Сжатие газов уравнения состояния

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]

Допустим, что в одной половине сосуда, имеющего перегородку, находится газ. Если перегородку убрать, то газ займет весь объем сосуда в результате хаотического движения его молекул. Новое состояние газа по сравнению с первоначальным менее упорядочено, поэтому энтропия газа будет больше. Вероятность того, что через какое-то время молекулы газа самопроизвольно соберутся в одной половине сосуда, равна нулю. Следовательно, самопроизвольное расширение газа более вероятно по сравнению с самопроизвольным сжатием газа. Количественную связь между энтропией 5 и термодинамической вероятностью нахождения системы в данном состоянии выражают с помощью уравнения Больцмана [c.42]

Ван-дер-Ваальс (1878) внес соответствующие поправки в уравнение Клапейрона —Менделеева с учетом объема молекул газа и сил взаимодействия между ними. При этом он исходил из следующих соображений. Если взять какой-то сосуд объемом V, в котором находится N молекул газа, то любая молекула этого газа не может находиться в тех местах объема сосуда, где находятся остальные N—1 молекул, т. е. ей доступен не весь объем сосуда, а только часть его, равная V—Ь. Величина несжимаемого пространства Ь равна, согласно Ван-дер-Ваальсу, учетверенному сплошному объему самих молекул. Уменьшение объема газа происходит, таким образом, за счет сжатия свободного пространства V—Ь. По этой причине в уравнении состояния идеального газа (1,17) вместо V необходимо взять величину У-Ь [c.25]

Оценка точности метода условных температур. Для оценки точности метода условных температур выполнялись численные расчеты с использованием уравнения состояния Боголюбова— Майера (1.32) применительно к хладагенту R12, свойства которого наиболее сильно отличаются от свойств идеального газа [17]. Расчетной проверке подвергались политропные процессы, соответствующие адиабатному сжатию с потерями, протекающие в непосредственной близости от линии насыщения. В этой области [c.116]

Полученное выражение — это термическое уравнение состояния классического идеального газа. Так как разность Ср — Су определяется термическим уравнением состояния [Ср — Су — = а У7/р, где а = (дУ/дТ)р — коэффициент термического расширения =—У- дУ/др)т — коэффициент изотермического сжатия], то эта разность имеет классическое значение. Для молярных теплоемкостей Ср — Су = / . [c.106]

Работа сжатия газа до состояния насыщения определяется по обычному в термодинамике уравнению изотермического сжатия [c.133]

Сумма состояний для сильно сжатого газа. Сумма состояний/ соответствующая внешним степеням свободы, для единичной молекулы, движущейся в потенциальном поле внутри ячейки, может быть представлена следующим выражением [см. уравнение (67.23)] [c.563]

Интересна работа Ю. Н. Рябинина, А. М. Маркевича и др. [412, 413] по получению сверхвысоких давлений (до 10 ООО кг см ) и высоких температур (до 3000° С) путем адиабатического сжатия. Изучено уравнение состояния газов в условиях, приближающихся к наблюдаемым при взрыве. [c.71]

Поскольку АС° не зависит от давления, константа равновесия тоже не зависит от давления. Независимо от того, насколько мы сожмем смесь газов РС , РС з и С , отношение их активностей в состоянии равновесия [см. уравнение (17-3)] останется неизменным. При сжатии газов условия равновесия смещаются таким образом, что константа равновесия все время остается постоянной. [c.96]

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]

В заключение можно отметить, что механико-статистические основы вириального уравнения состояния весьма надежны. Действительно, это одна из наиболее развитых областей статистической физики. В свое время надеялись, что вириальное разложение может привести к фундаментальному объяснению явления конденсации. Однако этого не произошло ввиду ограничения сходимости вириального разложения, которое может быть уже неудовлетворительным для сжатого газа. Основным преимуществом вириального уравнения состояния является прямая связь вириальных коэффициентов с межмолекулярными силами, поэтому имеет смысл обобщить выводы, относящиеся к этому преимуществу. [c.266]

Уравнение состояния для сжатого газа [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]

