Идеальные газы работа сжатия

В случае идеального газа работа сжатия по политропе может быть определена с помощью уравнения (111-20). Отсюда следует, что при постоянном объеме [c.250]

При давлениях выше р р = 100 ат объем, занимаемый сжатым реальным газом, окажется большим, чем следует по законам идеального газа, работа сжатия и перемеш,ения газа окажется большей, чем у идеального газа. Это отклонение будет возрастать с увеличением давления. Следовательно, в области давлений выше р вычисление работы необходимо производить по уравнениям (63), (64) и (65). [c.30]

При политропическом сжатии идеального газа работа сжатия определяется по уравнению [c.110]

В случае идеального газа работа политропического сжатия 1 кг газа будет [c.151]

Кроме того, над газом, поступающим в подсистему / из подсистемы 7/а (например, из газовой бюретки), производится работа сжатия внешней силой (поднимающей ртуть в бюретке, подробнее см. руководство [1]). В разд. 6 этой главы показано, что при п интегральное изменение внутренней энергии AUi nJA выражается в этом случае той же формулой (см. с. 134), что и полученная в разд. 5 формула (III,61а). При изотермическом сжатии газа работа сжатия полностью (для идеального газа) или частично переходит в тепло, и это учитывается в формулах (1П,61а) и (П1,80б). Однако только часть этого тепла достигает калориметра. Подробнее эти вопросы могут быть рассмотрены только с учетом особенностей проведения конкретного калориметрического опыта в данной конкретной установке. Такой анализ нужен для перехода от измеряемой в калориметре величины ду к величине —AUj. [c.143]

Распределение сжатия. Работа в двухступенчатом теоретическом цикле равна сумме работ в циклах первой и второй ступеней. При начальном давлении всасывания Р , конечном давлении нагнетания Ра и промежуточном давлении Р для идеального газа и сжатии по адиабате, суммарная работа [c.60]

Однако практически преимущества детандирования, по сравнению с дросселированием, не столь значительны, как следует из теоретических соображений. Действительно, согласно уравнению (IV, 8) для идеального газа, работа адиабатического расширения, при прочих равных условиях, пропорциональна абсолютной температуре газа в первой степени. Расширение газов в детандере происходит при значительно более низких температурах, чем их сжатие в компрессоре, и поэтому доля расхода энергии, компенсируемая работой детандера, невелика. Она уменьшается еще больше при работе детандера в области, где происходит частичное сжижение газа, т. е. когда свойства газа весьма значительно отклоняются от законов идеального состояния. Эффективность охлаждения при расширении газа в детандере также заметно снижается вследствие гидравлических ударов и вихреобразования, приводящих к выделению тепла и потерям холода, обусловленных несовершенством тепловой изоляции детандера. [c.693]

Для одноступенчатого компрессора задача минимума не ставится. Работа сжатия на 1 моль идеального газа в этом случае равна [c.340]

Термодинамические процессы в гипотетическом идеальном газе с показателем изоэнтропы Ау < 1. Вещества, у которых в состоянии идеального газа показатель изоэнтропы ку 1, в природе неизвестны. Действительно, из формул (3.41) и (3.42) следует, что для такого газа теплоемкости Ср и J отрицательны, а значит, подвод теплоты в изобарном или изохорном процессе сопровождается не повышением, как обычно, а понижением термодинамической температуры. Поэтому идеальный газ, у которого / у <Г 1, является, по существу, гипотетическим веществом, а расчеты процессов в таком газе имеют смысл только в рамках метода условных температур и служат для определения давлений, удельных объемов, перепадов энтальпий, в том числе удельных работ политропного сжатия или расширения и удельных работ, затраченных на преодоление сопротивлений. Отсюда непосредственно следует довольно существенное ограничение области применения метода [c.119]

Цикл Карно (стр. 43) является простейшим круговым процессом. Он был рассмотрен как сочетание процессов сжатия и расширения идеального газа, дающее механическую работу. [c.80]

Первый член правой части этого уравнения будет иметь различные значения в зависимости от характера теплообмена с окружающей средой. Весьма характерным является адиабатический к. п. д., при котором в качестве эталона для сравнения принимается работа сжатия газа в идеальных условиях отсутствия теплообмена и потерь, [c.34]

Если при постоянной температуре Т сжать реальный газ от начального давления Рн ДО давления Рк. а затем снизить его давление до первоначального Рц путем расширения (дросселирования) через устройство, создающее сопротивление (вентиль, диафрагма), без совершения внешней работы и теплообмена с окружающей средой, то конечная температура газа Г понизится вследствие затраты внутренней энергии его на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия. Очевидно, что расширение идеального газа в этих условиях будет происходить без изменения внутренней энергии и его температура при расширении останется постоянной. [c.230]

