ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Газовые законы из "Основы гидравлики и теплотехники " Идеальные и реальные газы. Превращение теплоты в механическую работу в тепловых установр ах происходит при участия рабочего тела, которым является газ или пар. Газы, которые встречаются на практике, называют реальными. Молекулы эти я газов имеют конечный объем, между ними существуют силы пр ь тяжения, существенно влияющие на их параметры. Молекулы газа, заключенного в сосуд, находятся в непрерывном хаотическом движении. При этом они сталкиваются друг с другом н со стенками сосуда. Таким образом, молекулы обладают кинетической энергией хаотического движения. А так как между молекулами существуют силы сцепления, то они обладают еще и определенной потенциальной энергией взаимодействия, которая зависит от расстояния между ними. Для простоты изучения свойст. газообразного рабочего тела введено понятие — идеальный газ. [c.90] Идеальным называют воображаемый газ, в котором молекулы рассматриваются как материальные точки (обладающие массой, но не име ощие объема), между которыми отсутствуют силы взаимодействия. [c.90] При больших объемах и малых давлениях, когда расстояние между молекулами во много раз больше собственных размеров молекул, а также при высоких температурах, когда интенсивность хаотического движения молекул велика и поэтому молекулы слабо взаимодействуют между собой, складываются условия, при которых реальный газ можно с некоторым приближением считать идеальным. Это позволяет вести расчеты для реальных газов по уравнениям, выведенным для идеальных газов, что упрощает сами расчеты и понимание сущности процессов, протекающих в газах, В связи с этим изучение термоднплмических свойств идеальных газов имеет не только теоретическое, но и большое практическоа значение. [c.90] Основные параметры рабочего тела. Наиболее важными параметрами, характеризующими газообразное вещество, являются давление, температура и удельный объем. Эти параметры взаим связаны, и знание двух из них позволяет определить третий. [c.90] Суммарное действ е всех ударяющихся молекул определяет давление газа на стенки сосуда. Давление газа измеряют такими же приборами и в тех же единицах (Па), что и давление жидкости. [c.91] Температура. Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул характеризует температуру газа. Чем интенсивней движутся его молекулы, т. е. чем больше кинетическая энергия хаотического движения, тем выше температура. В Международной системе (СИ) в качестве единицы температуры принят кельвин (К). По термодинамической шкале один кельвин равен 1/273,15 части тройной точки боды. Тройной точкой называется температура, при которой все три фазы вещества (твердая, л идкая и газообразная) находятся в равковесии. [c.91] Удельный объем-. Этот параметр — такой же и измеряется в тех же единицах, что и для жидкости. [c.91] Закон Авогадро для идеальных газов заключается в следующем все газы при одинаковом давлении и температуре содержат в равных объемах одинаковое число молекул. Из этого закона следует, что массы двух равных объемов различных газов с молекулярными массами и равны соответственно Mi = m N и Ain = m N, где и т-2 — соответственно масса одной молекулы рассматриваемых газов N — число молекул во взятом объеме. [c.91] Пользуясь уравнением (111), легко определить объем, занимаемый 1 кмолем газа при нормальных условиях (Т = 273 К и р = 101 325 Па). [c.92] Уравнения (115) и (116) называют характеристическими, поскольку с нх помощью можно характеризовать состоян е идеального газа. [c.92] Пример 19. Определить массу кислорода в баллоне емкостью 75 дмЗ при давлении 9,8 ЛШа и температуре 20 °С. [c.92] Смесь газов. В производстве часто используют различные смеси газов, например всевозможные горючие газы, представляющие собой смесь углеводородов метана, пропана, бутана, пентана и т. д. продукты горения, являющиеся смесью углекислого газа, азота, кислорода, окиси углерода воздух, состоящий также из различных газов. Рассмотрим закономерности, которым подчиняются газовые смеси. [c.93] Закон Дальтона. Если различные компоненты газовой смеси не вступают в химические реакции друг с другом, то каждый газ занимает весь объем сосуда, в котором помещена смесь, равномерно распределяясь в нем. Давление, которое оказывает каждый газ в смеси, называют парциальным. Его можно определить по температуре и объему смеси на основании характеристического уравнения (116) для данного газа. [c.93] Однако 1 я Я зависят от количественного и качественного состава смеси. [c.93] Для сопоставления объемов отдельных газов необходимо привести парциальные объемы к одинаковому давлению. Под парциальным объемом понимают такой объем, какой занимал бы каждый компонент газовой смеси, если бы он один содержался в сосуде при давлении, равном давлению смеси. [c.94] Из выражения (119) следует, что газовая постоянная для 1 кг смеси i m = = 0,273 кДж/(кг-К). [c.96] Пример1 21. До какого давления следует довести 5 кг газовой смеси следующего состава СОз — 18%, N2 — 70% и О — 12%, чтобы при темгшратуре 350 К она занимала объем 2 м (газовая смесь задана объемными долям ). [c.96] Окончательно получим р= 0,5-5-0,280-10 -350 245 кПа. [c.96] Вернуться к основной статье