При сжатии реальных газов вид выражения для определения объемного коэффициента зависит от уравнения состояния реального газа. Наиболее часто реальность газа учитывается с помощью коэффициента сжимаемости поэтому можно записать [c.36]

Какое количество теплоты необходимо отвести при сжатии 1 моль метана от / 1 = 1 до Яг = 400, чтобы обеспечить изотер-мичность процесса ( = 0) При расчете воспользоваться уравнением состояния Ван-дер-Ваальса значения а и Ь для метана см. в приложении VII. Объем газа до сжатия найти по уравнению Менделеева — Клапейрона, объем после сжатия — по уравнению Ван-дер Ваальса. [c.15]

Филиппов Л.П., Воробьева Е.В. Внутреннее давление и уравнение состояния нормальных жидкостей и сжатых газов//Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск, 1983. С. 112- [c.92]

Сочетание (VI, 14) и (VI, 17) для сильно сжатых газов дает неудовлетворительные результаты сжимаемость смеси можно найти комбинацией (VI, 11) с различными уравнениями состояния чистых газов в общем виде по уравнению Р = Y Ц)i(T, V, N ) [где ф1(7 , У,Ыг) равна давлению, которым обладал бы компонент, для которого справедливо данное уравнение состояния при температуре и мольном объеме смеси]. Так, считая возможным применить (VI, 19), получим [c.137]

Оцените AG для обратимого изотермического сжатия 1 моля газа от Р до газ подчиняется уравнению состояния [c.41]

Уравнение состояния газа (Р + а/У)У= RT. Найдите изменение и, Н, А, G и S одного моля этого газа при изотермическом сжатии от давления Р до Р2. [c.43]

При этом процесс проводится так, что на любой его стадии сохраняется соотношение между р и У, соответствующее уравнению (1.5), т.е. что процесс состоит из совокупности состояний равновесия. Подобный воображаемый процесс, который, естественно, должен быть бесконечно медленным, называется обратимым.) Такие процессы при возвращений системы в исходное состояние, в нашем случае при сжатии газа, проходят те же самые промежуточные состояния, что и при переходе из начального в конечное состояние. [c.9]

Если газ не ведет себя идеально, го следует ожи= ать, что уравнение состояния Д-1Я него будет отличаться от простого уравнення рУ=пЯТ, характеризуюш,его идеальный газ. Можно предположи гь, что газ нельзя охладить до нулевого объема или сжать так, чтобы ои исчез, поскольку известно, что в некоторой области давления и те.мпературы газы становятся жидки.мн и твердыми. [c.44]

Если парциальный молярный объем воды в сжатом газе в его бесконечно разбавленном растворе в критической фазе равен минус бесконечности, то по мере удаления раствора от состояния критического бесконечно разбавленного раствора парциальный молярный объем воды в газовой фазе будет переходить через конечные отрицательные значения, ноль, к постепенно увеличивающимся положительным значениям, наблюдаемым в обычных растворах. При этом парциальный молярный объем воды в газовой фазе при определенных значениях давления окажется равным парциальному объему жидкой воды. В этом состоянии в соответствии с уравнением (IX. 23) будет достигнута минимальная растворимость воды в газе. По экспериментальным данным (см. гл. Ill) минимальные растворимости воды в газе при невысоких температурах и относительно невысоких давлениях наблюдаются у двух газов, образующих водородные связи с водой (у диоксида углерода при 25 -75° С (см. табл. 43) и у сероводорода при 104,4 — 171,1 °С (см. табл. 51). В точках минимума растворимости воды в газе парциальный молярный объем воды в газовой фазе равен молярному объему жидкой воды при соответствующих значениях давления и температуре. [c.159]

Анализ данных о химическом равновесии в смесях реальных газов приводит к заключению, что в настоящее время для большинства таких реакций возможен приближенный расчет равновесия при давлениях порядка сотен атмосфер дальнейшее повышение давления значительно затрудняет теоретическое рассмотрение этого вопроса. Существующие многочисленные уравнения состояния реальных газов оказываются здесь неприменимыми. Л1Ш1ь при давлениях в несколько тысяч атмосфер и при умеренных температурах, когда сжатые газы имеют плотность, близкую к плотности жидкостей, становится возможным применять к чистым газам уравнения состояния, описывающие свойства жидкосте . [c.75]