Удельная работа сжатия при изотермном процессе для идеального газа равна [c.17]

В компрессорах сжимаются реальные газы, которые далеко не всегда и даже не все подчиняются законам идеального газа. Это может значительно изменить производительность и особенно затраты работы на сжатие и перемещение газа. В реальном компрессоре существует и трение в механизме движения компрессора, на преодоление которого необходимо затрачивать работу. [c.27]

Первый член его правой части определяет работу в цикле при сжатии идеального газа, а второй — избыточную работу, вызванную отклонением сжимаемости реального газа. [c.16]

Полученное выражение представляет удельную работу сжатия идеального газа при условии, что температура в процессе следует зависимости для адиабатического сжатия реального газа. [c.21]

При равных отношениях давлений и адиабатическом сжатии по ступеням работа, затрачиваемая в многоступенчатом теоретическом цикле идеального газа, находится по формуле [c.66]

Для реального газа задача экономичного распределения сжатия между ступенями сложнее, чем для идеального. Она решается элементарно лишь при условии, что величина показателя избытка объемной энергии реального газа В (стр. 17) не изменяется с температурой, В этом случае избыточная работа в цикле реального газа АВ не зависит ни от характера процесса сжатия, ни от охлаждения газа между ступенями и при заданных начальном и конечном давлениях является постоянной величиной, прибавляемой к работе в цикле идеального газа. Тогда отклонение сжимаемости реального газа не мол<ет влиять на распределение сжатия, и минимум расхода работы как и у идеального газа достигается при равенстве отношений давлений по ступеням. Это условие относится прежде всего к водороду и гелию, которые имеют самые низкие критические температуры. Другие газы и пары условию независимости В от температуры удовлетворяют лишь в области высоких давлений. У одно- и двухатомных газов расхождение кривых В для различных температур, наблюдаемое главным образом при низких и средних давлениях, сравнительно невелико. В области таких давлений величина В к тому же мало влияет на расход работы. Поэтому распределение сжатия по ступеням компрессора производят, предусматривая равные отношения давлений. [c.67]

Следовательно, условием постоянства температуры при сжатии идеального газа будет отведение через стенки цилиндра количества тепла Q, равного количеству сообщенной работы Ь. [c.246]

Таким образом, для обеспечения изотермического сжатия идеального газа необходимо в процессе его сжатия отнимать тепло q, эквивалентное затрачиваемой при этом работе / з.. [c.175]

Охлаждение газов при их расширении в детандере. В данном случае расширение предварительно сжатого газа происходит в газовом двигателе, который одновременно совершает внешнюю работу последняя может быть использована для любых целей, например для перекачки жидкостей или нагнетания газов. Расширение сжатого газа в детандере происходит без обмена теплом с окружающей средой, и совершаемая при этом газом работа производится за счет его внутренней энергии, в результате чего газ охлаждается. Предельная температура охлаждения определяется по общему уравнению (IV, 1) для адиабатического расширения идеального газа. [c.652]

Взаимодействие молекул газа с адсорбентом в теории Поляни характеризуется величиной адсорбционного потенциала е—работой изотермического переноса моля газа на поверхность из объема газа в адсорбционный слой. Адсорбционный потенциал приравнивается к работе изотермического сжатия моля газа от равновесного давления р до давления р . Для идеального газа [c.30]

Условие, что рассматриваемая система является идеальным газом, используется при выводе работы изотермического процесса с помощью уравнения Клапейрона, а также работы адиабатического процесса с помощью уравнения (2.8) через полную производную внутренней энергии по температуре. Остальные формулы годятся и для систем, не представляющих собой идеального газа. Естественно, что все формулы пригодны для вычисления работы сжатия. [c.66]

Перечисленные в этих пунктах условия осуществления и признаки равновесных процессов отчасти перекрывают друг друга, но важно, однако, что они имеют общее значение. Строго говоря, равновесные процессы, являясь идеализацией реально существующих, практически нереализуемы. Однако большинство количественных расчетов в термодинамике имеет в виду именно равновесные процессы. В частности все формулы для работы расширения — сжатия в различных процессах с идеальным газом ( 4 гл. II) применимы строго говоря, для условий равновесного проведения процесса. Далее, хотя равновесные процессы практически нереализуемы, в принципе всегда имеется возможность сколько угодно близко подойти к условиям равновесного проведения. [c.62]

Почему в формулировках Клаузиуса и Кельвина речь идет о круговом процессе — действуя посредством кругового процесса Потому что, например, при однократном расширении идеального газа по изотерме 1—2 (рис. П1.3) в принципе возможно поЛное превращение теплоты в работу [вспомните соотношение (П.33), где Qt= Ат. Но нельзя бесконечно расширять газ, и для повторения операции получения второй и т. д. порций работ необходимо будет его сжать. Если сжимать газ при той же температуре Ti, т. е. по изотерме 2—1 (рис. П1.3), не получится выигрыша работы. Поэтому в цикле Карно газ из состояния 2 расширяют адиабатически до состояния 3, снижая его температуру до T a. Сжатие при T a требует затраты меньшей работы [формула (П.33)1, а поэтому в целом и получается выигрыш работы, равный площади цикла 1 2 3 4. [c.69]

Известны различные формулировки второго закона термодинамики. В качестве аксиомы может быть принята невозможность самопроизвольного перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому. В наиболее принятой системе изложения термодинамики второй закон формулируется как утверждение невозможности создания вечного двигателя второго рода, т. е. машины, которая периодически превращает тепло среды при постоянной температуре в работу. В этом определении важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как вполне возможно однократное превращение тепла в работу при постоянной температуре, как это может быть, например, при изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить на это полученную работу. [c.29]

В справедливости этого положения можно убедиться и иначе при изотермическом расширении (идеального газа) вся полученная от теплоотдатчика теплота переходит в работу, убыль энергии при адиабатном расширении также дает только работу, т. е. оба процесса, если они к тому же обратимы, являются наиболее экономичными. Поэтому обратимое сжатие по изотерме и адиабате связано с затратой минимальной работы. [c.80]

Определить работу адиабатного сжатия 1 моль двухатомного идеального газа при повышении температуры от 15 до 25° С. [c.12]

Любой из перечисленных признаков мог бы служить критерием осуществимости процесса. В частности, можно было бы использовать для этой цели энергию данного вида или ее фактор интенсивности и утверждать следующее самопроизвольные процессы идут в сторону уменьшения энергии и выравнивания фактора интенсивности в разных частях системы. Достижение минимума энергии и одинакового значения фактора интенсивности служит признаком конца процесса, т. е. условием равновесия. Однако разнообразие факторов интенсивности затрудняет общее рассмотрение проблемы возможности процесса и равновесия. Без специального анализа неясно также, какая величина является фактором интенсивности для химических превращений. Что касается энергии, то она может быть искомым критерием только для чисто механических процессов, в которых превращение энергии в работу (и обратно) происходит без участия теплоты (свободное падение тела, течение невязкой жидкости, сжатие растянутой стальной пружины и т. д.). Кроме того, имеются процессы, которые идут самопроизвольно, хотя не сопровождаются изменением энергии (расширение идеального газа в пустоту, диффузионное смешение газов, растворение полиизобутилена в изооктане, реакция изотопного замещения Юа + и др.). В таких процес- [c.90]

Рассмотрим работу идеальной тепловой машины, в которой в качестве рабочего вещества применяется идеальный газ. За счет теплоты, поглощаемой от нагревателя, изменяется состояние газа и совершается работа. Машина работает по циклу, который состоит из четырех процессов 1) изотермического расширения 2) адиабатического расширения 3) изотермического сжатия 4) адиабатического сжатия. Все процессы проводятся обратимо, и газ после завершения цикла возвращается в исходное состояние. Допустим, что машина работает без трения и не теряет теплоты на лучеиспускание. Возьмем в качестве рабочего вещества 1 моль идеального газа, начальное состояние которого характеризуется температурой ТI, давлением рх и объемом VI (точка А, рис. 33). [c.95]

Какую работу необходимо затратить на изотермическое сжатие одного моля идеального газа от давления Р до P-t i [c.12]

Важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как полное однократное превращение тепла в работу возможно при постоянной температуре, например при обратимом изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить па это полученную работу. [c.38]

Рис. 1. Работа обратимого расширения и сжатия идеального газа

Изотермическое сжатиэ. Третий член правой части уравнения (26) является работой сжатия (или расширения) он уже был определен для большого числа частных случаев. Так, если сжатие изотермическое, а газ идеальный, то работа сжатия дается уравнением (6) так как для идеального газа при постоянных температуре и массе то уравнение (6) вместе с тем дает и работу цикла на [c.330]

