Равновесие газа адиабатическое

Работа сил давления внутренних 124 Равновесие газа адиабатическое 108 -----. бароклинное 107 [c.901]

В настоящее время стало ясным, что основные проблемы внутреннего строения звёзд и проблемы выяснения грандиозных удивительных явлений, наблюдаемых в переменных звёздах, связаны тесным образом с исследованием проблем газовой динамики. В излагаемой теории даны новые рациональные постановки задач и точные решения уравнений адиабатических движений газа и уравнений равновесия газа с учётом эффектов излучения. Соответствующие идеализированные случаи движения или равновесия газа можно в некоторых случаях рассматривать как схематические процессы, моделирующие действительные газодинамические эффекты в звёздах. Они могут служить источником для получения представления о возможных механизмах вспышек звёзд, пульсаций звёзд, о внутреннем строении звёзд и о влиянии различных физических факторов, связанных с выделением и поглощением энергии внутри звёзд, роли переменности плотности, о влиянии тяготения, о возможных движениях, обусловленных отсутствием начального равновесного распределения давлений, и т. п. [c.9]

Изложенные методы расчетов и экспериментальных оценок ракетных двигателей являются, конечно, идеализированными Если в ракетном топливе используются металлы или их соеда не-ния, то в процессе адиабатического расширения возможна конден сация некоторых продуктов сгорания. При конденсации выделяется тепло и уменьшается число молей газа. Из-за высокой скорости потока условия равновесия не выполняются. Для определения различных видов потерь в дополнение к обусловленным запаздыванием по температуре и скорости требуется знать скорость образования зародышей, конденсации (разд. 3.2) и химических реакций (разд. 3.3). Однако для веществ, образующихся при работе ракетного двигателя, и условий его работы указанные-скорости в общем случае неизвестны. В этом состоит основная трудность сравнения расчетных и действительных характеристик ракетного двигателя. [c.335]

Согласно (1.1.2) в предположении, что полость пузырька заполнена парами жидкости и газа, а сжатие происходит по адиабатическому закону, находим условие статического равновесия [c.47]

При непосредственном соприкосновении дымовых газов с водой последняя может быть подогрета лишь до так называемой температуры адиабатического насыщения газов (температуры мокрого термометра). После установления равновесия и достижения водой температуры мокрого термометра охлаждение дымовых газов происходит только за счет испарения воды при постоянной [c.21]

Если процесс испарения в замкнутом сосуде происходит адиабатически, т. е. только за счет тепла влажного газа, то равновесие наступает при температуре [c.192]

Свойство энтропии не меняться при адиабатических равновесных изменениях состояния сразу дает интересные результаты. Время релаксации газа, т. е. время перехода в равновесие, столь мало, что практически даже быстро протекающие процессы можно считать равновесными. Адиабатичность же получается сама собой, поскольку при быстром изменении объема через стенки сосуда не успевает пройти заметное количество тепла. Условие постоянства энтропии дает для таких процессов приближенное уравнение [c.74]

Какова энтропия смеси Если вычислить ее из термодинамического тождества, то в результат войдет неизвестная функция от чисел П1 и П2 (см. (14.18)), которую не удастся определить из аддитивности энтропии. Действительно, если пг молей первого газа привести в соприкосновение с П2 молями второго, разделив их сначала упругой и проницаемой для тепла перегородкой, то температуры и давления обоих газов, конечно, выравняются. Однако если перегородку удалить, то газы не останутся в равновесии начнется хотя и адиабатическое, но отнюдь не равновесное перемешивание, и энтропия увеличится (см. 12). [c.75]

Совместное действие вращения Земли и горизонтальных градиентов плотности и скорости. Общая циркуляция атмосферы. а) Вопросы устойчивости. В 7 гл. I мы рассмотрели вопросы, связанные с устойчивостью расслоений атмосферы для случая покоя. Там было показано, что адиабатическое расслоение равносильно безразличному состоянию равновесия несжимаемое жидкости со всюду одинаковой плотностью (при адиабатическом расслоении каждая частица жидкости, будучи перемещена на новый уровень, не стремится вернуться на старый уровень). В конце 13 этой главы мы ввели для газа, т.е. для сжимаемой жидкости, понятие потенциальной температуры. Для расслоенного газа, подверженного действию силы тяжести, потенциальная температура играет такую же роль, как плотность для расслоенной несжимаемой жидкости. При адиабатическом расслоении, которое, согласно сказанному, является безразличным состоянием равновесия, потенциальная температура, на основании ее определения, имеет постоянное значение. Следовательно, об устойчивости расслоения атмосферы можно судить по быстроте возрастания потенциальной температуры с высотой. Поверхности равной потенциальной температуры в идеальном случае расположены горизонтально. Однако в том случае, когда температура изменяется также в горизонтальном направлении, эти поверхности наклонены к горизонту. При сильной вертикальной устойчивости этот наклон весьма мал. [c.514]

