Р, У, Г (параметров состояния) и п (рис. 3-17). Предлагались другие уравнения состояния, которые описывают свойства реальных газов лучше, чем уравнение состояния идеального Г за. Наибольшее распространение среди них получило уравнение, предложенное в 1873 г. Ван-дер-Ваальсом. Ван-дер-Ваальс предположил, что для реальных газов также можно воспользоваться понятиями идеального давления Р и идеального объема V, к которым применимо идеальное уравнение Р У = пКТ, однако из-за отклонения свойств реальных газов от идеальных эти величины не совпадают с измеряемыми давлением Р и объемом У. Он полагал, что идеальный объем должен быть меньше измеряемого объема, поскольку реальные молекулы отнюдь не являются точечными массами, а имеют конечный объем, и вследствие этого часть объема сосуда, занятая другими молекулами, оказывается недоступной для [c.152]

Уравнение Ван-дер-Ваальса не дает удовлетворительной точности при вычислении параметров состояния реального газа. Уравнения состояния, предложенные многими другими исследователями, либо имеют ограниченную область применимости и недостаточно точны за ее пределами, либо сложны для практического использования. Уравнение состояния (1.6) выражает в простейшей форме зависимость между параметрами реального газа, а точность его определяется надежностью данных об избыточном объеме Ь. [c.10]

Уравнение К—М часто называют уравнением состояния идеального газа. Уравнение состояния — это уравнение, связывающее между собой параметры состояния вещества — давление, объем и температуру. Газ, который полностью подчиняется уравнению состояния (4.1), называется идеальным. Такой газ не существует в действительности. Реальные газы хорошо подчиняются уравнению К— М при низких давлениях и высоких температурах. [c.44]

Уравнение состояния. В термодинамике газ называют идеальным, если его параметры подчиняются уравнению состояния [c.221]

Достоинством такого похода к расчету политропных процессов в реальных газах является то обстоятельство, что в расчетных формулах используются только термические и калорические параметры состояния, которые могут быть определены из уравнений состояния. Показатель изоэнтропы /г, входящий в большинство расчетных зависимостей для идеального газа и обычно оказывающий сильное влияние иа точность расчетов, в этом случае не используется совсем. [c.58]

С учетом параметра R уравнение состояния совершенного газа (характеристическое уравнение) примет вид [c.31]

Уравнение состояния. В неявном виде параметры газа связаны зависимостью F р, V, Т) = 0. Если газы находятся при низких давлениях и умеренной температуре, то они подчиняются закону Менделеева — Клапейрона и считаются идеальными pV = = mRT. При расчете рабочих процессов в вакуум-насосах низкого вакуума и компрессорах низкого и среднего давления большинство газов не дают значительных отклонений от уравнения идеального газа. Расчеты процессов с многоатомными газами и парами при умеренных давлениях и температурах и все процессы с газами при высоких и сверхвысоких давлениях с использованием уравнения идеального газа недопустимы. [c.58]

Для воздуха и его компонентов, как и для любого реального газа, уравнения состояния, выражающие связь между термическими параметрами в виде функции [c.10]

Внутренние системы уравнения состояния, систсмы процедур определения термически) , и калорических параметров газа,тепло-физических свойств теплоносителей и т. п. [c.182]

Для воздуха и его компонентов, как и для любого реального газа, уравнения состояния, выражающие связь между термическими параметрами в виде функции F (р, v, Т) = О могут быть установлены только опытным путем. [c.10]

Описание условий фазового и химического равновесия через химические потенциалы имеет недостатком то, что эти величины не поддаются непосредственному измерению. Поэтому для получения расчетных соотношений необходимо выразить их через параметры состояния системы. Такой подход термодинамически обоснован при рассмотрении идеальных систем, когда имеются уравнения состояния. Однако для реальных систем до настоящего времени отсутствует общепринятое уравнение состояния реального газа в связи с чем вывод соотношений для термодинамических функций и описания условий равновесия крайне затруднен. С использованием функции фугитивности условие равновесия реальных систем выражается как [c.100]

Подобие критических явлений в объектах разной природы позволяет рассматривать их с единой точки зрения. В 19 веке наиболее полно были исследованы переходы пар - жидкость и газ - жидкость. В работах Ван-дер-Ваальса, Клаузиуса, Дитеричи было получено приведенное уравнение состояния и сформулирован закон соответственных состояний [12] для приведенных величин. Приведенные значения получают делением количественных значений свойств на критические свойства. Согласно закону соответственных состояний у сходных по природе веществ приведенное давление насыщенного пара является универсальной функцией температуры, а энтропия парообразования является универсальной функцией приведенной температуры (уточненное правило Трутона о равенстве отношений теплот парообразования различных жидкостей к их температурам кипения). Питцер и Гутенгейм развили теорию соответственных состояний для жидкостей. Для всех объектов существуют определенные физические величины, температурная зависимость которых вблизи точек переходов различной природы почти одинакова. Отсюда следует предположение об изоморфно-сти критических явлений термодинамические функции вблизи критических точек одинаковым образом зависят от температуры и параметра порядка при соответствующем выборе. термодинамических переменных. [c.21]

Зная уравнение состояния газа, можно любой из его параметров р, [c.9]

Состояние идеального газа характеризз ется тремя параметрами давлением р, температурой Т и плотностью д. Связь между этими параметрами определяется уравнением состояния [c.10]

Таким образом, любые три параметра состоянии (например, давление Р, удельный объем У и темпера,тура Г) чистого вещества однозначно связаны между собой. Уравнеши, связывающие между собой эти параметры, называются уравнениями состояния. Уравнение состояния идеального газа РУ = пМТ (где п — число молей газа, Т — абсолютная температура, универсальная газовая постоянная К = = 8,31 Дж/(моль К). В свою очередь = 1,38-10 Дж/К — постоянная Больцмана, а ТУа = 6,02 10 моль — число Авогадро) в общем случае можно выразить как /(Р, Г, V) = 0. [c.10]

Из (7.27) с учетом данных табл. 7.5 следует, что при отклонении значения параметра от нулевого уравнение состояния приближается к уравнению состояния идеального газа. На рис. 7.8 приведены результаты расчета зависимости давления от плотности числа частиц в системе. Эти данные показывают, что точка фазового перехода согласуется с оценкой в приближении (7.25). [c.131]

Комбинирование констант в уравнении состояния является последним из предложенных методов. Можно ожидать, что при надлежащих значениях параметров обычные уравнения состояния будут подходить и для смеси газов, если последние не реагируют химически, проявляя этим сходство с чистым газом. Если бы пара-метры смеси имели какое-либо известное отношение к параметрам составных частей, то можно было бы вычислить коэфициенты сжимаемости и термодинамические свойства смеси, не производя непосредственного экспериментального ее исследования. После того как Ван-дер-Ваальс предложил свое уравнение со стояния, было испробовано несколько методов получения констант а и Ь для смесей, исходя из констант а и Ь для составных частей. Битти и Икехара дали обзор этих попыток. Анализ размерностей [c.205]

Параметрами состояния называются физические величины, характеризующие макроскопические свойства среды,— плотность, давление, температуру, объем. Они, как правило, связаны уравнением состояния (например, для идеального газа, это уравнение (1.21)), потому для определения макроскопического состояния достаточно задавать не все параметры состояния, а лишь некоторые из них. Функциями состояния называются такие физические характеристики, изменение которых нри переходе системы из одного состояния в другое зависит лишь от параметров состояния (начального и конечного), а не от пути перехода (т. е. особенностей кинетики процесса). Функции состояния, посредством котбрых (или их производных) могут быть в явном виде выражены термодинамические свойства системы, называются характеристическими. Важнейшими из них являются внутренняя энергия и, энтальпия Н, энтропия 8, равновесная свободная энергия (или потенциал) Гиббса О, равновесная свободная энергия (или потенциал) Гельмгольца Р. Если же значение функции за- [c.22]

Другие уравнения состояния получены в большей или меньшей степени на эмпирической основе, поэтому их параметры связаны очень мало или совсем не связаны со свойствами молекул. Таким образом, экстраполяция по этим уравнениям весьма рискованна, ибо они надежно описывают только ту область параметров состояния, для которой имеются экспериментальные данные. Если экстраполяция необходима, то ее лучше осуществлять с помощью уравнения, имеющего теоретическую основу. (Это утверждение не следует рассматривать как разрешение на произвольную экстраполяцию для вириального уравнения. При любой экстраполяции необходимо соблюдать большую осторожность.) Однако основное достоинство вириального уравнения состояния заключается не в возможности более обоснованной экстраполяции, а в его теоретически аргументированной связи с межмолекулярными взаимодействиями, в частности с силами, действующими между молекулами. Как известно, многие макроскопические свойства вещества в большой степени зависят от межмолекулярных сил. Для некоторых из них, например транспортных свойств разреженных газов, вириальных коэффициентов и свойств простых кристаллов, функциональная связь между межмолекулярными силами и указанными свойствами вполне понятна. Это позволяет на основании экспериментально определенных свойств рассчитывать межмолекулярные силы, и, наоборот, зная последние, рассчитывать макроскопические свойства. Однако теория уравнения состояния и транспортных свойств сжатых газов, а также свойств жидкостей и твердых веществ сложной структуры находится на начальной стадии развития, и успех в этой области зависит от нашего знания природы межмолекулярных сил, основанного на экспериментальных данных по макроскопическим свойствам. [c.9]

Если известно состояние 1 реального газа и один из параметров, кроме удельного объема в состоянии 2, то остальные могут быть найдены с помощью диаграмм состояния, таблиц термодинамических свойств данного газа или же из соответствующего уравнения состояния. Удельная работа сжатия, т. е. работа, приходящаяся на единицу массы газа, в изохорном процессе от состояния 1 до состояния 2 [c.15]

Зо всех остальных, дово.сьпо широких пределах практического использования уравнения состояния реального газа рекомендуется применять метод псевдокритических параметров состояния в сочетании с обобщенными даинымп по коэффициенту сжимаемости. Получающиеся в этом случае расхождения с опытными данными оказЕлваются наименьшими. [c.20]

Газы. Изучение свойств реальных (неидеальш.тх) газов послужило первым эксперимеитальным источником па1пих сведс-пий о межмолекулярных силах. В этих исследованиях широко применялись модельные потенциалы с параметрами, подгоняемыми по различным термофизическим свойствам разреженных газов (уравнение состояния, вязкость, коэффициенты переноса и др.) [87, 88]. [c.245]

Примепеинс каждого из уравнений определяется характером поставленной задачи и требуемой точностью расчетов. При расчете процессов сжатия перегретого пара при средних и малых давлениях и илотиостях, не превышающих критической плотности, инженерная точность вполне может быть обеспечена с помощью уравнений Битти—Бриджмена, Старлинга, БВР. Существенным преимуществом этпх уравнений является возможность расчета параметров смесей реальных газов, которые часто являются рабочими веществами компрессоров в химическом и нефтехимическом производствах. Если необходима высокая точность расчетов, то применяют уравнения Боголюбова—Майера, Клёцкого и др. Отметим, что по существу почти псе известные уравнения состояния являются математическими аппроксимациями двумерных термодинамических поверхностей, описывающих термические свойства реальных газов. Поэтому точность р—V—Г-зависимостей определяется главным образом степенью полинома, который входит в уравнение состояния. Так, уравнение Битти—Бриджмена является уравнением третьей степени по температуре и плотности, уравнение БВР — пятой степени по плотности и третьей степени по температуре, уравнение Старлинга — пятой степени и по плотности и по температуре. В некоторых случаях таких значений степени недостаточно для получений нужной точности, тогда принимают уравнение Боголюбова—Майера, которое теоретически представляет собой бесконечный ряд по степеням температуры и плотности. Однако на практике даже для прецизионного описания термических свойств редко приходится применять степени выше восьмой. [c.18]

Термодинамическая поверхность вещества, охватывающая широкую область параметров состояния (от состояния идеального газа до кривой плавления), разделена на две зоны по критической изохоре. Для каждой зоны составлены взаимосогласованные уравнения состояния, обеспечивающие плавный переход термодинамической поверхности через линию раздела и строгое соблюдение условий в критической точке (параметры в ней обозначаются с индексом кр). Основное уравнение системы имеет вид [26] [c.35]

В зависимости от объема измерений во входном сечении ступени (точка н на рис. 4.25) будут отличаться и методы определения основных термогазодинамических параметров. Все расчеты ведутся по одномерной теории в предположении, что измеренные параметры постоянны по сечению. Случаи отступления от этого положения будут оговариваться особо. В связи с тем, что система измерений должна быть, по возможности, наиболее простой, рассмотрим случай, когда в сечении площадью измеряются статическое давление р., и температура торможения Т1. Массовая производительность компрессора О измеряется с помощью специальных устройств вне компрессора. Следовательно, из опытных данных непосредственно нельзя определить ни точку н (рпс. 3.1), определяющую состояние изоэнтроппо-заторможенного потока, так как неизвестно давление торможения / ,, ни точку н, определяющую статическое состояние газа, так как неизвестна статическая температура Т . В тех случаях, когда влияние сжимаемости невелико, можно положить Т = Тп и затем, определив плотность по уравнению состояния р = / (р , Т ), сразу искать скорость потока. Однако, если это может вызвать значительные погрешности, необходимо решать систему уравнении термогазодинамики совместно с уравнением состояния сжимаемого газа. [c.84]

Уравнения состояния либо основаны на теоретических предпосылках, либо эмпирические. Примером последних является уравнение Бенедикта—Вебба—Рубина [19]. Оно широко применяется при расчете производств газовой и нефтеперерабатывающей промышленности, но достаточно трудоемко из-за того, что необходимо большое количество экспериментальных данных для определения параметров. Другим недостатком его является пригодность лишь к системам неполярных веществ с аналогичными свойствами (например, к природному газу). [c.98]

Математически слабым местом в приведенных выше выводах является вопрос существования (т. е. сходимости) разложения (2.49) для р (или для 1п Н) по степеням г. Мы предположили его существование, и во всех случаях, которые будут рассмотрены, это предположение справедливо. Однако в существовании сходимости нет полной гарантии, и можно представить особые случаи сильно вырожденных или сильно взаимодействующих систем, для которых разложение (2.49) недействительно. (Мы уже упоминали случай полностью ионизированного газа.) Более совершенные методы вывода, в которых большое внимание уде-, лялось развитию группового разложения, были разработаны Стиллингером и Кирквудом [25]. Они нашли, что в общем случае разложение формально можно получить, но коэффициенты будут функциями параметра разложения г. Таким образом, в самом общем случае не представляется возможным явно выделить г для ряда по давлению (2.49) и ряда по плотности (2.55), или, иначе говоря, уравнение состояния в вириальной форме не всегда существует. Тем не менее можно сделать следующий вывод если вириальное уравнение состояния существует, то мы можем рассчитать вириальные коэффициенты из функций распределения. Точная область сходимости до сих пор остается до конца не выясненной, хотя эти разложения схо--дятся в ненулевой области для некоторых потенциалев взаимодействия, как уже отмечалось в разд. 1.4. [c.40]

Характерным параметром влажного воздуха является его влагосодержание X, т. е. количество влаги, приходящееся на 1 кГ сухого воздуха кГвл1кГ с. в.), не изменяющееся при нагревании или охлаждении воздуха. Используя уравнение состояния газов РУ = ОЛТ, можно написать для водяного нара [c.297]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология