Изотермические процессы сжатие идеального газа

Рис. 11.9. Сравнение изотермического и адиабатного процессов расширения — сжатия идеального газа

При изотермическом процессе работа сжатия идеального газа определяется по уравнению [c.110]

Для вычисления ДОх из Д0° необходимо знать изменения энергии Гиббса с давлением. Так, для процесса Си (ж, 1 атм) = Си(ж, р, атм) примем уже использованную ранее функцию ДО = и(р— 1), где —мольный объем жидкой меди. Для определения приращения энергии Гиббса с изменением давления идеального газа в процессе Си (ид. газ 1 атм)=Си (ид. газ р, атм) можем применить выражение для изотермического расширения — сжатия идеального газа [c.154]

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]

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]

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]

В изотермическом процессе сжатия идеального газа давление и удельный объем связаны уравнением [c.15]

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

В природе нет вполне обратимых термодинамических процессов. Всегда имеет место необратимость вследствие трения, теплоизлучения и других явлений. Однако многие процессы можно вести в таких условиях, в которых их отклонения от обратимости будут бесконечно малыми. Примером подобного процесса может служить изотермическое расширение (сжатие) идеального газа. [c.100]

В процессе изотермического сжатия идеального газа приращение удельной энтальпии 2 — 1 = О, откуда [c.27]

Рассмотрим идеальный процесс разделения исходной смеси на фракции. На рис. 7.2 показана схема идеального устройства для разделения смеси на фракции, включающие соответственно А/ компонентов (А,-ей). В отличие от схемы полного разделения, полупроницаемые мембраны установлены на входе в приемные камеры и обеспечивают обратимое смешение компонентов фракции. Температура во всех элементах системы одинакова. Давления в камерах также одинаковы и равны давлению исходной смеси. Мембранные парциальные давления р, и Ра соответствуют условиям мембранного равновесия чистого вещества и смесей в соответствующих камерах, затраченная извне минимальная работа разделения п молей исходной смеси на фракции с числом молей п,- определится как сумма затраченных работ обратимого изотермического сжатия чистых газов от их мембранных парциальных давлений р,, соответствующих равновесию с исходной смесью, до аналогичных характеристик Ра, равновесных газовым фазам фракций. Для одного моля исходной смеси минимальная работа разделения на фракции определится суммой [c.233]

Исключением являются процессы изотермического расширения (сжатия) идеального газа и некоторые химические реакции, [c.31]

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]

Следовательно, при изменении направления процессов, проходящих последовательный ряд таких бесконечно близких состояний, можно не только вернуть систему и окружающую ее среду в первоначальное состояние, но и заставить их (систему и среду) совершить в обратном направлении точно те же изменения, что и при прямом процессе. Примером обратимых процессов может служить адиабатическое расширение или сжатие идеального газа. Однако этот процесс может быть обратим лишь при условии полной тепло-изолированности системы и бесконечно медленного изменения объема и давления газа, необходимого для быстрого выравнивания температуры. Изотермическое расширение или сжатие идеального газа тоже может быть обратимым процессом при условии немедленного теплообмена с окружающей средой, необходимого для сохранения постоянства температуры. И адиабатический, и изотермический процессы обратимы при условии бесконечно медленного их протекания и исключения трения. Таким образом, понятие об обратимости процесса вводится в целях установления стандарта для сравнения реальных процессов. [c.46]

Для идеального газа в изотермическом процессе сжатия энтальпия остается постоянной, т. е. 2= =1 1 [c.230]

Сжатие газа в компрессоре. Необратимое изменение энтропии в этом процессе определится как разница между изменением энтропии при отводе тепла сжатия и изменением энтропии при обратимом изотермическом сжатии идеального газа ASt- = 1п о [c.92]

Площадь диаграммы, ограниченная линиями всасывания, сжатия, нагнетания и падения давления, изображает в масштабе величину работы, затрачиваемой в компрессоре на сжатие единицы объема или веса газа. Эта работа будет различной в зависимости от того, по какой линии будет протекать процесс сжатия газа. При изотермическом процессе сжатия работа будет наименьшей. Поэтому на практике процесс сжатия газа стремятся приблизить к идеальному, т. е. изотермическому. С этой целью производят охлаждение цилиндров компрессора и газа в межступенчатых холодильниках. [c.161]

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]

T. e. изохорный и изобарный потенциалы идеального газа в процессе его изотермического расширения (сжатия) изменяются одинаково. [c.124]

Это равенство следует также из определения идеального газа, согласно которому dU=0 при постоянной Т.) Таким образом, мы видим, что при изотермическом сжатии идеального газа от него следует отнять количество тепла, эквивалентное затраченной работе. Другими словами, вся произведенная работа рассеивается в виде теплоты в окружающую среду. С первого взгляда может показаться, что это очень неэффективный процесс. В действительности это не так, потому что всю затраченную работу (теоретически) можно вернуть, дав газу расшириться и поддерживая его при постоянной температуре с помощью подвода того же самого количества тепла, которое перед этим было отдано в окружающую среду. [c.322]