Если расщирение газа протекает по законам адиабаты или политропы, то необходимо иметь в виду, что здесь могут иметь место два случая 1) когда расширение идет с совершением внешней работы, т. е. когда сжатый газ действует па поршень в цилиндре расширительной машины, приводя его в движение 2) когда расширение протекает без совершения внешней работы, т. е. когда газу при его расширении не противостоит никакое препятствие (подобно поршню). Второй случай имеет место, нанример, при переходе газа через вентиль (или дроссельный клапан) из сосуда высокого давления в сосуд низкого давления. Отсюда ясно, что так как во втором случае газ никакой внешней работы не совершает, то для него неприменимы уравнения (39) — (42в). Неприменимость указанных уравнении следует также из того, что вывод этих уравнений состояния основан на принципе слотия газа за счет внешних усилий, т. е. такого сжатия, когда на этот процесс затрачивается определенная механическая работа. [c.73]

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]

Кроме описанных выше методов, методы изотермического сжатия и расширения часто использовались для относительных р—V—Г-измерений, причем в качестве эталонного газа выбирался азот. Первая такая работа была выполнена еще в 1928 г. Эддингли и Уитлоу-Греем [64]. В ней два газа запирались ртутью в двух сосудах одинакового объема. Обе системы соединялись чувствительным дифманометром. Затем ртуть опускалась вниз таким образом, что газы расширялись, но давление в сосудах оставалось одинаковым. Если поведение газов описывается различными уравнениями состояния, то количество выпущенной ртути, которая тщательно взвешивается, будет неодинаковым. Различие между описываемым методом и методом сдвоенного газового термометра постоянного объема состоит в том, что в первом ртуть имеет температуру опыта, а во втором- [c.91]

П1-3-27, Полоска резины может быть использована как термодинамический аналог некоторого газа. Вытягивание резины соответствует сжатию газа. Работу, производимую над резиной, можно представить как —dw = = f dl, где f — сила натяжения при сжатии резины и I — длина полоски, а) Определите по аналогии с Гельмгольцем и Гиббсом свободную энергию (F и G) полоски резины, б) Покажите, что для резины при постоянной температуре Т —dw dF ц что для процесса при постоянных Tuf —dw полез PI >dG. Сформулируйте определение полезн. Укажите основной термодинамический принцип, с помощью которого Вы начали доказательство, в) Выведите уравнение для (dUldl)j через некоторые или все величины Т, f, I и их производные, г) Для идеальной резины (dUldl)j- = 0. Покажите, что это выражение может быть выведено из уравнения состояния (связь между f, I, Т) для идеальной резины. [c.48]

Найдите изменение энтропии при изотермическом сжатии до 100 бар с помощью уравнений состояния а) идеально- го газа б) Ван-дер-Ваальса (см. задачу 6-5) в) вириального (В = -49,07смЗ/моль, Тс1В/с1Т = 125,05, С = 2499 смб/моль , Тс1С/с Т -1805). [c.45]

Ван-дер-Ваальс (1873 г.) постулировал, что для 1 мом vid < к, 1 сильно сжатого газа пренебрегать объемом молекул ipti oo i. iTb III ib ,, -i нельзя. Он вычел слагаемое Ь (равное учетверенному объему молекул) из объема, занимаемого газом, и получил объем, в котором молекулы движутся свободно. С этими поправками к Р и I/ уравнение состояния принимает вид (для 1 моль) [c.164]

Мы должны уметь рассчитывать работу расширения реальных газов. В случае обратимого расширения или сжатия необходимо знать, как давление зависит от объема за.мкнутой системы. Такая информация содержится в уравнении состояния, и в следующих нескольких задачах используется одно нз имеющихся приближенных уравнений. Прежде всего рассчигайте работу, проделанную при изотермическом обратимо.м расширении газа, который удовлетворяет вирпальному уравнению состояния [c.84]

