Энтропия движущегося газа

Течение газов при наличии трения не будет изоэнтропным, так как из-за действия сил трения происходит диссипация (рассеяние) механической энергии и превращение части ее в теплоту, в результате чего внутренняя энергия, энтальпия и энтропия движущегося газа возрастают. Этот процесс можно изобразить на /-s-диаграмме (рис. 10.8) в виде линии 1-2. Теплота трения при отсутствии теплообмена с окружающей средой усваивается потоком газа, при этом часть теплоты трения идет на работу расширения и преобразуется в энергию движения газа (пл. 122 ) (рис. 10.9). Остальная часть представ- [c.138]

Дросселирование представляет собой необратимый процесс, являющийся по существу адиабатным с той особенностью, что из-за сил вязкостного трения понижение давления не дает заметного увеличения скорости, а энтропия движущегося газа или пара возрастает. [c.106]

В заключение этого параграфа необходимо сделать замечание, аналогичное замечанию в конце 82. Там было отмечено, что среди различных возмущений состояния движущегося газа исключительными по своим свойствам являются возмущения энтропии (при постоянном давлении) и ротора скорости. Эти возмущения покоятся относительно газа, а не распространяются со скоростью звука. Поэтому поверхности, на которых испытывают какой-либо слабый разрыв непрерывности энтропия и ротор скорости ), покоятся относительно газа, а относительно неподвижной системы координат переносятся вместе с самим газом. Такие разрывы мы будем называть тангенциальными слабыми разрывами-, они проходят через линии тока и в этом отношении вполне аналогичны сильным тангенциальным разрывам. [c.502]

Для сжатия воздуха в газовых турбинах применяют не поршневые, а преимущественно центробежные и аксиальные (лопаточные) компрессоры в них, а также на лопатках газовых турбин рабочее тело движется с большими скоростями, что сопровождается трением как в самом газе, так и между газом и стенками. Часть кинетической энергии движущегося газа затрачивается на трение эта энергия превращается в тепло и усваивается газом. Как было сказано, трение — процесс необратимый сжатие и расширение газа по адиабате при наличии трения сопровождаются ростом энтропии, и эти процессы в Ts-диаграмме не будут изображаться прямыми, параллельными оси ординат. [c.167]

Из этого уравнения видно, что пока скорость ш остается меньше местной скорости звука с, производная ds/dw имеет положительный знак, т. е. энтропия газа растет вместе со скоростью течения. В точке, где w = (значения z, w и с в этой точке мы будем обозначать через г, ш, с ), ds/dw обращается в нуль, а при дальнейшем возрастании скорости, т. е. при w> , производная ds/dw должна стать отрицательной. Таким образом, энтропия s движущегося газа, рассматриваемая к.1Х функция скорости течения, при ш = с должна достигать максимума. [c.290]

Из газодинамики однофазных сред известно, что при подводе тепла энтропия потока растет, а давление полного торможения падает независимо от соотношения скорости потока и скорости звука. Таким образом, подвод тепла к движущемуся газу приводит к дополнительному тепловому сопротивлению. Отвод тепла от потока приводит к уменьшению энтропии и росту полного давления. Эти выводы, однако, нельзя перенести на течение двухфазной среды при наличии в ней фазовых переходов. Так, например, при движении пара в трубе с внешним отводом тепла на стенках происходит конденсация и образование пленки жидкости, скорость которой может быть на несколько порядков меньше скорости пара. Таким образом, кинетическая энергия и количество движения потока уменьшаются. Такую трубу с конденсацией пара и теплообменом можно рассматривать как расходное сопло. Действительно, при низких давлениях, среды уменьшением плошади сечения трубы F из-за наличия пленки можно пренебречь, и тогда уравнение неразрывности для пара можно записать так [c.255]

