Идеальный работа при изменении состояния

При переходе вещества (пары этого вещеста подчиняются законам идеального газа) из жидкого состояния в газообразное при температуре Т и давлении 1,01-10 Па расходуется теплота парообразования. Принять, что теплота испарения не зависит от температуры. Вычислите изменение энтропии, энергии Гиббса, энергии Гельмгольца, внутренней энергии, энтальпии и работу расширения 1 моль вещества в этом процессе. Определите изменение перечисленных функций, если пары [c.97]

Следовательно, величина работы, производимая тепловой машиной, работающей по идеальному циклу Карно, зависит от разности температур нагревателя Тх и холодильника Гг и соотношения объемов рабочего тела в системе. При этом можно отметить, что изменение внутренней энергии Ai/ осталось постоянным, а работа была произведена только за счет частичного расходования энергии нагревателя на изменение состояния рабочего тела. [c.61]

На таких диаграммах можно легко проследить ход тех изменений, которым подвергается вещество (испарение, конденсация, сжатие, расширение, охлаждение, изменения адиабатические, изотермические, изоэнтальпные и другие). Для любой точки линии изменения можно быстро найти на диаграмме параметры, характеризующие состояние вещества (энтропию, энтальпию, давление, объем, температуру). В работе, связанной с развитием технологического метода, когда обязателен, например, выбор оптимального варианта процесса, проходящего при рассмотренных нами изменениях системы, энтропийные диаграммы незаменимы. Кроме того, следует помнить, что, особенно в областях низких температур и высоких давлений, поведение реальных газов резко отличается от поведения идеального газа, и расчеты по рассмотренным выше уравнениям требуют внесения поправок, трудно поддающихся вычислению, а иногда и не очень точных. Проведение расчетов с использованием энтропийных диаграмм, составленных по экспериментальным данным, обеспечивает получение значительно более точных результатов в короткое время. [c.142]

Обратимся к рассмотрению указанного цикла. Допустим, что в тепловой машине в качестве рабочего тела применяется идеальный газ. Изменением состояния газа осуществляется работа машины за счет поглощения теплоты от некоторого теплоотдатчика. [c.137]

На рис. 19.1, б, в представлены диаграммы изменения состояния газа в трехступенчатом компрессоре. Для упрощения принято, что охлаждение полное и изобарическое (охладители идеальные, без потерь). Суммарная работа изменения давления, затраченная в трех ступенях, эквивалентна площади 1234. .. 81. Выигрыш в работе по сравнению со сжатием без промежуточного охлаждения эквивалентен площади 234566 2. Недоохлаждение газа вызывает в следующей ступени увеличение работы (примерно 0,3% на каждый градус). Поэтому для повышения экономичности компрессора стремятся к возможно полному охлаждению газа в промежуточных охладителях. [c.245]

При совместном рассмотрении энергии и эксергии системы можно заключить, что для идеального процесса работа А равна эксергии Е, т. е. при изменении состояния от исходного до любого промежуточного получаемая работа АЛ равна убыли эксергии системы АЕ. В реальном процессе А А < АЕ (в пределе А А = 0), что в соответствии с 3-м свойством эксергии (см. выше) может указывать на исчезновение (потерю) части эксергии, поскольку возникает рассеяние (диссипация О) энергии в необратимых процессах. Отсюда следует, что степень термодинамического совершенства процесса тем выше, чем меньше О. Эксергетический баланс и эксергетический коэффициент полезного действия г р могут быть в общем виде представлены уравнениями (с соответствующими принятыми выше штриховыми индексами) [c.62]

Для идеальной системы произведение и.с . — величина постоянная, а для реальной системы постоянной величиной будет произведение обеих величин. Первое произведение зависит от изменения концентрации вещества в результате хода реакции, а второе — зависит от изменения работы реакции в связи с изменением состояния вещества в результате изменения концентрации. [c.19]

Для определения работы I необходимо знать зависимость между параметрами Р и и в процессе сжатия. Если известен процесс изменения состояния идеального газа, найти аналитическое выражение этой зависимости не представляет труда. Но для реального газа, сжимаемость которого отличается от сжимаемости идеального, задача усложняется. [c.21]