Последнее уравнение позволяет опретелить летучесть газа при любом давлении. Необхо 1имо располагать экспериментальными данными по фактору сжатия, начиная от очень низких давлений до интересующего нас давления. Иногда такие данные имеются в виде числовых таблиц, п этом случае интеграл можно рассчитать графически. Иногда имеется аналишческое выражение для Z(p, Т) (папример, выведенное из одного нз уравнений состояния, приведенных в гл. 1), и интеграл можно вычислить аналитически. [c.182]

Применение кубического уравнения состояния к смесям газов с водяным паром. Такое применение было осуществлено де-Сантисом и др. [11], которые "приспособили" кубическое уравнение Редлиха - Квонга к расчету содержания водяного пара в сжатом газе. [c.136]

Основная величина, определяющая содержание воды з газовой фазе - коэффициент летучести воды в газовой фазе < )". Эту величину можно найти из уравнения состояния газовой фазы. При умеренных давлениях, как правило существенно не превышающих 10 МПа, для этой цели можно пользоваться уравненъ1ем состояния со вторым вириальным коэффициентом (см. гл. VII). На рис. 53 показаны результаты расчетов содержания водяного пара в сжатом азоте по уравнению со вторым вириальным коэффициентом и по уравнению Рауля - Дальтона. Отклонение расчетов от экспериментальных данных для давления 10 МПа составляет по уравнению Рауля - Дальтона -23 %, по уравнению со вторым вириальным коэффициентом + 2,5%, те же величины для 20 МПа соответственно составляют -30 и t7 %. Уравнение со вторым вириальным коэффициентом в пределах своей применяемости описывает экспериментальные данные намного лучше, чем уравнение Рауля - Дальтона. При давлениях более 40 МПа отклонения от экспериментальных результатов по обоим уравнениям достигают 100% и более. Уравнение со вторым вириальным коэффициентом при повышенном давлении предсказывает минимум содержания воды в газе, хотя по экспериментальным данным такой минимум не обнаружен при давлениях до 100 МПа. [c.146]

Из уравнений состояния, пригодных для описания содержания водяного пара в сжатом газе, при более высоких давлениях можно отметить уравнение де-Сантиса (см. гл. VII). Это уравнение во многих случаях является удовлетворительным при давлении до 40 МПа, а иногда и более и при температурах до 330 ° С. [c.146]

Теоретические исследования жидкого состояния посвящены в основном различным проявлениям межмолекулярных сил к сожалению, существующие теории жидкого состояния настолько сложны, что из них нельзя извлечь модельного представления о структуре жидкостей. Одним из немногих эффективных представлений о жидком состоянии, позволяющим объяснить различные его свойства, является так называемый свободный объем. Это представление может быть использовано также и для рассмотрения структурных особенностей других агрегатных состояний вещества. Например, в применении к газам свободный объем может рассматриваться как объем, не занятый молекулами, что соответствует члену V— Ь в уравнении Ван-дер-Ваальса. При сжатии газа его свободный объем уменьшается в соответствии с законом Бойля — Мариотта. Хотя плотность жидкости намного больше плотности газа, в ней сохраняется предположительно 3% свободного объема. При повьш1ении температуры жидкости кинетическая энергия ее молекул увеличивается, и это приводит к ее расширению в результате возрастания свободного объема. Увеличение объема сопровождается увеличением среднего расстояния между молекулами и, следовательно, уменьшением сил межмолекулярного взаимодействия. Подвергая жидкость постепенно увеличивающемуся сжатию, можно уменьшить ее первоначальный объем до 97%. Для дальнейшего уменьшения объема жидкости требуются гораздо большие давления (рис. 11.2). [c.188]

MOIKHO найти относительное теплосодержание и абсолютную энтропию пара при данном давлении. Изменение Н ш 8 при изотермическом расширении или сжатии можно найти, пользуясь соответствующими уравнениями состояния, например уравнением состояния идеального газа. В этом случае калори- [c.248]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология