Энергия внутренняя фазы, смеси

В общем случае мощность, развиваемая межфазной силой, связанная присоединенной массой и силой Магнуса Р , не полностью расходуется на диссипацию (необратимые потери, переходящие в тепловую энергию), а частично переходит в кинетическую энергию несущей фазы. Для учета этого перехода вводятся коэффициенты И , показывающие долю диссипированной кинетической энергии смеси вследствие силового взаимодействия, переходящую во внутреннюю энергию г-й фазы. [c.48]

Допустим, что внутренняя энергия каждой фазы является функцией только энтропии, объема и состава смеси фазы [c.52]

Введение температуры каждой фазы связано с принятием гипотезы локального равновесия, но только в пределах фазы (когда локальное равновесие всей смеси может и не выполняться, например, при неодинаковых температурах фаз). Эта гипотеза позволяет также определить и другие термодинамические функции для каждой фазы наряду с внутренней энергией U (энтропию, энтальпию, свободную энергию, термодинамический потенциал). [c.32]

Отсюда следуют уравнения кинетической энергии смеси (уравнение живых сил) и внутренних энергий фаз [c.38]

Используем предположение о локальном термодинамическом равновесии в пределах фазы, а также аналогично допущению об аддитивности внутренней энергии смеси примем допущение об аддитивности энтропии смеси по массам входящих в смесь фаз. Тогда можно определить удельную внутреннюю энергию и удельную энтропию смесп [c.43]

Таким образом, полная удельная энергия i-й фазы и смеси определяется тремя составляющими внутренняя энергия, 6 [c.83]

Анализ этого уравнения, уравнений энергии мелкомасштабного движения идеальной несущей фазы (3.4.65) и движения тел в жидкости показывает, что кинетическая энергия макроскопического движения выделенного объема смеси меняется 1. Из-за обмена с внешней средой и энергией мелкомасштабного движения за счет работы поверхностных сил (первое слагаемое в правой части), сил Архимеда (второе слагаемое) и внешних массовых сил (третье и четвертое слагаемые) 2. Из-за обмена с кинетической энергией мелкомасштабного движения и внутренней энергией внутри выделенного объема 1) с интенсивностью [c.194]

Внутреннюю энергию смеси будем считать аддитивной по внутренним энергиям фаз, тем самым пренебрегая особыми свойствами слоев вещества, прилегающих к границам зерен или меж-фазных границ [c.143]

Внутренняя энергия—функция состояния, поэтому она мон ет быть представлена в виде зависимости от двух любых независимых переменных (например, р и Т) и молярного содержания компонентов. Наиболее простой вид эта зависимость приобретает в тех случаях, когда газовая фаза считается идеальной смесью идеальных газов, а конденсированные вещества являются либо однокомпонентными фазами, либо составляющими идеальных растворов. При таких допущениях внутренняя энергия и зависит только от температуры и является линейной функцией концентраций компонентов [c.160]

Расширим понятие термодинамического потенциала, вводя в рассмотрение более сложные системы, такие как, например, системы с. химическими или фазовыми превращениями, а также открытые системы. Внутренняя энергия двухфазной системы, состоящей из воды и водяного пара, зависит от того, какая часть массы системы приходится на жидкую фазу и какая — на паровую (см. 12). Каждая фаза представляет собой открытую систему, внутренняя энергия которой зависит от массы. Внутренняя энергия смеси газов зависит от состава этой смеси. Термодинамические потенциалы К, Яи(3 связаны с внутренней энергией, поэтому все сказанное справедливо и для них. Действительно, Р — и—ТЗ, при этом Р называют также свободной энергией, а ТЗ — связанной энергией, их сумма равна внутренней энергии 7 энтальпия Н — изобарный потенциал ( = [/-)- [c.247]

Здесь, как и ранее, использованы следующие обозначения р — давление р — плотность парокапельной смеси и, v — проекции вектора скорости с на оси z и у /г=е + р/р — удельная энтальпия е — удельная внутренняя энергия двухфазной смеси х — массовая концентрация паровой фазы. Функции, входящие в уравнения кинетики, определяются соотношениями [c.127]