Одно и то же изменение состояния системы и, следовательно, одно и то же изменение внутренней энергии, может быть достигнуто разными способами, или, как часто, говорят, разными путями. Теплота и работа при этом могут оказаться совершенно различными, хотя, естественно, в силу (12.8) разность этих величин будет одна и та же. Это можно наглядно продемонстрировать на примере расширения газа под поршнем (рис. 72). Будем считать газ идеальным. Поместим цилиндр с газом в термостат. Поскольку внутренняя энергия идеального газа — функция только температуры, то расширение газа не будет сопровождаться изменением внутренней энергии, т. е. в этом случае АЕ = 0. Рассмотрим такое расширение газа, при котором расстояние поршня от основания цилиндра возрастет от А доЛа. в начальном состоянии объем газа равен 5/гд, а в конечном состоянии где 5 —площадь сечения поршня. Если к поршню извне не приложено никакой силы, скажем, происходит свободное перемещение поршня в вакууме, то процесс не связан с совершением работы, т. е. Л = 0. Следовательно, и Q = О, т. е. газ в этом процессе не получает теплоты от термостата. Если же на поршень действует некоторая сила Е (она не должна превышать величины р З, где р — давление газа в конечном состоянии, иначе поршень не сможет достигнуть верхнего положения), то перемещение поршня, приводящее к тому же самому конечному состоянию газа, будет связано с совершением работы, равной —к ). В этом [c.186]

Работа и теплота изменения состояния идеального газа. Наиболее простые соотношения для вычисления работы и теплоты различных термодинамических процессов получаются для идеальных газов. [c.62]

Рассматривая любые обратимые изменения состояния идеального газа, идущие без совершения полезной работы (ш =0), можем воспользоваться уравнением (1.26), из которого следует dS=-dH/T- V/T)dp. [c.45]

В отличие от внутренней энергии понятия теплоты и работы относятся не к системе, а к процессам. Это вид-1Ю хотя бы из того, что могут быть процессы, на которые не затрачивается ни работы, ни тепла, например расширение идеального газа в пустоту или процессы в изолированных системах, происходящие без теплообмена с окружающей средой. Тепло и работа проявляются только при протекании процессов, т. е. при изменениях состояния они являются лишь формами передачи энергии, а не самой энергией. Именно поэтому ие имеет смысла говорить [c.18]

Работа, произведенная системой при испарении одного моля жидкости с образованием идеального газа, зависит только от температуры и не зависит от давления и объема. Если удвоить давление, то изменение объема станет вдвое меньше, а произведение РАУ останется тем же. При точных вычислениях нельзя считать пар в точке кипения идеальным газом изменение объема должно измеряться экспериментально или рассчитываться по более точному уравнению состояния. [c.24]

Рис. 7.4 дает представление об изменении эксергии энтальпии идеального газа постоянного состава и постоянной теплоемкости при различных Р и Т. В идно, что эксергия при,Р>Ро и любой температуре Т То всегда положительна, т. е. газ в этих состояниях располагает запасом возможной полезной работы. Это относится и к области Т<СТо, где безразмерная энтальпия отрицательна. Отрицательные значения эксергии энтальпии возможны только при давлениях ниже давления внешней среды Р<Ро — это соответствует затратам работы извне для извлечения газа во внешнюю среду. [c.236]

Работа при изменении состояния идеального газа [c.104]

Аналогично можно представить работу изменения осмотического давления т разбавленного раствора, в котором растворенное вещество подчиняется уравнению состояния идеального газа. Такая работа соответствует изменению концентрации раствора, например его разбавлению [c.147]

При перемещении стенок вперед или назад без затраты работы происходит необратимое смешение газов, так как при возвращении стенок без затраты работы нельзя вернуть систему в первоначальное состояние. Поскольку внутренняя энергия идеального газа не зависит от объема, перемещение стенок не вызывает изменения температуры. Это следует из термодинамического уравнения состояния (6.23) и термического уравнения состояния идеальных газов. Таким образом, изменение состояния протекает изотермически. [c.93]

