Расширение газов

Рассмотрим принципиальные отличия неравновесных процессов от равновесных на примере расширения газа в цилиндре под поршнем (рис. 3.8), получающего теплоту bq от источника с температурой Т"] и совершающего работу против внешней силы Р, действующей на поршень. [c.26]

Невыполнение хотя бы одного из указанных условий делает расширение газа неравновесным. Если неравновесность вызвана трением поршня о стенки цилиндра, то работа б/, совершаемая против внешней силы Р, оказыва( тся меньше, чем pdv, так как часть ее затрачивается на преодоление трения и переходит в теплоту б(/тр. Она воспринимается газом вместе с подведенной теплотой bq, в результате чего возрастание энтропии газа в неравновесном процессе ds = = f>q Ьq p)/T оказывается больше. [c.26]

Работа расширения газа в политроп- [c.33]

Таким процессом является, например, изотермическое расширение идеального газа, находящегося в тепловом контакте с горячим источником. Так как в этом процессе изменение внутренней энергии равно нулю, то согласно первому закону термодинамики, работа, совершенная при расширении газа, равна количеству теплоты, переданной от горячего источника. Таким образом, имеет место полное превращение теплоты в работу. Но это не противоречит второму закону термодинамики, который утверждает, что невозможен процесс, единственным конечным результатом которого будет превращение в работу теплоты, извлеченной от горячего источника. Действительно, в конце изотермического процесса газ занимает объем больше, чем он занимал вначале. Изменение состояния газа и является компенсацией превращения теплоты в работу. [c.209]

Работа расширения газов [c.218]

A. Расширение газа происходит в одну стадию от 10 до 1 атм при условии постоянного внешнего давления, равного 1 атм. [c.35]

При расширении газа для каждой стадии работа равна произ ведению постоянного внешнего давления на изменение объема В указанном примере внешнее давление всегда является конеч ным давлением для каждой стадии расширения. В этом случае проделанная работа выражается уравнением (1-2) [c.35]

Самопроизвольное расширение газа [c.191]

Самопроизвольное расширение газа можно исследовать количественно путем рассмотрения изолированного сосуда, разделенного на две части Л и Б с помощью свободно двигающегося поршня, первоначально закрепленного подвижным штифтом р определенном положении. [c.192]

Неравновесность реальных процессов определяется прежде всего тем, что под влиянием внешних условий они протекают с конечными скоростями, и в рабочем теле не успевает устанавливаться равновесное состояние. Например, при быстром расширении газа в цилиндре под поршнем или при быстром его сжатии температура и давление в различных точках объема рабочего тела не будут одинаковыми, т. е. будет иметь место неравновесное состояние, а сам процесс будет неравновесным. [c.17]

При расширении газа будем наблюдать явления в обратном порядке. Непосредственно у поршня давление газа будет меньше, чем в остальном объеме, и потребуется некоторое время для того, чтобы газ равномерно расширился и занял весь объем цилиндра. Таким образом, процессы расширения и сжатия с конечными скоростями являются процессами необратимыми. [c.61]

Обратимые процессы являются идеальными процессами. В них при расширении газ производит максимальную работу, определяемую уравнением [c.61]

При расширении газа его температура в изобарном процессе возрастает, при сжатии — уменьшается. [c.92]

Объяснить увеличение температуры при расширении газа в изобарном процессе. [c.102]

В рассмотренных ранее термодинамических процессах изучались вопросы получения работы или вследствие подведенной теплоты, или вследствие изменения внутренней энергии рабочего тела. При однократном расширении газа в цилиндре можно получить лишь ограниченное количество работы. Действительно, при любом процессе расширения газа в цилиндре все же наступит момент, когда температура и давление рабочего тела станут равными температуре и давлению окружающей среды и на этом прекратится получение работы. [c.109]

Рабочее тело от начальной точки 1 расширяется по адиабате 1-4 без теплообмена с внешней средой, при этом температура Tj уменьшается до Тг- Затем следует дальнейшее расширение газа по изотерме [c.114]

К самопроизвольным процессам принадлежат переход теплоты от более нагретого тела к менее нагретому превращение работы в теплоту взаимная диффузия жидкостей или газов расширение газа в пустоту и т. п. [c.115]

Располагаемую работу при истечении газа можно представить графически на ри-диаграмме. На рис. 13-2 изображен обратимый процесс расширения газа 1-2. [c.200]

Расширение газа в проточной части турбины сопровождается потерями на трение о стенки сопел, лопаток и на завихрения потока, в результате чего часть кинетической энергии рабочего тела [c.281]

Второй метод, применяемый при сжижении газов, заключается в адиабатном расширении газа с отдачей внешней работы. Наиболее совершенную установку для сжижения воздуха создал академик П. Капица в СССР по циклу низкого давления с использованием турбодетандера. [c.340]

Полная работа расширения газа после интегрирования [c.156]

Согласно этой модели, самая низкая температура, которую можно получить при обратимом адиабатном расширении газа от начального давления до давления среды, в которую происходит истечение, определяется соотношением [c.159]

Расширение будет равновесным только в случае, если температура газа Т равна температуре источника Т=Т ), внешняя сила Р равна давлению газа на поршень (P = pF) и при расширении газа нет ни внешнего, ни внутреннего трения. Работа расширения газа в этом случае равна 6/paat = di/ = pdD, а изменение энтропии рабочего тела в таком процессе [c.26]

Таким образом, на сжатие воздуха в реальном цикле затрачивается боль-ujan работа, а при расширении газа в турбине получается меньшая работа по сравнению с идеальным циклом. КПД цикла получается ниже. Чем больше степень повышения давления л (т. е. выше р2>, тем больше сумма этих потерь по сравнению с полезной работой. При определенном значении я (оно тем выше чем больше Гз и внутренний относитель ный КПД турбины и компрессора т, е. меньше потери в них) работа турби ны может стать равной работе, затрачен ной на привод компрессора, а полезная работа — нулю. [c.175]

При быстром расширении газа изменение его состояния протекает обычно на режимах, соответствующих нолитропному процессу. [c.412]

Другой обычно наблюдаемый са1УОпроизвольный процесс — расширение газа из области высокого давления в область низкого давления. Действительно, самопроизвольное вытекание газа из области низкого давления в область высокого давления не невозможно, но чрезвычайно маловероятно из-за большого числа молекул, входящих в реально наблюдаемую систему, например изолированную систему, составленную из сообщающихся сосудов одинаковых размеров, содержащих в целом пять молекул. На основании простой статистики можно заключить, что система будет содержать две молекулы в одном сосуде и три молекулы в [c.191]

В грузовых гидроаккумуляторах накопление ti возврат энергии происходит за счат изменения потенциальной з..ергии в пружинных - ва счет ущ)угих деформаций пружины в пневмогилроакку- щгдяторах - за счет сжатия и расширения газа. [c.68]

При расширении газа не вся работа расширения может быть полез ю использована. Часть ее, вследствие увеличения объема газа, должна быть затрачена на вытеснение среды, давление которой изменяется отр I до Р 2- Эта работа (рис. 5-6), отнесенная к 1 кг расширяющегося газа, будет равна pi fh-i — p lfhi (где f — площадь поршня), или P2V2 — P[Vi- [c.58]

Рассмотрим равновесный процесс расширения газа /1В(рис. 5-9), который прошел через равновесные состояния А, I, 2, 3, п, В. В этом процессе была получена работа расширения, изображаемая в некотором масштабе пл. ABD . Для того чтобы рабочее тело возвратить в первоначальное состояние (в точку Л), необходимо отточки В провести обратный процесс — процесс сжатия. Если увеличить на величину dp внешнее давление на поршень, то поршень передвинется на бесконечно малую величину и сожмет газ в цилиндре до давления внешней среды, равного р+Ф-При дальнейшем увеличении давления на dp поршень опять передвинется на бесконечно малую величину, и газ будет сжат до нового давления внешней среды. Во всех последуюш,их уве-. личениях внешнего давления на dp газ, сжимаясь при обратном течении процес-. са, будет проходить через все равновесные состояния прямого процесса — В, п, 3, 2, 1, А и возвратится к состоянию, характеризуемому точкой А. Затраченная работа в обратном процессе сжатия (пл. BA D) будет равна работе расширения в прямом процессе (пл. ABD ). При этих условиях все точки прямого процесса сольются со всеми точками обратного процесса. Такие процессы, протекающие в прямом и обратном направлениях без остаточных изменений как в самом рабочем теле, так и в окружающей среде, называют обратимыми. Следовательно, любой равновесный термодинамический процесс изменения состояния рабочего тела всегда будет обратимым процессом. [c.60]

Отсюда приращение кинетической энергии потока газа (распола гаемая работа) равно работе внешних сил (piVi) плюс работа расширения в процессе 1-2 и минус работа (ргг г). затраченная газом на преодоление сопротивления среды, в которую газ вытекает. Она измеряется пл. 1234, ограниченной линией процесса расширения газа, абсциссами крайних точек и осью ординат (р). [c.201]

Сравнивая располагаемую рабо-ту при истечении (пл. J234) с работой расширения газа (пл. 1265), получаем, что величина располагаемой работы в п раз больше работы расширения газа [c.201]

Процесс дросселирования тела всегда связан с потерей располагаемой работы. Действительно, при дросселировании газ не производит полезной работы над внешним объектом работы, а кинетическая энергия газа не меняется, поэтому вся работа расширения газа от давления до давления Рг и работа piVi — P2V2, которую производит окружающая среда при проталкивании газа через дроссель, затрачивается на преодоление сил трения и переходит в теплоту трения [c.224]

Смешение газов в потоке, как и другие способы смешения, представляет собой необратимый процесс, всегда сопровождаюш,ийся возрастанием энтропии. Это явление объясняется тем, что при смешении происходит расширение газа без совершения работы. Кроме того, смешение газов в одном сосуде сопровождается их диффузией, которая является процессом необратимым, и при этом возрастает энтропия. Если, наоборот, требуется разделить смесь различных газов на отдельные компоненты, то для этого необходимо затратить минимальную работу, равную потере работоспособности TqAs при смешении газов (см. пример 14-6). [c.231]

В настоящее время холодильная техника для сжижения газов располагает большим количеством самых разнообразных аппаратов, в которых используются два метода эффект дросселирования (эффект Джоуля — Томсона) и адиабатное расширение газа с отдачей вненшей работы. [c.338]

Численный эксперимент по определению запаса кинетической энергии, затраченного на реализацию микрохолодильных циклов (рис. 4.10), показал, что распределение окружной скорости практически во всем диапазоне отличается от закона вращения твердого тела. Причем с ростом относительного расхода охлажденного потока д, которому соответствует снижение степени расширения газа в вихревой трубе л,, отклонение от закона вращения твердого тела у вынужденного вихря увеличивается. При одном и том же давлении на входе /, величина л, характеризующая сте- [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...