ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Внутренняя энергия газа. Работа из "Теоретические основы теплотехники Издание 4 " Как уже отмечалось, в теплотехнических расчетах приходится чаще всего иметь дело не с отдельными газами, а с их смесями. [c.57] Теплоемкость газовой смеси определяется ее составом. Значения теплоемкостей отдельных газов, составляющих смесь, берутся из таблиц. [c.57] Пусть имеется смесь весового состава gl, теплоемкости отдельных газов, входящих в смесь, с,, Сг. причем безразлично, принимаются они постоянными или переменными. [c.57] Если необходимо найти теплоемкость I нм данной смеси, нужно воспользоваться зависимостью (1-42). [c.57] Обычно объемную теплоемкость газовой смеси относят к 1 при нормальных условиях. [c.57] При расширении в цилиндре с подводом (или отводом) тепла газ совершает работу, необходимую для преодоления силы, приложенной к штоку поршня при сжатии, которое также может происходить с подводом (или отводом) тепла, работа совершается извне над газом во всех случаях газ проходит через ряд состояний. Такой переход газа из начального состояния в конечное называется процессом изменения состояния газа. [c.58] Характеристическое уравнение (1-15), описывающее связь между параметрами состояния идеального газа, относится к такому его состоянияю, при котором по всей массе газа существует одно и то же давление и одна и та же температура (а следовательно, и один и тот же удельный объем). Такое состояние газа называется равновесным состоянием. [c.58] Термодинамика изучает в первую очередь равновесные состояния и процессы, представляющие собой цепь последовательньих и непрерывных переходов от одного равновесного состояния к другому. [c.58] Для неравновесного состояния, т. е. такого, при котором газ не имеет по всей массе одного и того же значения, давления и температуры (а следовательно, и удельного объема), выведенное характеристическое уравнение неприменимо. [c.58] При изучении процессов изменения состояния в термодинамике широко используется графический метод, основанный на применении ряда диаграмм. В одной из таких диаграмм по оси абсцисс откладывается удельный объем газа, по оси ординат — давление его. Эта диаграмма называется ро-диаграммой. [c.58] Рассмотрим эту диаграмму и выясним, в чем удобство ее применения. [c.58] Восставив перпендикуляры , получим точку 1, которая в диаграмме р о характеризует состояние газа в цилиндре. [c.59] С внутренней стороны на поршень цилиндра действует давление газа р, с наружной — давление атмосферы и сила, приложенная к штоку поршня. Пусть при равновесии этих сил порщень находится в покое. Если с правой стороны уменьшить давление на бесконечно малую величину, поршень начнет перемещаться в правую сторону. [c.59] Если для каждого значения удельного объема, получающегося при движении поршня слева направо, измерять давление и, отложив его по оси ординат, находить на диаграмме точки, характеризующие состояние газа, и затем соединить эти точки, то получится кривая 1-2, представляющая собой геометрическое место точек, характеризующих состояния газа в цилиндре при изменении его объема. Она изобрал ает происшедший процесс изменения состояния газа в цилиндре и называется кривой расширения газа. Эта кривая характеризует, как говорят, путь процесса. Если взять состояние газа, характеризуемое другой точкой 1 (рис. 2-2), и заставить поршень перемещаться справа налево до точки 2, то получившаяся кривая 1-2 представит собой кривую сжатия газа. [c.59] В первом случае процесс расширения газа протекал таким образом, что давление газа при увеличении объема уменьшалось. Однако процесс расширения газа можно осуществить и таким образом, чтобы давление газа при этом увеличивалось или оставалось постоянным достигается это сообщением того или иного количества тепла газу в процессе его расширения. [c.60] Таким образом, по изменению давления газа нельзя судить, происходит сжатие или расширение его. Единственным признаком для суждения об этом может быть изменение объема, а именно процесс расширения газа характеризуется увеличением объема, процесс сжатия— уменьшением его. Отсюда вытекает и другое важное положение. При увеличении объема газ преодолевает усилие, приложенное к штоку поршня иначе говоря, газ при этом совершает работу. При сжатии под влиянием внешнего давления, преодолевающего давление газа внутри цилиндра, объем газа уменьшается при этом уже внешняя среда совершает работу над газом. В первом случае работа называется работой расширения, во втором — работой сжатия. [c.60] Для того чтобы к каждому состоянию газа в течение всего процесса изменения его состояния можно было бы применять характеристическое уравнение, газ в каждый отдельный момент должен находиться в равновесном состоянии. Иначе говоря, весь процесс изменения состояния должен складываться из бесконечно большого количества равновесных состояний. Такой процесс называется равновесным процессом. [c.60] чтобы изменение давления, происходящее в газе, успевало распространиться по всему объему. Если поршень будет двигаться быстро, то в части, расположенной близко к поршню, давление будет иное, чем в отдаленной, и оно не будет успевать выравниваться по всей массе газа во время расширения. [c.61] Если газ во время процесса изменения состояния получает тепло от какого-либо внешнего источника, то температура источника должна отличаться от температуры газа на бесконечно малую величину, иначе по всей массе газа температура не будет одинаковой, и в этом случае состояние газа нельзя будет описать характеристическим уравнением. [c.61] Вернуться к основной статье