Вычислим теперь изменение энтропии, сопровождающее этот процесс. Для этого нужно сначала придумать обратимый процесс между данными состояниями. Это можно осуществить, заключая газ в цилиндр и медленно сжимая его поршнем, свободным от трения, поддерживая температуру газа постоянной и отводя теплоту сжатия (путем соответствующего охлаждения) сразу же при ее образовании. Условия обратимости такого процесса уже были детально рассмотрены в гл. I. Для вычисления Д5 используется уравнение (33), и поэтому нужно сначала определить тепловой эффект сжатия. Как будет показано ниже, для изотермического сжатия идеального газа изменение I/ равно нулю и поэтому, согласно первому закону, A =Q, т. е. работа сжатия равна теплоте сжатия, если обе величины выражены в одинаковых единицах. Таким образом, [c.115]

Кинетическая модель процесса составлена в предположении, что смешение носит идеальный характер, стационарное состояние устанавливается, константы скорости роста и обрыва не зависят от длины цепи и вязкости системы, обрыв происходит только путем рекомбинации, изменения плотности в реакторе не происходит. Кинетический механизм процесса заимствован из работы [8]. Значения кинетических констант выбирались из литературы (критерии выбора неизвестны) [c.132]

В приведенном выше тепловом двигателе паровая машина работает влажным паром, который не трудно разделить на сухой пар и жидкость. Тогда в идеальном цикле с ухой равновесный пар поступит в паровую машину, а насыщенная жидкость—в расширительный цилиндр. Принципиальная схема такого теплового двигателя показана на рис. 245,6, а его рабочие процессы в 5—Т и 8—/ диаграммах на рис. 246,6 и 247,6. Здесь влажный пар в состоянии с разделяется в отделителе 5 на сухой равновесный состояния с и жидкость Сд. В паровую машину поступает л кг пара, а в расширительный цилиндр (1—х) кг жидкости, где х—степень сухости пара в точке с. Следует подчеркнуть, что 5—Т и 5—1 диаграммы составлены для 1 кг вещества. По этой причине в них можно изобразить изменение состояния 1 кг раствора в рассматриваемых ниже процессах. Разделение дает два потока с массами, меньшими килограмма, и, значит, в диаграммах нельзя показать процессов, совершаемых л и (1—х) кг раствора. Однако, поскольку характер процесса с постоянной массой не зависит от ее величины, то можно для наглядности изобразить в диаграммах процессы после разделения, оговорив при этом, что они показывают изменение состояния 1 кг. [c.462]

В идеальном случае для получения холода, соответствующего изменению энтальпии /4 — /5, т. е. для изменения состояния, соответствующего точке 4, до состояния точки 5, согласно уравнению (52) I главы, необходимо затратить работу [c.36]

Рассмотрим расчет работы для важнейших процессов изменения состояния идеального газа. [c.123]

Как показывает уравнение (130.2), коэффициент активности характеризует работу или изменение химического потенциала при переходе компонента из идеального раствора в реальный при постоянных температуре, давлении и концентрации. В симметричной системе в стандартном состоянии компонент находится в чистом виде, поэтому Хд,, = 1 и = 1. Из (130.3) следует, что в стандартном состоянии коэффициент активности равен единице [c.366]

Второй класс автоколебательных систем характеризуется тем, что автоколебания в них существенно зависят от скорости подачи исходных реагирующих веществ в реактор. В этом случае колебательное поведение системы обусловливается соотношением скоростей транспорта реагирующих веществ в реактор и собственно химической реакцией. Для описания динамического поведения реактора идеального смешения наряду с системой уравнений типа (7.18), описывающей протекание процессов на элементе поверхности, необходимо рассматривать уравнения, описывающие изменения концентраций реагирующих веществ в газовой фазе [116, 131]. Взаимодействие реакции, скорость которой нелинейна, с процессами подачи реагирующих веществ в реактор идеального смешения обусловливает при определенных значениях параметров возникновение нескольких стационарных состояний в режимах работы реактора. При наличии обратимой адсорбции инертного вещества (буфера) в системе возможны автоколебания скорости реакции. При этом на поверхности сохраняется единственное стационарное состояние, и автоколебания обусловлены взаимодействием нелинейной реакции и процессов подвода реагирующих веществ в реактор. [c.319]

