ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамическое подобие веществ из "Практикум по технической термодинамике " До сих пор основным источником точных сведений о свойствах реальных веществ является эксперимент. Этот путь получения данных требует создания сложных установок и затраты большого количества времени. Поэтому подробные сведения собраны лишь для ограниченного числа веществ, наиболее важных для техники, таких как водяной пар, углекислый газ, азот и некоторые другие газы. Между тем круг веществ, представляющих интерес для техники, все более расширяется. Естественно, что возникает стремление использовать уже имеющиеся данные для предсказания, хотя бы приближенного, свойств малоизученных веществ, т. е. появляется необходимость сравнения свойств веществ. [c.32] Вещества, имеющие два одинаковых приведенных параметра, находятся в состояниях, пропорционально удаленных от своего критического состояния. В 1873 г. Ван-дер-Ваальс выдвинул утверждение, получившее название закона соответственных состояний если вещества имеют два одинаковых приведенных параметра, то у них одинаков и третий приведенный параметр. Такие состояния веществ носят названия соответственных. [c.33] Вещества, подчиняющиеся закону соответственных состояний, называют термодинамически подобными. Так как такие вещества подчиняются единому приведенному уравнению состояния, то для них можно построить единую п, ф-диаграмму, единую кривую насыщения Ян= (тн). Построив такие диаграммы для одного из исследованных веществ, можно было бы определять свойства малоизученных веществ, если только для них известны критические параметры, даже не зная конкретного вида приведенного уравнения состояния. [c.33] Практически наиболее удобно применять закон соответственных состояний в виде зависимости 2=/(я, т), причем для расчетов можно применить г, я-диаграмму, это придаст им больщую наглядность. [c.33] На рис. 1.21 показана полная г, я-диаграмма, а на рис. 1.22 —более подробно область газа этой диаграммы. Очевидно, что г, я-диаграмма подобна описанной выщс г, р-диаграмме, так как отличается от нее лишь единицей давления — вместо измерения в, паскалях применено измерение давления в долях критического давления. Строится эта диаграмма на основании наиболее надежных экспериментальных данных, полученных при исследовании различных веществ. [c.33] при давлении, большем чем 8рк(я 8), плотность реального газа при любых температурах меньше плотности идеального газа при тех,же параметрах, так как из рис. 1.21 следует, что коэффициент сжимаемости реального газа в этой области всегда больше единицы. Из рис. 1.21 видно также, что при я= 10- 11 существует область, где изотермы пересекаются. [c.34] Преимущество такого расчета заключается в том, что не используется критический объем вещества — величина, которая из всех критических параметров известна с наи-меньщей точностью, и, следовательно, точность в этом случае может быть выше, чем при расчете по приведенному объему. [c.36] Однако закон соответственных состояний выполняется лишь приближенно. Показать это можно на следующем примере. Так как из закона соответственных состояний следует, что значения коэффициента сжимаемости подобных веществ при одинаковых приведенных температуре и давлении т и я должны быть равны, то, в частности, значение этого коэффициента в критической точке 2к= —pкVк RTк для всех веществ должно быть одинаково. В действительности же для реальных веществ значение этой величины не одинаково, а лежит в интервале 0,23— 0,33, что свидетельствует о приближенном характере закона соответственных состояний. Этот закон лучше выполняется для газов в области высоких температур (т 1,2) и хуже при приближении к двухфазной области и в области жидкости. [c.36] Для повышения точности расчетов по методу термодинамического подобия можно пользоваться не графиком функции 2=/(я, т), т. е. г, я-диаграммой, а специальными обобщенными таблицами [4], где эта функция табулирована для нескольких групп веществ с различным значением 2к. [c.37] Удельный объем газа при помощи методов термодинамического подобия можно определить с погрешностью около 2 /о (при малых я несколько точнее), а для жидкости— с погрешностью около 3 /о, т. е. на порядок хуже, чем экспериментально. Большое число приближенных методов расчета свойств веществ описано в 5]. [c.37] Вернуться к основной статье