Двуокись углерода далеко не всегда можно считать настоящим газом. Однако ее тройная точка (температура, при которой все фазы — твердая, жидкая и газообразная — находятся в равновесии) соответствует 216 К, а критическая температура - 304 К. Таким образом, при температуре ниже 304 К двуокись углерода может существовать в жидком виде. При комнатной температуре давление насыщенного пара двуокиси углерода составляет 60 ат, а критическое давление —75 ат. Можно только гадать о том, какие термодинамические процессы происходят при образовании и схлопывании каверн, заполненных смесями водяного пара и двуокиси углерода. Почти определенно можно сказать, что этот процесс не является адиабатическим как при расширении, так и при схлопывании пузырька. Вполне вероятно, что в процессе схлопывания часть двуокиси углерода вновь растворяется в окружающей жидкости, а часть конденсируется и переходит в жидкое состояние. Такой процесс объяснил бы возникновение при схлопывании высоких давлений, способных вызвать наблюдаемое разрушение. Можно отметить, что в данном конкретном случае давление, при котором развивалась кавитация, было, вероятно, гораздо выше атмосферного следовательно, количество водяного пара в кавернах было пренебрежимо мало. [c.165]

И наконец, авторы адиабатической теории пытаются объяснить зафиксированный многими факт повышения концентрации СО2 в межледниковые потепления на Земле отрицательной зависимостью растворимости СО2 в Мировом океане и законом Генри о динамическом равновесии между парциальным давлением газа в атмосфере и его содержанием в гидросфере. Так, в результате потепления растворимость СО2 в воде уменьшается и часть диоксида углерода переходит в атмосферу, а при похолодании — в океанические воды. Поэтому изменение концентрации СО2 в атмосфере сторонники рассматриваемой теории считают следствием, а причиной — изменение климата. В подтверждение сказанного приводится известный факт, что в настоящее время в водах океанов содержится СО2 примерно в 60 раз больше, чем в атмосфере. [c.35]

Рассмотрим частный случай стационарного течения жидкости или газа, т. е. случай, когда в каждой точке пространства состояние не меняется со временем. Будем считать, что теплоотдачей можно пренебречь, т. е. что процесс происходит адиабатически. Этот процесс не будет квазистатическим (обратимым) процессом, так как равновесие здесь нарушено, а потому выводы 11 к этому случаю не относятся. [c.44]

Какое бы то ин было изменение состояния системы может происходить только, если имеется хотя бы небольшое отклонение от равновесия. Изменение называется обратимым, если процесс происходит таким образом, что в каждый момент отклонение от истинного равновесия очень незначительно, и можно считать, что на каждой стадии достигается состояние равновесия. Рассмотрим, например, расширение идеального газа от объема Ух до V 2. Мы можем считать, что это расширение происходит обратимым путем, если оно протекает достаточно медленно, преодолевая внешнее давление. В этом случае газ будет совершать работу против сил внешнего давления, и если изменение происходит адиабатически, температура газа будет падать если же изменение происходит изотермически, газ будет поглощать энергию из окружающей среды. Рассмотрим теперь другую возможность. Пусть газ содержится в замкнутом сосуде, объем которого равен V I, и этот сосуд трубкой соединен с краном эвакуированного сосуда, объем которого равен Уг—V]. Если открыть крал, газ будет переходить в пустой сосуд до тех пор, пока не распределится равномерно по всему объему У2. Этот процесс необратим, и равновесие не достигается при протекании этого процесса ни на какой стадии. [c.197]

Независимо от направления процесса (испарение с поверхности или конденсация пара влаги на поверхности) между газом и жидкостью через определенное время установится динамическое равновесие. Здесь наблюдаются три физических явления одновременно испарение жидкости, увеличивающее содержание влаги в газе, отбор из влажного газа теплоты, идущей на испарение жидкости, и повышение (понижение) температуры жидкости до значения, примерно постоянного на протяжении всего процесса насыщения газа. В состоянии полного насыщения температуры газа и жидкости становятся равными, что соответствует предельному равновесному состоянию. Эту температуру в изобарно-адиабатическом процессе называют температурой адиабатического насыщения газа. При некоторых условиях температура, показываемая смоченным термометром, соответствует температуре испаряющейся жидкости. Поэ- [c.224]

Рассмотрим элемент жидкости, находящийся на высоте г и обладающий удельным объёмом V(р, s), где р и 5 — равновесные давление и энтропия газа на этой высоте. Предположим, что этот элемент жидкости подвергается адиабатическому смещению на малый отрезок вверх его удельный объём станет при этом равным V р, s), гд р — давление на высоте г- -. Для устойчивости равновесия необходимо (хотя, вообще говоря, и не достаточно), чтобы возникающая при этом сила стремилась вернуть элемент в исходное положение. Это значит, что рассматриваемый элемент должен оказаться боле [c.21]

Кинетическая теория газов утверждает, что внутренняя энергия молекулы по истечении достаточно большого времени равномерно распределяется по степеням свободы молекулы во вращательном, колебательном и поступательном движении ее. В условиях равновесия каждая степень свободы может обладать энергией 2кТ, где к — постоянная Больцмана. Таким образом, простая молекула не обладает резервом энергии и быстро тратит тепловую энергию (температуру) па работу над окружающей средой в процессе расширения. С другой стороны, сложная молекула со многими степенями свободы обладает большей возможностью запасать энергию за счет непоступательных степеней свободы при данной температуре (у близко к единице), так что такая молекула медленно теряет температуру (кинетическую энергию поступательного движения) в процессе расширения. Это отмечено в уравнении адиабатического расширения 2.16). Например, если у = 1,25, то из (12.16) следует [c.406]

Основные принципы при работе с таким криостатом оказываются общими для всех %тих газов и мало отдичаются от изложенных для водорода. Тепловые потери для почти адиабатической камеры с образцом поддерживаются возможно малыми путем регулирования тепловых экранов в вакуумной камере. Как и в случае водорода, калориметр заполняется, охлаждается ниже тройной точки и выдерживается несколько часов до установления равновесия. Кривая плавления получается таким же образом, как и в случае водорода, подачей последовательных тепловых импульсов. Величина каждого теплового импульса должна составлять от 1 до 10 % тепла, необходимого для полного расплавления образца. Оптимальные параметры теплового импульса в сочетании со временем, необходимым для установления теплового равновесия после его выключения, должны быть найдены опытным путем для каждого газа. Примерные значения скрытой теплоты плавления для рассматриваемых газов представлены в табл. 4.5. [c.162]

В этом случае, если не использовать допущения р = р, интегрирование уравнения (6.55) даст точное соотношение для адиабатического процесса в смеси, образованной мелкими частицами, находяпщмися в равновесии с газом [c.289]

Энергия может передаваться излучением от центра к периферии звезды в этом процессе благодаря поглощению и собственному излучению может меняться распределение энергии по спектру частот, но при равновесии излучаемая, поглощаемая и передаваемая теплопроводностью энергия даёт общий баланс, равный нулю. Дальше мы в качестве приближённого условия примем, что и при нестационарных процессах та ое положение сохраняется, иначе говоря, мы будем рассматривать адиабатические движения газа (е = 0). [c.287]

Чтобы процесс разделения протекал обратимо, необходимо в каждом сечении разделительного аппарата обеспечить бесконечно малую разность потенциалов (разность температур и химических потенциалов). Иначе говоря, фазы должны находиться в квазиравновесном состоянии. Если разделение происходит при постоянном давлении, то условие равновесия требует прежде всего определенного, меняющегося в зависимости от концентрации, т. е. от сечения к сечению, соотношения количеств обеих фаз. Последнее, в свою очередь, естественно вызывает необходимость подвода тепла во всех сечениях разделительного аппарата. Если бы процесс обратимого разделения удалось реализовать, то затраченная работа была бы минимальной. Несмотря на теоретическую ясность схемы такого процесса, практические трудности на пути его осуществления, в технике разделения газов до сих пор не преодолены. Из многочисленных предложений, только одно прочно вошло в практику — это предложение Лахмана, согласно которому в воздухоразделительную колонну вводится предварительно охлажденный поток несжатого воздуха. Поэтому за теоретическую схему реального процесса разделения можно принимать так называемую схему адиабатической ректификации с неограниченной поверхностью контакта фаз. Степень необратимости процесса разделения в таком аппарате будет различна в зависимости от типа колонны. В каждом конкретном случае приращение энтропии можно легко определить по диаграмме у—s, как разность изменения энтропий встречных потоков. [c.176]

Первый из этих экспериментов был поставлен Гей-Люссаком. Газ из сосуда А (рис. 23) в результате открывания крана В вырывается в сосуд С, который первоначально был откачан, причем весь процесс происходит в условиях теплоизоляции. По прошествии некоторого времени (большего, чем время релаксации давления, но меньшего характерного времени теплопроводности сквозь теплоизолируюшие стенки) в сосудах установится термодинамическое равновесие и может быть измерено изменение температуры 72 — Т). В опытах Гей-Люссака в пределах погрешности опыта оказалось, что 72 = Т. Легко видеть, что отсюда следует независимость внутренней энергии от объема. Действительно, поскольку процесс Гей-Люссака адиабатический и протекает без совершения работы против внешних сил (газ расширяется в пустоту), то внутренняя энергия остается постоянной [c.60]

Принцип действия газодинамического лазера можно кратко описать следующим образом (рис. 6.22). Предположим, что вначале газовая смесь находится при высокой температуре (например, Т = 1400 К) и высоком давлении (например, р = 17 атм) в соответствующем резервуаре. Поскольку газ первоначально находится в термодинамическом равновесии, у молекулы СО2 будет большой населенность уровня 00 1 (порядка 10% населенности основного состояния см. рис. 6.22,6). Разумеется, по сравнению с этой населенность нижнего уровня является более высокой ( 25%), и, следовательно, инверсия населенностей отсутствует. Предположим теперь, что газовая смесь истекает через какне-то сопла (рис. 6.22, е). Поскольку расширение является адиабатическим, температура поступательного движения смеси становится очень низкой. За счет VT-релаксации населенности как верхнего, так и нижнего лазерных уровней будут стремиться к новым равновесным значениям. Однако, поскольку время жизни верхнего уровня больше времени жизни нижнего, релаксация нижнего уровня произойдет на более ранней стадии процесса расширения (рис. 6.22,6). Таким образом, ниже по потоку от зоны расширения будет существовать достаточно широкая область с инверсией населенностей. Протяженность этой области L приближенно определяется временем, необходимым для передачи возбуждения от молекулы N2 молекуле СО2. При этом оба лазерных зеркала выбирают прямоугольной формы и их располагают так, как показано на рис. 6.22, е. Такой способ создания инверсии населенностей будет эффективным лишь в [c.375]

Представим себе, что в адиабатически изолированном сосуде (рис. 15) находится газ при температуре Ti. Внутри этого сосуда помещен груз, подвешенный на пружине. Если этот груз вывести из состояния равновесия й предоставить самому себе, он начнет совершать колебания, которые будут затухающими, так как его движению будет препятствовать вязкое сопротивление окружающего газа и вязкие сопротивления внутрц пружины. В результате груз остановится, при этом температура газа в сосуде повысится [c.43]

Если в граничные условия не входит температура стенки ("как, например, в (4.8) при а = О — случай зеркально отрая енного газа), то максвелловская функция при любой температуре удовлетворяет и принципу детального равновесия, и условию (4.5). Если это справедливо в каждой точке границы (включая возможную границу на бесконечности), то ясно, что такие граничные условия в общем случае совершенно нереальны, поскольку они позволяют газу оставаться в тепловом равновесии при любой заданной температуре независимо от окружающих тел. Этот факт, как правило, исключает возможность использования таких граничных условий (адиабатических стенок), однако в частных случаях они могут применяться. [c.67]

Сочинение М. А. Леонтовича имеет следующие построение и содержание Раздел 1 — Основные понятия и положения термодинамики (состояние физической системы и определяющие его величины работа, соверщаемая системой адиабатическая изоляция и адиабатический процесс закон сохранения энергии для адиабатически изолированной системы закон сохранения энергии в применении к задачам термодинамики в общем случае (первое начало термодинамики) количество тепла, полученное системой термодинамическое равновесие температура квазистатические (обратимые) процессы теплоемкость давление как внешний параметр энтальпия обратимое адиабатическое расширение или сжатие тела применение первого начала к стационарному течению газа или жидкости процесс Джоуля—Томсона второе начало термодинамики формулировка основного принципа). [c.364]

В данном параграфе рассматриваются турбулеьгтные стационарные адиабатические Qw = 0) течения газожидкостной смеси в трубе в дисперсно-кольцевом режиме, когда можно считать, что смесь термодинамически равновесна (температуры фаз равны между собой, Т 1 = Тг = Тъ = Т, и. если смесь однокомпонентная, равны температуре насыщения Tg), а в ядро имеется скоростное равновесие (v = Уа = W ). Эти условия обеспечиваются, ослп время пребывания газа и жидкости в канале во много раз больше характерных времен выравнивания температур между газом, плен-KOII и каплями и характерного времени выравнивания скоростей газа и капель. Кроме того, ограничимся режимами, когда перепады давлений и температуры вдоль канала малы (Ар < р, АТ < Т), скорости газа и капель много меньше равновесной скорости звука в ядре канала. Тогда можно пренебречь изменением плотности не только жидкости, но и газа [c.219]