Некоторые из свойств, изучаемых термодинамикой, обладают той особенностью, что численное значение свойства для любой системы равно сумме его величин для всех частей системы. Такие свойства мы будем называть экстенсивными свойствами. Объем, внутренняя энергия, энтальпия являются экстенсивными свойства-м и. С другой стороны, температура, давление, плотность не являются экстенсивными свойствами. Если некоторая величина г определяет величину экстенсивного свойства для единицы массы смеси двух фаз, мы можем написать, что г равно сумме величин свойства г для жидкой и паровой частей системы [c.32]

На любой диаграмме, координатами которой не являются давление ли температура, тройная точка изображается площадью треугольника, как на рис. 5-6, где в качестве координат взяты внутренняя энергия и объем Три угла треугольника соответственно определяют твердое состояние S, жидкость L и пар V. Точка Б на линии SL соответствует такой смеси, для которой отнощение-твердой фазы к жидкой равно BL SB. Аналогично точка С на линии LV определяет смесь жидкости и пара в пропорции V L и точка D на линии SV—смесь твердой и парообразной фаз в пропорции DV SD. Любая точка М внутри границ [c.33]

Область применения приведенных выше рассуждений, которые использованы в уравнении (14-5) и его приложениях, серьезно ограничивается требованием, чтобы компоненты А, В, М являлись самостоятельными фазами однако несоблюдение указанного условия часто не приводит к существенным ошибкам. Например, система, содержащая готовые к соединению водород и кислород в паровой фазе, представ-.ляет единственную газообразную фазу, если не будет предусмотрено специальное устройство, обеспечивающее раздельность обоих газов вплоть до момента их соединения. Но так как известно, что внутренняя энергия и энтальпия большинства паровых смесей- при низких давлениях с большой точностью равны сумме соответствующих величин, най-.денных для отдельных компонентов при температуре смеси то уравнение (14-5) часто может применяться к смесям без изменения. [c.122]

В результате смешения паровой фазы вещества и жидкого теплоносителя и гомогенизации смеси давление смеси повышается, вследствие чего резко снижается скорость звука двухфазной смеси по сравнению с однофазной, что и приводит к возникновению скачка уплотнения за смесителем 13 в трубе 2 и соответствующему повышению давления в потоке. Повышение давления в результате скачка уплотнения происходит за счет внутренней энергии потока и требует значительно меньших затрат механической энергии, необходимых для такого же повышения давления с использованием механического насоса, что снижает расход энергии на собственные нужды. [c.109]

Приращение внутренней энергии и приращение энтальпии рассмотрим для общего случая, когда в парогазовой смеси содержится влага в жидкой фазе [c.33]

Процессы насыщенного газа совершаются так, что при испарении жидкость потребляется из самой смеси, а при конденсации она остается в смеси. Следовательно, в смеси содержится влага в жидкой фазе, объемом которой в большинстве случаев можно пренебречь. Калорические параметры жидкости необходимо учитывать, поскольку от их величины зависит количество поглощаемого или выделяемого тепла в связи с фазовым переходом. В пересыщенном газе, как указывалось, пар и жидкость всегда находятся в равновесии, поэтому разность внутренних энергий сухого пара и жидкости равна и — и = Q, г. соответствующая разность энтальпии г" — i = г. Это обстоятельство необходимо учесть, используя формулы (П. 15) и (П. 16) для теплоемкости подставив в них вместо величину р и вместо величин г. [c.44]

Рассмотрим бинарную систему, которая в равновесии при низких температурах представляет собой гетерогенную смесь двух фаз (ограниченных твердых растворов). Этому случаю соответствует W -образная форма кривой термодинамического потенциала g ). При низких температурах наиболее существенный вклад в термодинамический потенциал вносит внутренняя энергия и. С повышением температуры усиливается роль энтропийного члена TS, который, возрастая, уменьшает термодинамический потенциал. Поскольку энтропия твердого раствора больше энтропии смеси чистых компонентов, то повышение температуры должно сопровождаться увеличением растворимости. [c.195]

Пусть р - давление газа, р°,е, г = е+ р/р°,Т иу - его истинная плотность, внутренние удельные энергия и энтальпия, температура и скорость, а е , и - аналогичные параметры газа частиц ( второй фазы). Кроме того, введем ig = ез + ер с е = 1/р . Из-за отсутствия (по предположению) собственного давления в газе частиц is не есть удельная энтальпия частиц. Наряду с и будем использовать размазанные плотности р и рз - массы газа и частиц в единице объема смеси и их пористости т = р/р° ж гпз = рз/рз причем [c.471]