Для идеального газа при изотермическом процессе сжатия [c.56]

Как изменится энтропия 1 моль идеального газа при равновесном изотермическом сжатии (тот же процесс, который рассмотрен в [c.89]

Многоступенчатое сжатие и межступенчатое охлаждение газа приближают процесс к идеальному изотермическому, как наиболее совершенному и экономически выгодному. Кроме того, при многоступенчатом сжатии ослабляется [c.139]

При физической адсорбции энтропия адсорбции многих газов лежит в пределах 80—]00Дж/(моль К). Если принять предельное значение адсорбции Гоо= = 10 моль-см и толщину адсорбционного слоя 5-10 см, то концентрация газа в адсорбционном слое будет равна 10 /5 10 1 = 0,02 моль/см , или 20 моль/л. Если рассматривать газ как идеальный, то уменьшение энтропии газа в результате адсорбции при нормальном давлении газа над адсорбентом будет равно / 1п20 22,4 и 54 Дж/(моль К). Если учесть двухмерное состояние адсорбированного газа, то изменение энтропии будет еще больше. Следовательно, при взаимодействии субстрата с поверхностью катализатора только за счет физической адсорбции изменение энтропии газа Д 5° будет равно 80 Дж/(моль К)- Это равносильно тому, что энергия Гиббса адсорбированного газа, если рассматривать его как идеальный, возрастает примерно на 24 Дж/(моль К), так как при изотермическом сжатии идеального газа ДО + 4- /"Д 5 =0 (см. 71). Тепловой эффект физической адсорбции изменяется в широких пределах. Термодинамические характеристики процесса адсорбции некоторых веществ на саже приведены ниже. [c.641]

Второй закон термодинамики-тесно связан с обратимостью процессов. Обратимыми называются такие процессы, которые можно реализовать в прямом и обратном направлении так, чтобы система и окружающая ее среда точно вернулись в исходные состояния. Примером обратимых процессов может служить движение идеальной механической системы, в которой отсутствует трение и другие источники теплоты (математический маятник). Колебания физического маятника не будут обратимыми, так как часть энергии превращается в теплоту трения. Практически обратимым процессом можно считать адиабатическое или изотермическое расширение или сжатие идеального газа при условии бесконечно медленного протекания процесса и исключенияг всякого трения. Обратимые процессы являются идеальными предельными случаями реальных процессов. [c.92]

Основньши параметрами компрессорных машин являются производительность, степень сжатия и изотермический КПД, Производительность Q — количество газа, выраженное в единицах объема, подаваемое машиной в единицу времени. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объема газа, приведенного к нормальным условиям (273 К и 101 325 Па), Степень сжатия т — это отношение давления р в линии нагнетания к давлению ра на линии всасывания. Изотермический КПД Т1из характеризуется отношением мощности, необходимой для сжатия газа идеальной компрессорной машиной при изотермическом процессе сжатия газа, к фактической мощности компрессорной машины, [c.392]

При изотермическом сжатии идеального газа от него нужно отнять то количество теплоты, которое эквивалентно затраченной работе. На рис. VIII. 11 работа представлена площадью ViEF V2, а изотермический процесс — кривой D. Уравнение изотермы [c.175]

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]

При рассмотрении процесса в неизолированной системе судить о характере изменения энтропии нельзя. iio можно воспользоваться тем, что в случае изотермического равновесного расилиреният (а следовательно, и такого же сжатия, поскольку равновесные процессы обратимы) одного моля идеального газа изменение энтропии равно приведенной теплоте [c.74]

Во второй адиабатной стадии расширения (рис. 7, кривая 2—3 ) работа производится за счет убыли внутренн ей энергии газа, т. е. за счет падения температуры газа от уровня теплоисточника (Г) до уровня холодильника (Го). При этом газ не получает и не отдает тепла. Затем идеальный газ сжимается изотермически от объема до объема г, определяемого пересечением изотермы холодильника с начальной адиабатой. На это сжатие газа (рис. 7, кривая 5—i) должна быть затрачена работа, которая вследствие изотермично-сти процесса окажется целиком превращенной в теплоту Qo. отдаваемую газом холодильнику [c.63]

Как ВИДНО из диаграммы, при многоступенчатом сжатии и межступенчатом охлаждении газа процесс приближается к идеальному изотермическому процессу (линия бгеи), как наиболее соверщенному и экономически выгодному. [c.163]

Процесс сжатия газа в идеальном случае протекает изотермически (при постоянной температуре) или адиабатически (без подвода и отвода тепла). В действительности процесс сжатия газа в компрессоре протекает политропически, т. е. с частичной отдачей тепла охлаждающей воде и окружающей среде. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология