Термодинамические процессы Уравнение и диаграммы состояния

Термодинамическая теория перегонки основана на использовании введенного в главе I понятия равновесного процесса, в котором интенсивные свойства системы приобретают определен-, ность, позволяющую вести расчеты с помощью диаграмм состояния и уравнений парожидкостного равновесия на основе материального и энергетического балансов. [c.63]

Термодинамические диаграммы. Уравнения состояния рабочих тел паровых холодильных машин сложны, поэтому расчет и анализ их циклов в большинстве случаев ведут с помощью термодинамических диаграмм. Практически наиболее распространены три диаграммы энтропия — температура ( , Т), энтальпия — логарифм давления (/, 1д/>)и энтропия—энтальпия (в, г) ис. 18). Каждая из диаграмм имеет особенности. По 3, СГ-диаграмме можно определить количество подведенного и отведенного тепла с помощью площадей, расположенных под пиниями процессов. В 1, р-и 8, -диаграммах отрезки по оси энтальпии выражают тепловой эквивалент работы адиабатических процессов и количества подведенного и отведенного тепла в изобарических процессах [3, 36]. [c.32]

По сути дела такое преобразование ничего не меняет, однако, если рассматривать только ту ограниченную область диаграммы состояния, в которой протекает рассматриваемый процесс, на основе уравнения (3.44) можно проводить расчеты, используя в качестве термического параметра не термодинамическую температуру, а условную. Таким образом, по суш,еству, реальный газ заменяется некоторым идеальным с индивидуальной для каждой области диаграммы шкалой условных температур. [c.115]

Наряду с этим, из уравнения (85) следует, что при адиабатических процессах, т. е. при процессах, идущих без теплообмена с внешней средой (Q = onst), AS системы равно нулю, т. е. энтропия ее остается постоянной. Это дзет возможность относительно легко рассчитывать необходимые адиабатические процессы при помощи энтропийных диаграмм (см. ниже, пример 5). Все значения термодинамических функций в настоящее время приведены к единым, так называемым стандартным условиям t— 25° С и Р = 1 ата) состояния системы. Величины термодинамических функций приведены в стандартных таблицах ( см. приложение I, табл. 22), которые являются очень удобными в пользовании и позволяют вести расчеты с наибольшей точностью. Эти таблицы содержат а) изменение теплосодержания АР (или, что то же, теплоту образования q)] б) изменение свободной энергии Afo химических соединений при стандартных условиях (25 С и 1 ата) по отношению к образующим их элементам. Кроме того, таблицы включают также абсолютные значения энтропии элементов и соединений, выраженной в кал г-мол-град. [c.212]

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]

Термодинамические процессы неидеальных газов исследовать ранее рассмотренными методами сложно. Особенно трудно проводить анализ процессов, протекающих при высоких давлениях. Это объясняется чрезвычайной сложностью уравнения состояния реал ,-ных газов. Поэтому на практике больщей частью пользуются для расчетов специальными таблицами и диаграммами, характеризующими свойства этих тел. Большое распространение получили так называемые скелетные таблицы водяного пара, в которых приводятся значения наиболее часто используемых термодинамических характеристик (давление, температура, удельный объем, плотность, энтальпия, теплота парообразования, энтропия и др.) ряда его состояний [4] (см. Приложение 1.7). [c.77]

При изучении обратимых термодинамических процессов идеального газа, мы неоднократно использовали Р—V- и Т—5-диаграммы для наглядной иллюстрации изучаемых процессов. Для расчета процессов с участием идеального газа, а также воздуха и некоторых легких газов (азот, водород, гелий, кислород и т. п.) при Я < 10 Па и Г > О °С нет особой необходимости в диаграмме состояния, так как для них имеется весьма простое уравнение состояния, действительное в указанных условиях. Но даже перечисленные газы в условиях, близких к критическим, не подчиняются уравнению состояния идеального газа, не говоря уже [c.103]

Мы получили высокое отрицательное значение свободной энергии. Из этого следует, что окисление глюкозы в данных условиях термодинамически возможно, а обратный процесс (синтез молекулы глюкозы из СО2 и Н2О) в замкнутой системе протекать не может. Мы можем определить также, что нужно для того, чтобы реакция пошла. А вот, с какой скоростью она пойдет, термодинамика ответить не может. Не может, потому что уровни энергии исходного и конечного состояний Н и па энергетической диаграмме, рис. 1) никак не связаны с высотой барьера а именно энергия активации Е определяет по уравнению Аррениуса скорость протекания реакции. [c.35]