Будем рассматривать гомогенные и гетерогенные смеси как многоскоростной континуум со взаимопроникающим движением составляющих и обменом массой, импульсом и энергией. Многоскоростной континуум представим как совокупность N континуумов, каждый из которых относится к своей компоненте смеси и заполняет один и тот же объем, занятый смесью. Будем характеризовать каждый из этих континуумов средней плотностью рг (масса t-й компоненты в единице объема смеси), скоростью W,- внутренней энергией ег, тензором напряжений П,. Помимо средней плотности введем и истинную плотность рг , которая представляет собой массу t-й фазы в единице объема i-u фазы. Под компонентами будем понимать газовые компоненты, соответствующие различным молекулам, а также различным квантовым состояниям молекул (например, колебательным степеням свободы молекул) и частицы различных размеров с различными физическими свойствами. Тогда в каждой точке объема, занятого смесью, будет определено N плотностей, N скоростей и т. д. [c.6]

Система дифференциальных уравнений (1.6)... (1.8) замыкается термическими и калорическими уравнениями состояния, позволяющими в предположении локального равновесия, когда в каждой точке определена температура Tt, выразить тензор напряжения Пг и внутреннюю энергию et через остальные параметры смеси и некоторые физико-химические переменные. При решении конкретных проблем необходимы также феноменологические уравнения, определяющие параметры массового Rtk, силового Pik и энергетического Диг взаимодействия между фазами. В случае малого отклонения от равновесия необходимые соотношения для Rik, Pik и Eik можно получить, применяя принцип Онзагера и постулируя линейные соотношения для термодинамических потоков (например, для теплообмена, трения между фазами, интенсивности фазового перехода). В. случае химических реакций необходимые соотношения для Rth доставляет химическая кинетика. [c.8]

Внутренняя энергия смеси превышает внутреннюю энергию чистых конденсированных фаз отдельных компонентов на величину [c.291]

Таким образом, как это видно из первого уравнения (уравнения живых сил), кинетическая энергия смеси из-за вязкого взаимодействия фаз за счет работы внутренних сил уменьшается (диссииируется) с интенсивностью f i2-( i — v ), часть этой работы XiFi2-(oi — Р2) = 12 — 12) переходит во внутреннюю энергию первой, а другая часть — 2) = — 2)— во внутреннюю энергию второй фазы. В рассмотренном случае значение скорости межфазной поверхности можно выразить через Xj [c.38]

Определение (1.1.25) для субстанцпонаоДьной производной от аддитивной функции (напрпмер, внутренней энергии или энтроппи смеси) нетрудно обобщить с учетом 2-фазы и уравнения сохранения числа частиц. В результате величина [c.206]

Коэффициенты y.j, впервые введенные в [12], показывают долю диссипируемой кинетической энергии смеси из-за силового взаимодействия составляющих, переходящую непосредственно во внутреннюю энергию г-й,фазы. В связи с этил1 заметим, что составляющие межфазной силы F- , связанная с эффектом присоединенных масс и спла Магнуса приводят непосредственно к переходу части кинетической энергии макроскопического движения не во внутреннюю (тепловую) энергию фаз, а в кинетическую энергию мелкомасштабных течений внутри и около включений. Последняя, как уже указывалось, не учитывается в существующих феноменологических теориях взаимопроникающего движения, в ТОЛ числе и в данной главе, поэтому здесь силы и F i входят как диссипативные. Более точный учет эффекта этих сил дан в гл. 2-4. [c.37]

Для более конкретного понимания величины HiFji-(vj—v ) рассмотрим частный случай движения двух вязких фаз при отсутствии других воздействий на смесь, кроме их вязкого взаимодействия. Тогда около межфазной границы скорости фаз совпадают и равны v = = 21- Если под Рц и щ, понимать среднемассовые скорости и удельные внутренние энергии фаз, то уравнения импульса и энергии фаз, отнесенные к единице объема смеси, имеют вид [c.38]