Под параметрами торможения в данно.м поперечном сечении трубки тока подразумеваются параметры, которыми будет характеризоваться газ при приведении его мысленно к состоянию покоя изоэнтропическим путем, то есть с сохранением той энтропии, которую имел движущийся газ в рассматриваемом поперечном сечении. Параметры торможения обозначаются следующим образом То - температура торможения ро - давление торможения io - энтальпия торможения Ро - плотность торможения. [c.55]

Предположим теперь, что течение газа происходит без теплообмена с окружающей средой. Тогда приращение количества тепла, полученного 1 кг движущегося газа за некоторое бесконечно малое время йт, будет равно теплоте трения йд , и, следовательно, приращение энтропии 1 кг газа составит [c.195]

Аэростатика. Энтропия тяжелого газа, движущегося без нарушения уравнений (147) [c.167]

Напомним, что уравнение (1.13) выражает тот факт, что энтропия рассматриваемой частицы газа остается постоянной при ее движении, если не учитывать трение и теплопроводность. Пять уравнений (1.12), (1.13) и (1.14) содержат шесть неизвестных параметров движущегося газа Оу, р, р, 8, Т. Но, как показано в главе II, для рассматриваемого здесь совершенного газа имеется зависимость [c.355]

Возьмем оси координат в меридианной плоскости, начало их поместим в вершине конуса, ось х направим по оси симметрии вниз по течению, ось г/— перпендикулярно оси х. Уравнения движения газа между ударной волной и обтекаемым конусом будут описываться дифференциальными уравнениями (2.1), в которых необходимо считать энтропию постоянной и одинаковой во всех точках области движения. Для дальнейшего важно показать, что поток, обтекающий конус, будет коническим. Поле потока называется коническим, если параметры его остаются постоянными вдоль прямых, начинающихся из заданной точки, называемой вершиной конического течения или полюсом. Перейдем в меридианной плоскости х, у к полярным координатам г, 0 с началом в вершине конуса. Угол 0 будем отсчитывать от оси симметрии X. В этих переменных любой параметр движущегося газа, в том числе, например, и компонента скорости будут [c.385]

Решение. Поскольку ударная волна распространяется относительно находящегося перед ней газа со сверхзвуковой скоростью, то отражённой от неё звуковой волны не может быть. В газе же 2 позади разрыва распространяется прошедшая обычная изэнтропическая звуковая волна и, кроме того, возмущение энтропии (при постоянном давлении), переносящееся вместе с самим движущимся газом. [c.409]

Кванты проникли также в такую область науки, в которой их никто не ожидал встретить,—в теорию газов. Метод Больцмана оставлял неопределенным значение аддитивной константы, входящей в выражение для энтропии. Чтобы получить возможность применения теоремы Нернста и получить точные значения химических констант, Планк ввел кванты и сделал это в довольно парадоксальной форме, приписав элементу фазового пространства молекулы конечное значение, равное Л . Изучение фотоэлектрического эффекта привело к новой загадке. Фотоэлектрическим эффектом называют испускание веществом движущихся электронов под влиянием излучения. Опыт показывает, что энергия испущенных электронов зависит от частоты возбуждающего излучения, а не от его интенсивности, что является парадоксальным. Эйнштейн объяснил в 1905 г. это странное явление, приняв, что излучение может поглощаться только квантами hv с тех пор считается, что если электрон поглощает энергию к и для выхода из вещества затрачивает работу w, то его конечная кинетическая энергия будет hv — и/. Этот [c.643]

Процессы диффузии определяют, например, образование зародышей, рост кристаллов, образование осадков, фазовые превращения в твердых телах, процессы спекания и протекание твердофазных реакций. При разрушении материалов (например, вследствие образования окалины или коррозии) явления диффузии также играют существенную роль. Стойкость различных материалов при повышенных температурах и в присутствии реакционноспособных газов (О2, Н2О) зависит в значительной степени от диффузии этих газов в основное кристаллическое вещество. Причины диффузии, т.е. ее движущие силы, можно объяснить законами термодинамики. Процессы диффузии возможны, если при этом уменьщается свободная энергия системы или повышается энтропия. Так как диффузионные процессы связаны с повышением энтропии, они необратимы (см. 6.3.1). Если система находится в равновесии, т.е. энтропия максимальна, то диффузия не может происходить самопроизвольно. Таким образом, процессы диффузии всегда происходят при отклонении от термодинамического равновесия. [c.232]