Термогазодинамические расчеты центробежных компрессорных машин, заключающиеся в определении термических параметров по уравнению состояния, а калорических — по уравнениям, приведенным в гл. 1 и п. 3.2, требуют значительных затрат машинного времени. Расчеты вручную практически полностью исключаются, потому что использование даже крупномасштабных диаграмм состояния не может обеспечить требуемой точности, а интерполяция термодинамических таблиц в условиях итерационного процесса решения систем уравнений слишком трудоемка. На практике можно использовать диаграммы и таблицы при расчете параметров ступени, секции или компрессора в целом, однако провести поэлементный расчет с определением параметров потока в характерных сечениях ступени затруднительно. Несмотря на то что большинство изложенных в настоящей книге методов ориентированы на машинный счет, для предварительной оценки параметров в отдельных сечениях, в частности при проверке правильности работы моделей, уже реализованных на ЭВМ, всегда приходится прибегать к расчетам вручную. Для этого требуется возможно более простой приближенный метод, обеспечивающий достаточную для инженерных целей точность. [c.113]

Зеренсена и Мак Бена-, которые изучали процессы высаливания белков и желатина из водных растворов солями N32804, (N N4)2504, КЫОз, К аМОз и т. д. Зцая число компонентов и число фаз, они рассчитывали по уравнению (3) число степеней свободы для исследованных систем. На основании этого был сделан вывод, что растворы желатина термодинамически устойчивы в том смысле, в каком устойчивы кристалл1л или растворы сахара ч соли Несмотря на наличие таких указаний, растворы желатина, так же как и других полимеров, очень долго считались коллоидными, агрега-тивно II термодинамически неустойчивыми системами. Такие представления. однако, впоследствии были опровергнуты и были получены диаграммы состояния для многих систем полимер — растворитель. [c.326]

Первые работы по применению правила фаз к растворам полимеров принадлежат Зеренсену и Мак-Бену [11], которые изучали процессы высаливания белков и желатины из водных растворов солями Ыа2304, (NH4)2S04, КНОз, КаКОз и т.д. Зная число компонентов и число фаз, они рассчитывали по уравнению (10.3) число степеней свободы для исследованных систем. На основании этого был сделан вывод, что растворы желатины термодинамически устойчивы в том смысле, в каком устойчивы кристаллы или растворы сахара и соли . Несмотря на наличие таких указаний, растворы желатины, так же как и других полимеров, очень долго считались коллоидными, агрегативно и термодинамически неустойчивыми системами. Такие представления, однако, впоследствии были опровергнуты и было показано, что самопроизвольно образующиеся растворы полимеров являются истинными растворами. Большую роль в этом сыграли работы Каргина, Роговина и Папкова [12], которые получили первые диаграммы состояния полимер— растворитель. Они обратили внимание на то, что все точки на кривой взаимного смешения получены в равновесных условиях, следовательно, состояние системы не зависит от пути достижения равновесия. Поэтому применимость правила фаз является критерием обратимости и термодинамической устойчивости системы полимер — растворитель. [c.282]

Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о сушествова-нии безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для сложнонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, термофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения по Гриффиту аа ° соответствует безопасному напряженую оо, а не критическому (Тк, как это считалось до сих пор общепринятым. [c.314]

При фазовом разделении по нуклеационному механизму, т.е. в области фазовой диаграммы вблизи бинодали (для полимер-полимерных композитов - обычно при малом содержании одного из компонентов), зародыши новой фазы представляют собой микрокапли, коалесценция которых происходит, согласно Лифшицу [515], по механизму поедания мелких капель более крупными. При сохранении в системе достаточной подвижности происходит дальнейшая коалесценция капель и образование из них разнообразных структур (агрегатов-флокул, рети-кз лярных структур типа непрерывных сеток и т.д.). С учетом временной зависимости функции распределения зародышей по размерам рост их можно выразить через кинетическое уравнение типа уравнения Фоккера - Планка. Такая картина возможна только в том случае, когда система в течение всего времени разделения фаз поддерживается в метастабильной области вблизи бинодали. Устойчивость процесса нуклеации и роста для всей системы в целом обеспечивается вследствие сохранения положительного знака коэффициента диффузии. Постепенный переход системы в стеклообразное состояние при сохранении нуклеационного механизма разделения приводит к замораживанию неравновесных состояний и формированию диффузных областей, не являющихся термодинамически равновесными, т.е. к образованию межфазных областей между микрообластями фазового разделения [516]. [c.208]