Таким образом, изменение средней внутренней энергии г-й фазы вдоль траектории ее центра масс происходит за счет ряда процессов. Первое слагаемое piAi определяет указанное изменение за счет работы внутренних сил второе и третье — за счет притоков тепла, причем второе слагаемое — за счет внешнего (по отношению к выделенному объему смеси) притока тепла, описываемого вектором ql, а третье — за счет притока тепла Qji через межфаз-ную поверхность четвертое и пятое слагаемые — за счет притока массы (а вместе с ней и внутренней энергии), причем четвертое слагаемое — за счет притока массы из-за пульсационного движения, описываемого вектором, а пятое — из-за фазовых переходов на межфазной поверхности. [c.86]

Oho определяет изменение поверхностной энергии смеси за счет притока Qji тепла из фаз, работы внутренних сил As в 2-фазе, работы межфазных сия Ai на межфазной границе ивыделяю-ш,егося тепла при фазовых переходах на межфазной поверхности. [c.86]

Дпссииативиая функция и производство энтропии в двухфазной среде с фазовыми переходами. Используем предположение о локальном термодинамическом равиовеспп в пределах фазы, а также допущение об аддитивности внутренней энергии смеси и энтропии смесн по массам входящих в смесь фаз [c.36]

Таким образом, полная удельная энергия i-й фазы и смеси определяются тремя составляющими внутренняя энергия, кинетическая энергия макродвижения и кинетическая энергия нуль-сационного движения (последняя в 1 не рассматривалась) [c.58]

Уравнения энергии фаз. Полная энергия р единицы объема гетерогенной смеси равна сумме полных энергий piEi входящих в этот объем несущей и дисперсной фаз, а также внутренней [c.77]

Заметим, что энтропия Si, так же как U и г.-, определяется с точностью до постоянной, а соответственно ф и z, —с точ-И0СТ1.Ю до линейной функции Т . При этом внутренняя энергия и и энтропия S двухфазно дисперсной смеси являются аддитивными но массам фаз, а энтальпия i и термодинамический потенциал Z задаются аналогичным соотношением, но учитывающим вклад капиллярной составляюш ей [c.84]

Из опыта известно, что в отоутствие движения, гравитации, капиллярности, магнетизма и электричества чистое вещество имеет лишь два независимых свойства. Из известных свойств чистого вещества, которые могут быть количественно оценены, необходимо назвать давление, темпера-туру, удельный объем, внутреннюю энергию, вязкость и электрическое сопротивление. Этот перечень может быть расширен за счет опытных данных термодинамики и других наук. Из числа всех свойств можно выбрать два свойства, не зависящих друг от друга, и если их величины Заданы, то и величины всех других свойств будут также иметь вполне определенные 31начения. Если после некоторого изменения состояния будут восстановлены первоначальные значения двух выбранных свойств, то первоначальные величины всех других свойств будут также восстановлены. Обычно любые два свойства бывают независимыми друг от друга, хотя имеются очевидные исключения так, одно свойство -не 1Может быть независимым от другого, если оно является его функцией по определению, например удельный объем зависит от плотности, а электрическое сопротивление—от электрической проводимости. Менее очевидным исключением является сочетание давления и температуры эти свойства являются независимыми для чистого вещества в паровой или жидкой фазе, но не для смеси фаз. [c.16]

На рис. 50 в качестве примера показаны часть индикаторной диаграммы — от момента зажигания до начала открытия выпускного клапана, а также кривые средней температуры газов Т в цилиндре, внешней работы газов и их внутренней энергии А 7 и коэффициента активного теиловыделения от угла ф для двигателя ГАЗ-21 при работе с полностью открытой дроссельной заслонкой. В точке 1, соответствующей ртах> количество выделившейся активной теплоты составляет 73 о в фазе догорания оно достигает 85"о располагаемой теплоты сгорания. Точка 2, соответствующая достижению Гщах отстоит на 11 от точки 1. Остальные 15 6 составляют потери теплоты в стенки и от неполноты сгорания. При работе двигателей на средних нагрузочных режимах или на обедненных смесях значения в точке pmayi обычно НО нревышают 50% и процесс догорания оказывается значительно более растянутым. Для увеличения полноты сгорания следует создавать дополнительную турбулизацию заряда в зонах догорания. [c.114]

Коэффициенты VI, 1зпервые введенные в работе [21], показывают долю диссиХ1ации кинетической энергии смеси из-за силового взаимодействия фаз, переходяш ую непосредственно в иж внутреннюю энергию. Система уравнений (2.1.4) замыкается термодинамическим соотношением, полученный па основе гипотезы локального равновесия в пределах фаз, т. е. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...