Повышения эффективности процесса в нестационарных условиях удалось добиться при гидрировании этилена в изотермическом реакторе с непвдвижным слоем катализатора на f-AUOj [8]. Концентрации реагентов на входе в реактор изменялись в виде ступенчатой прямоугольной функции этилена — в диапазоне 0—50 об.%, водорода — 100—50 об.%. Результаты сравнивались с данными, полученными в стационарных условиях при таких значениях составов реакционной смеси на входе в реактор, которые соответствовали средним значениям за цикл в нестационарном режиме. Степень превращения этилена сильно зависела от частоты изменения концентраций и при периодах колебаний порядка 10с проходила через максимум. Средняя наблюдаемая скорость гидрирования этилена в этом случае превышала стационарную при тех же средних концентрациях На и СгП в газовой фазе на 50%. Полученное здесь увеличение степени превращения в нестационарном режиме связано, по-видимому, с кинетическими характеристиками элементарных процессов каталитического цикла. Если представить работу в идеальных условиях, когда возможно изменение состояния газовой фазы без искажающего влияния объ1ема реактора, максимум, по-видимому, достигался бы на границе, в так называемом скользящем режиме, когда частота изменения концентрации в газовой фазе становится достаточно большой. Однако из-за демпфирующих свойств реакционного объема кусочно-постоянные изменения состава на входе в реактор доходят до поверхности катализатора сглаженными. Это влияние объема реактора начинает сказываться при временах периода, соизмеримых с вре- [c.33]

В окрестности критической точки расслаивания раствора работа, требующаяся для образования флуктуаций концентрации, очень мала. Статистическое среднее квадрата флуктуаций концентрации возрастает. Даже малые локальные изменения состояния раствора оказывают заметное влияиие на состав сравнительно больших его участков. Иначе говоря, возрастает радиус корреляции флуктуаций концентрации. В окрестности критической точки при (Т—Т ) 1—2° флуктуации концентрации встречаются так часто, что лучи света, попадающие в раствор, нередко испытывают многократное рассеяние, прежде чем выйти наружу. Поэтому раствор становится мутным. Наблюдается критическая опалесценция. Постепенно радиус корреляции флуктуаций концентрации Ь достигает величин порядка 10 м, сравнимых с длиной волны света. Тогда при рассеянии света возникают отклонения от закона Релея. При устранении помех, связанных с многократным рассеянием, и тщательном термостатировангш отклонения от закона Релея нередко наблюдаются лишь в узком интервале температур, при Т—Гк1С0,1 [42]. Растворы с развитыми флуктуациями концентрации похожи на дисперсные системы с очень малыми неоднородностями. Отличие от обычных дисперсных систем состоит в том, что флуктуации концентрации неустойчивы Они случайно возникают и быстро исчезают. Среднее время их существования т обратно пропорционалыю коэффициенту диффузии. Исследования, выполненные автором и его сотр. [43], показали, что в растворах с положительными отклонениями от идеальности, состояние которых далеко от критической точки расслаивания, -с может лежать в интервале 10 — 10 с. Время 10" с само по себе очень малое, в молекулярных [c.154]

Начальные условия для уравнений (6.5-30) и (6.5-31) имеют вид (6.5-28) и (6.5-29). Таким образом, математическая модель неизотермического химического процесса в псевдоожиженном слое в том случае, если используется предположение об идеальности перемешивания гдза в плотной фазе слоя, включает уравнения (6.5-10), (6.5-11), (6.5-16), (6.5-17), (6.5-26), (6.5-27) с граничными и начальными условиями (6.5-12), (6.5-13), (6.5-28), (6.5-29). В том случае, если используется предположение об идеальном вытеснении газа в плотной фазе слоя, математическая модель включает уравнения (6.5-10), (6.5-11), (6.5-22), (6.5-23), (6.5-30), (6.5-31) с граничными и начальными условиями (6.5-12), (6.5-13), (6.5-24), (6.5-25), (6.5-28), (6.5-29). В работе [169Гбыли сопоставлены результаты вычислений степени химического превращения, полученные с использованием этих двух моделей, и найдено, что такие результаты близки между собой. Нестационарная модель неизотермического химического процесса рассматривалась в работе [170], где предполагалось, что концентрация реагента во всех твердых частицах одинакова и всё твердые частицы имеют одинаковую температуру. Может возникать необходимость рассмотрения и более сложных моделей химических процессов в псевдоожиженном слое. Например, в случае протекания химического процесса на катализаторе с необратимо изменяющейся активностью математическая модель должна содержать уравнения, характеризующие изменение состояния частиц катализатора [171]. [c.239]

Этот результат, выведенный пока для идеальных газов, имеет самое обшее значение при переходе теплоты от высшей температуры к низшей, в отсутствие каких-либо изменений состояния, встда только часть ее может быть превращена во внешнюю работу. Эта часть в наиболее благоприятном случае, т. е. при идеально-обратимом ведении процесса, будет относиться к остатку так, как указывает приведенная только что формула. Действительно, в случае, если бы у ругой обратимый круговой процесс мог дать другое отношение между dA и W, можно было бы, надлежащим образом комбинируя оба этих круговых процесса, достигнуть превращения теплоты в работу при постоянной температуре. [c.165]

В химической термодинамике к газообразным веществам обычно применяют законы идеальных газов. Это упрощает расчеты и в большинстве случаев, связанных с работой теплоэнергетических установок, обеспечивает получение удовлетворительных результатов. Поскольку изменение состояния сложной системы сопровождается изменением количества вещества в отдельных ее составляющих, то для полной характеристики ее состояния необходимо, помимо термомеханических координат (5 и V), указывать также и все химические координаты СОСТ9ЯНИЯ. Каждая функция состояния сложной системы является, следовательно, функцией энтропии, объема и состава системы. [c.22]

ОН ПОД постоянным давлением или при постоянном объеме. При последнем условии теплоемкость бывает меньше, и разность этих двух теплоемкостей представляет то количество теплоты, которое при первом условии, не производя возвышения температуры, является причиною увеличения объема это будет скрытая теплота расширения . Понятие это вполне уясняется механическою теориею тепла (см. сноску) при нагревании под постоянным объемом остается в экономии та работа, которая, при нагревании под постоянным давлением, выражается расширением и несет название внешней работы. При сообщении теплоты газам, находящимся под постоянным давлением, часть ее идет на то изменение состояния вещества, которое проявляется возвышением температуры, другая — выра5кается в виде наружной работы. Скрытая теплота расширения, очевидно, будет не что иное, как переход известной части работы из формы термической в другую форму. При сообщении теплоты телам, в которых частицы обнаруживают известное сцепление, часть тепла переходит еще в так называемую внутреннюю работу, уменьшающую это сцепление и приближающую тело к состоянию совершенного газа, при котором сцепление = 0. Если состояние постоянных газов и не вполне подходит к такому идеально-совершенному газообразному состоянию, то тем не менее они близки к нему, и внутренняя работа может считаться для них не существующею. Понятно, что в таком предположении, при нагревании одного и того же количества газа до одной и той н е температуры, один раз — под постоянным давлением, другой — под постоянным объемом, останется, в последнем случае, сохраненным все количество теплоты, произ-водяшее, в первом случае, наружную работу. Но работа эта может быть измерена, и при выражении ее в единицах работы, а теплоты, оставшейся в экономии, в единицах теплоты,— между обоими числами должно быть получено отношение, отвечающее механическому эквиваленту теплоты. Такие определения действительно сделаны и дали для этого эквивалента цифру, тожественную с найденной прямыми опытами.— Любопытно также заключение, к которому ведет механическая теория тепла, если принять в расчет коэффициент расширения газов, равный для 1°, как было указано выше, = /а7з- При определенной температуре газ производит определенное давление и может быть рассматриваем как запас силы, изменяющийся пропорционально температуре он увеличивается, и давление возрастает для каждого градуса на /273.—Ясно, что нри понижении темпера- [c.84]

Под политропным процессом подразумевают изменение состояния тела, подчиняющееся уравнению py = onst, где п — постоянное число. При расширении газа показатель п<к отвечает процессу с подводом теплоты, а п>к — процессу с отводом теплоты. Для идеальных газов (Св=сопз1) политропный процесс может рассматриваться как изменение состояния, при котором доля а теплоты, приведшей к изменению внутренней энергии и газа, и доля (1—а), трансформируемая во внешнюю работу, находятся в постоянном определенном соотношении [c.24]

Свойства газов при высоком разрежении и при высоких давлениях. Газы в сильно разреженном состоянии находят широкое применение как при исследовательской работе, так и в производстве. Современные насосы дают возможность достигать такого разрежения, что остаточное давление газа уменьшается до Ю мм рт. ст. При значительном разрежении к газам хорошо применимы законы идеальных газов. Однако некоторые свойства газов претерпевают при эток существенные изменения. [c.116]