Этот результат в достаточной степени очевиден. Чтобы лучше уяснить его, выделим какой-либо малый элемент (слой) Д 1 движущегося по трубе газа (фиг. Ю- ) и рассмотрим процесс изменения состояния газа в системе координат, движущейся вместе с этим элементом. Силы трения, действующие на границах выделенного элемента газа, т. е. у стенок трубы, являются при таком рассмотрении внешними по отношению к данному элементу силами, а следовательно, и выделяющееся вследствие работы сил трения тепло трения может считаться вполне эквивалентным равному количеству тепла, которое рассматриваемый элемент газа получил бы извне. Тепло трения будет, таким образом, в той же мере содействовать приращению энтропии рассматриваемого элемента газа, как и тепло, получаемое этим элементом путем теплообмена с окружающей средой, и поэтому приращение энтропии [c.195]

Пусть на интервале (ж1,ж2) имеется разрыв переменных, движущийся относительно газа. Это движение описывается уравнением х = жо( )- Газ вне разрыва считается невязким и нетеплопроводным, т.е. рхх = р, д = 0. В дальнейшем нам понадобится представление о роли вязкости и теплопроводности внутри разрыва для описания источника энтропии. Там будем учитывать, что Рхх — р Я пропорциональны соответствующим производным (см. лекцию 3). Это вполне соответствует представлению о разрыве как об области резкого изменения параметров, т. е. об области больших производных. Вне разрыва параметры изменяются плавно, так что величинами рхх — р д можно пренебречь. [c.75]

Из этого уравнения видно, что когда скорость w меньше местной скорости звука, то производная dsldw имеет положительный зиак, т. е, энтропия газа возрастает одновременно со скоростью течения. В сечении, где w = с (значения х, w в этой точке обозначим через х,ф, ш,ф), производная обращается в пуль, а при дальнейшем возрастании скорости, т. е. при dw/dx > О, эта производная должна быть отрицательной. Таким образом, энтропия s движущегося газа, рассматриваемая как функция скорости течения, при Шкр = с достигает максимального значения. [c.362]

Массообмен. Термодинамической движущей силой процесса массообмеиа является градиент химического потенциала среды 119] [i = h — Ts, где h и s — молярные энтальпия и энтропия. Энтропия идеального газа определяется по формуле [c.46]

Имея это в виду, рассмотрим процесс перехода через скачок в диаграмме й, S (рис. 5.15,6). Зная давление торможения до скачка poi и энтальпию торможения ho, находим точку 0. По известной скорости потока до скачка i или давлению р находим точку Q, которая определяет состояние движущегося газа перед скачком. В скачке статическое давление потока увеличивается до рз- Если известен угол отклонения потока Ь и, следовательно, р, то состояние газа за скачком определено (точка г), так как по формуле (5.28) можно найти приращение энтропии AS. Заметим, что линия, соединяющая точки Q и 2 на рис. 5.15,6, не характеризует изменения состояния газа в скачке, так как в диаграмме h, S неквазистатические процессы могут быть [c.133]

Второй член jp-grad V — теплота механического трения, когда поток импульса теряет скорость. В качестве примера можно рассмотреть ударную волну в потоке быстро движущегося газа — иногда ее называют скачком уплотнения . В ней очень резко, на коротком расстоянии, скорость газа уменьшается, поэтому grad V очень велик и интенсивно возрастает энтропия. В этом основная причи- [c.38]

ЭТО означает, что при прохождении газом воображаемого скачка разрежения отнесенная к единице массы энтропия газа должна была бы уменьшаться, что приводит к противоречию со вторым началом термодинамики. Таким образом, и из общих термодинамических сообра-жений следует, что в рассматриваемом случае движения совершенного газа скачок разрежения" невозможен. При наличии в движущемся газе химических процессов (горение, детонация) последний вывод не имеет места. [c.178]

Имея в виду эти условия, рассмотрим процесс скачка в диаграмме (рис. 4-11). Зная давление торможения до скачка и энтальпию торможения /д, найдем в диаграмме /5 точку С>1, характеризующую состояние изоэнтропи-чески заторможенного газа до скачка. По известной скорости потока до скачка с, или давлению р находим точку О, которая определяет состояние движущегося газа перед скачком. В скачке статическое давление потока увеличивается до р . Если известен угол отклонения потока 8 и, следовательно, р, то состояние газа за скачком определено (точка 2 на рис. 4-11), так как по формуле (4-29) можно найти приращение энтропии Д . Заметим, что линия, соединяющая точки В и на рис. 4-11, не характеризует изменения состояния газа в скачке, так как в диаг- [c.154]

Важным примером небаротропного процесса, при котором функция 3 (р, X) легко вычисляется вдоль неизвестной заранее линии тока X, может служить случай адиабатических обратимых течений совершенного газа, когда = Tds = О, и поэтому энтропия S в каждой фиксированной частице сохраняется постоянной, S = onst. Однако у различных частиц энтропия может быть различной, и процесс тогда не будет баро-тропным. Так как движение установившееся, то все частицы, движущиеся вдоль одной и той же линии тока, будут иметь одинаковую энтропию. [c.21]

ФАКТОР <есть причина, движущая сила какого-либо процесса, явления, определяющая его характер или отдельные его черты магнитного расщепления — множитель в формуле для расщепления уровней энергии, определяющий величину расщепления, выраженный в единицах магнетона Бора размагничивающий— коэффициент пропорциональности между напряженностью размагничивающего магнитного поля образца и его намагниченностью структурный—величина, характеризующая способность элементарной ячейки кристалла к когерентному рассеянию рентгеновского излучения, гамма-излучения и нейтронов в зависимости от внутреннего строения ячейки) ФЕРРИМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты ионов, входящих в его состав, образуют две или большее число подсистем (магнитных подрещеток) ФЕРРОМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты атомов или ионов самопроизвольно ориентированы параллельно друг другу ФИЛЬТРАЦИЯ—движение жидкости или газа через пористую среду ФЛУКТУАЦИЯ <есть случайное отклонение значения физической величины от ее среднего значения, обусловленное прерывностью материи и тепловым движением частиц абсолютная — величина, равная корню квадратному из квадратичной флуктуации квадратичная 01ли дисперсия) равна среднему значению квадрата отклонения величины от ее среднего значения относительная равна отношению абсолютной флуктуации к среднему значению физической величины) ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, быстро затухающая после прекращения действия возбудителя свечения ФОРМУЛА (барометрическая — соотношение, определяющее зависимость давления или плотности газа от высоты в ноле силы тяжести Больнмаиа показывает связь между энтропией системы и термодинамической вероятностью ее состояния Вина устанавливает зависимость испускательной способности абсолютно черного тела от его частоты в третьей степени и неизвестной функции отношения частоты к температуре) [c.292]

В 6 статьи Пуанкаре, исходя из гпббсова определения энтропии как величины —A Jplnp r, приводит доказательство возрастания энтропии, относящееся к изучаемому им одномерному газу. Его доказательство, рассматриваемое им как приложение общих рассуждений Гиббса, содержит почти ту же ошибку, что и гиббсово доказательство возрастания энтропии, приведенное в главе XII [7]. Эта ошибка делается очевидной, если учесть, что в выводе, по существу, речь идет о тонкой плотности, сохраняющей свою величину в любой движущейся точке. При учете этого все неравенства Пуанкаре переходят в равенства. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...