Теплоемкость жидкого и твердого кислорода в состоянии равновесия с газом впервые измерил Эйкен [103] при температурах 17—73° К. В дальнейшем Клюзиус [107] и Джиок и Джонстон [117] получили аналогичные данные в интервалах Т = 10,2—72,8 и 13,0—90,3° К соответственно. М. П. Орлова 120] отмечает, что при температурах выше 44° К данные [107] и [117] расходятся примерно на 5—8%, хотя сами авторы оценивают погрешность получения экспериментальных данных в этой области величиной 0,1% более надежными являются результаты [117], полученные с помощью адиабатического калориметра. [c.77]

Таким образом, доказано наше утверждение о возрастанин энтропии при необратимых адиабатических процессах, переводящих систему из одного состояния равновесия в другое. Просте -шим примером необратимого адиабатического процесса может-служить расширение газа в вакуум, сопровождающееся (как вытекает из доказанного положения) увеличением энтропии газа. В случае идеального газа, подчиняющегося закону Джоуля, прн расширении в вакуум (без совершения работы, температура газа при этом не меняется см. 12) его энтропия увеличивается, это-сразу видно нз выражения для его энтропии, которая при постоянной температуре растет как логарифм объема газа (см. конец 17), [c.100]

Здесь г - время, х - пространственная координата, tJ - время тепловой релаксации, р - давление, р - плотность, / - радиус пузырька, у - показатель адиабаты газа, ц и - коэффициенты вязкости жидкости и температуропроводности газа, со, и ю, -приведенные изотермическая и адиабатическая резонансные частоты Миннаерта, Ро - объемное газосодержание, в силу малости которого Р) = ро, Nu - число Нуссельта, задающее интенсивность межфазного теплообмена и определяющееся, как будет показано ниже, в процессе решения задач. Индексы О и 1.2 отнесены соответственно к состоянию покоя (полного термодинамического равновесия) и параметрам жидкой и газовой фаз, а е и/ - к предельным режимам изотермического и адиабатического поведения газа в пузырьках. Скорость звука До в зависимости от режима совпадает либо с изотермической а , либо с адиабатической скоростью звука в смеси. Поправочный коэффициент фу характеризует неодиночность пузырька в жидкости [2]. [c.111]

Из состояний равновесия, определяемых условиями (1) или (2), практически реализуются лишь те, к-рые явл. устойчивыми (см. Устойчивость равновесия). Равновесия жидкостей и газов рассматриваются в гидростатике и аэростатике. с. М Тарг РАВНОВЕСИЕ статистическое состояние замкнутой статистич. системы, в к-ром ср. значения всех физ. величин, характеризующих состояние, не зависят от времени. Р. с.— одно из осн. понятий статистической физики, играющее такую же роль, как равновесие термодинамическое в терлюдинамике. Р. с. не явл, равновесным в механич. смысле, т. к. в системе при этом постоянно возникают малые флуктуации физ. величин около ср. значений. Теория Р. с. даётся в статистич. физике, к-рая описывает его при помощи разл. Гиббса распределений (микроканонич., канонич. или большого канонического) в зависимости от типа контакта системы с окружающей средой, запрещающего или допускающего обмен с ней энергией или ч-цами. В теории неравновесных процессов важную роль играет понятие неполного Р. с., при к-ром параметры, характеризующие состояние системы, очень слабо зависят от времени. Широко применяется понятие локального Р. с., при к-ром темп-ра и химический потенциал в малом элементе объёма зависят от времени и пространств, координат её ч-ц. См. Кинетика физическая. д. н. Зубарев. РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ, состояние термодинамич. системы, в к-рое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. При Р. т. в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с диссипацией энергии теплопровод ность, диффузия, хим. реакции и др. В состоянии Р. т. параметры системы не меняются со временем (строго говоря, те из параметров, к-рые не фиксируют заданные условия существования системы, могут испытывать флуктуации — малые колебания около своих ср. значений). Изоляция системы не исключает определённого типа контактов со средой (напр., теплового контакта с термостатом, обмена с ним в-вом). Изоляция осуществляется обычно при помощи неподвижных стенок, непроницаемых для в-ва (возможны также случаи подвижных стенок и полупроницаемых перегородок). Если стенки не проводят теплоты (как, напр., в сосуде Дьюара), то изоляция наз. адиабатической. При теплопроводящих (диатермических) стенках между системой и внеш [c.601]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...