Из рис. П-1 видно, что затраченная на сжатие работа больше, чем полученная при расширении. Если груз с поршня снимается по- однйй песчинке и давление газа лишь на очень малую-величину превышает груз поршня, то Т1ри расширении оно также очень мало уменьшается. При таком проведении процесса он приближается к обратимому и его шротека-ние изображается кривой 1. Очевидно, процесс сжатия при нагружении поршня отдельными песчинками будет изображаться той же кривой (в обратной последовательности). Из рис. 11-1 видно, что при обратимом из - термическом расширении идеального газа работа, совершенная им за счет подведенного тепла, больше, чем при любом необратимом расширении, и является максимальной. Вследствие того дйя необратимого расщирения-идеального.газа 1 [c.35]

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]

Условная энтропия dSy dq/Ty = dql(zT) будет полным дифференциалом только в том случае, если условная температура будет интегрирующим делителем дифференциала dq. В работах [8, 46] показано, что для этого необходимо, чтобы коэффициент сжимаемости зависел только от энтропии z = f (s) иными словами, вдоль каждой линии 5. = onst должно будет выдерживаться условие Z = onst. Реальный газ, обладающий этими свойствами, В. Траупель называет тдеальным паром- . В идеальном паре внутренняя энергия и энтальпия являются функциями только условной температуры. Значит, условная температура является для него таким же термическим параметром, как термодинамическая температура для идеального газа. Это позволяет вести все расчеты в такой же форме, как и для идеального газа. Однако свойства реальных рабочих веществ в действительности отличаются от свойств идеального пара. Наиболее сильно это проявляется в тех случаях, когда сжатие происходит в области слабо перегретого пара в непосредственной близости от линии насыщения. Тем не менее и здесь разные вещества ведут себя неодинаково. [c.115]

Предположим, что в холодильниках происходит полное охлаж-Д( ние газа до той температуры, какую он имел в начале сжатия в пе рвой ступени. Тогда точки б, г, е, и, определяющие на индикаторной диаграмме начало сжатий по ступеням, лежат на изотерме, и процесс сжатия является идеальным. Если бы сжатие газа до окончательного давления рз происходило по адиабате в одноступенчатом компрессоре, то этот процесс был бы изображен адиабатой бж, причем па сжатие газа затрачивалась бы дополнительная работа. (заштрихованная площадь). Как видно из диаграммы, при многоступенчатом сжатии и межступеичатом охлаждении газа процесс приближается к идеальному изотермическому процессу (ления бгеи) — наиболее совершенному с точки зрения экономичности. [c.216]

Работа а шабатичеоиого сжатия равна дяя идеального газа. . f, а. [c.18]

Прибор Бойля и все его варианты можно использовать только в ограниченном интервале температур, так как ртуть, используемая для сжатия газа, находится при температуре опыта. Одним из путей, позволяющим расширить интервал температур и избежать контакта газа с ртутью, является метод последовательного расширения. В этом методе определенная масса газа последовательно занимает несколько сосудов, объем которых точно известен при этом каждый раз измеряется давление газа. В результате получаются такие же экспериментальные данные, как при сжатии газа, только в обратной последовательности. Схема установки Коттрелла и др. [50] приведена на фиг. 3.7. В установке использовался дифманометр со стеклянной пластиной. Из-за трудностей, связанных с работой вентилей, находящихся в термостате, Коттрелл и сотрудники проводили исследования в интервале температур 30—90° С. Тем не менее они получили пятикратное увеличение точности по сравнению с обычным прибором Бойля. Объем соединительных капилляров и части дифманометра, заполненной исследуемым газом, определяли по расширению азота при температуре Бойля, когда азот ведет себя как идеальный газ. [c.86]

Интересно сравнить работы сжатия по адиабате и по изотерме. Для идеального газа кривая изотермического сжатия определяется уравнением pu = onst, а адиабатического — уравнением pu = onst. Из сравнения уравнений следует, что у адиабаты, выходящей иа точки (/3], Ui) на диаграмме р—и, ход круче, чем у изотермы, вЫ ходящей из той же точки. При одинаковом изменении давлений площадь, представляющая работу изотермического сжатия, меньше чем для адиабатического сжатия (рис. П1-34). [c.249]

Промышленные установки для сжижения газов работают при условиях, отличающихся от условий, соответствующих идеальному циклу при значительно более низких давлениях сжатия (обычно не превьилаю-щих нескольких сот атмосфер) и необратимости отдельных элементов процесса, таких, например, как потери тепла в окружающую среду. Соответственно, затраты энергии на сжижение газов значительно выше, чем в условиях идеального цикла сжижения. [c.649]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология