ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уравнение состояния идеальных газов из "Техническая термодинамика и тепловые двигатели " Наиболее простым уравнением состояния является уравнение состояния идеальных газов. [c.9] Под идеальными понимают такие газы, в которых отсутствуют силы притяжения и отталкивания между молекулами, а сами молекулы, имея массу, не имеют объема. Хотя идеальных газов и нет, однако изучение их основных свойств представляет значительный практический интерес. Причина заключается в том, что любой реальный газ, давление которого мало (р — 0), а удельный объем велик (и— -оо), близок по свойствам к идеальному газу. В этом состоянии силы, действующие между молекулами реального газа, так же как и объем молекул по сравнению с объемом занимаемого газом пространства, весьма малы. Следует указать, что не только при весьма малых, но и более высоких давлениях ряд газов (гелий, водород и др.) близки по свойствам к идеальным. [c.9] В этом уравнении р — абсолютное давление газа v — удельный объем Т — абсолютная температура R — газовая постоянная, имеющая для каждого газа свое постоянное значение. [c.9] Представляет особый интерес уравнение состояния идеального газа для одного киломоля (кмоль) газа. Под киломолем или килограмм-молекулой вещества понимается такое количество вещества, масса которого, выраженная в килограммах, равна молекулярной массе этого вещества . Так, например, масса одного киломоля кислорода составляет 32 кг, одного кплО-моля азота — 28 кг и т. д. А4асса (вес) одного киломоля обозначается ц и измеряется в кг/кмоль (кгс/кмоль). [c.9] С изменением давления и температуры объем одного киломоля любого идеального газа изменяется таким образом, что отношение рУц/Г, т. е. [c.10] Здесь [Д. — вес одного киломоля газа в кгс/кмоль. В этой, прежней системе единиц в уравнении (1.5) вместо массы М следует писать вес G в кгс. [c.10] Уравнение (1.7), выведенное Д. И. Менделеевым на основе уравнения Клапейрона (1.4), носит название уравнения Клапейрона—Менделеева. [c.10] Одно из известных уравнений состояния реальных газов — уравнение Ван-дер-Ваальса — получается на основании следующих рассуждений. [c.10] Между молекулами реального газа действуют силы притяжения и отталкивания. Вследствие наличия сил отталкивания молекулы реального газа не могут быть доведены до соприкосновения, т. е. можно представить себе, что вокруг каждой молекулы имеется сфера, внутрь которой не может попасть другая молекула. Поэтому объем, в котором могут перемещаться молекулы реального газа, будет меньше пространства, занимаемого газом, на величину Ь, равную суммарному объему этих сфер. Величина Ь, зависящая от природы газа, равна приблизительно учетверенному суммарному объему молекул газа. [c.10] Это есть уравнение Ван-дер-Ваальса. Оно не дает достаточно точного совпадения с опытными данными и применимо в ограниченной области состояний. [c.11] Вукалович и И. И. Новиков вывели уравнение состояния реальных газов, которое учитывает не только силы взаимодействия между молекулами и объем молекул, но также наличие в реальных газах явления ассоциации молекул. Ассоциация рассматривается как механическое соединение под действием меж молекулярных сил одиночных молекул в более сложные молекулы— двойные, тройные и т. д. Сопоставление результатов расчетов с опытными данными показывает точность этого уравнения. [c.11] Казавчинский предложил уравнение состояния реальных газов, построенное иным методом и также дающее хорошее совпадение с опытом. Другими авторами предложен еще ряд уравнений состояния реальных газов. [c.11] Пример 1. Избыточное давление газа = 64 кПа давление внешней среды рд = = 100 кПа. Определить абсолютное давление газа в Па, в бар, в мм рт. ст., в кгс/см , в кгс/м , в технических (ат) и физических (атм) атмосферах. [c.11] Пример 2. Разрежение в сосуде й = 30 кПа (0,306 кгс/см ). Определить абсолютное давление в сосуде, если барометрическое давление — 100 кПа (1,02 кгс/см ). [c.11] Удельный объем v = 0,069 ы /кгс удельный вес у = 14,85 кгс/м . [c.12] Г1 р и м е р 4. Определить объем 8 кгс азота, имеющего температуру 27° С и избыточное давление 480 мм рт. ст. Барометрическое давление равно 740 мм рт. ст. [c.12] Пример 5. Закрытый сосуд емкостью 10 л содержит воздух при давлении 1,0 МПа (10,2 кгс/см ) и температуре 37° С. Определить изменение массы воздуха, если вследствие нагнетания воздуха давление в сосуде поднялось до 4,0 МПа (40,8 кгс/см ), а температура до 67° С. [c.12] Пример 6. Определить объем одного киломоля двухатомного газа, имеющего абсолют- ное давление р = 1,6 МПа (16,3 кгс/см ) и температуру t — 80° С. [c.12] Вернуться к основной статье