Свободное расширение идеального газа

Этот процесс можно представить себе как процесс в закрытой системе, если считать системой то количество газа, которое остается в сосуде при конечных давлении и температуре. Во время процесса это количество газа может быть рассмотрено как отделенное свободно двигающимся поршнем от остальной массы воздуха. В этом случае давление понижается очень медленно, так что процесс можно рассматривать как изотермическое обратимое расширение идеального газа. [c.46]

При небольших смещениях атомов из положения равновесия в узлах кристаллической решетки можно в первом приближении потенциальной энергии пренебречь ангармонизмом (энергия, связанная с ангармонизмом, мала). Покажем, что при этом условии в случае всестороннего сжатия и расширения (ниже макроскопического предела текучести) химический потенциал атомов металла, возбужденных деформацией, будет одинаково возрастать независимо от знака деформации (т. е. знака, приложенного извне гидростатического давления) в отличие от кинетической модели системы свободных молекул (идеального газа), где знак прира-щ,ения давления определяет направление изменения химического потенциала. Напротив, термоупругие эффекты в твердых телах связаны с ангармоническими членами в выражении потенциальной энергии взаимодействия атомов, но здесь они не рассматриваются. В литературе этому вопросу не уделено должного внимания, так как все опыты по изучению поведения твердых тел под высоким давлением относятся к деформации тела сжатием. [c.15]

Разница между внутренней и свободной энергией особенно бросается в глаза в случае идеального газа. Представим себе, что стенки сосуда, куда заключен идеальный газ, составляют часть теплового резервуара. Сосуд с газом пусть закрывается поршнем. Чем меньше его объем, тем большую работу может произвести газ при своем расширении, тем больше, значит, и его свободная энергия. С другой стороны, внутренняя энергия зависит только от температуры, а не от объема. Таким образом, при обратимом изотермическом расширении идеальный газ совершает работу целиком за счет теплоты, потерянной резервуаром. [c.70]

Следовательно, при свободном расширении газ не совершает работы, т. е. — О- Так как тепло при этом также не поглош,ается, то = О и внутренняя энергия 11 не меняется. Следовательно, п температура остается постоянной Т1 = Тг-, так как газ предполагается идеальным. [c.55]

В соответствии с характером перехода из состояния 1 в состояние 2 существует три различных метода, которые схематически приведены в табл. 1. Здесь 1 — объем резервуара газового термометра, который находится либо при измеряемой температуре Т, либо при реперной температуре Тг- Выше температурной границы /—/ (фиг. 1) находится вспомогательный резервуар, который может быть заполнен ртутью свободный объем этого резервуара обозначен через Ог- Все расчеты проводятся для идеального газа. Расширение резервуара газового термометра и вредный объем капилляров, присоединенных к И1 и V2, при расчете не учитываются. [c.94]

Попытаемся определить теперь свободную энергию смеси, уже не представляющей собой идеального газа, например, жидкой смеси. Для этого представим себе, что наша смесь превращена путем изотермического расширения в идеальный газ. Допустим, что при этом расширении смесь остается все время однородной. [c.116]

В случае атмосферной турбулентности и в ряде других важных случаев для вычисления "величины можно воспользоваться уравнениями теории свободной конвекции и в соотвеТ ствии с (1.73) считать, что р =— рТ, где р — коэффициент теплового расширения среды. В дальнейшем дл я определенности мы будем рассматривать случай газовой среды и в соответствии с уравнением состояния идеального газа будем считать, что р=1/Г, где Т — средняя температура. В таком случае ри [c.341]

Решение. Рассмотрим идеальный газ в контакте с тепловым резервуаром при температуре Т. Работа может совершаться при расширении газа. F = и — TS. Покажем, что изменение свободной энергии Гельмгольца F соответствует работе, совершаемой при постоянных Т и Л . Из (5.1.5) следует, что [c.153]

Эксперимент с сильно разреженными газами показывает, что температура газа при свободном расшг ренки не изменяется, т. е. U = ti- Тогда из условия неизменности внутренней энергии при свободном расширении газа (U, V ]) = и ti, Vi) вытекает, что внутренняя энергия разреженного, а следовательно, и идеального газа не зависит от объема и является функцией лишь одной температуры. Следовательно, в случае идеального газа [c.36]

В рамках модели сплошной среды изучаются закономерности свободного расширения плоских и осесимметричных струй идеального газа, которое реализуется при их истечении в вакуум, на начальных участках струй, ис-текаюш их в область малого, но конечного давления, а также на разгонных участках сопел. Установлено, что если показатель адиабаты не превышает 2 в плоском случае и 3/2, в осесимметричном, то вывод М.Д. Ладыжен- [c.345]

В гл. 2 была рассмотрена одна из простейших задан газодинамики — получение условий на прямой ударной волне. Для определения этих условий было достаточно использовать законы сохранения массы, импульса и энергии. В данной главе эти законы будут применены для получения обш,их уравнений движения идеальной жидкости в трехмерном пространстве ). Затем обш ая теория будет применена к некоторым задачам, включая сверхзвуковое обтекание тела малого размера, одномерное течение в канале и свободное расширение газа в полубескопечное пространство. [c.55]

Как и в гл. 4 части 1, мы будем предполагать, что температурные неоднородности малы по сравнению со средней температурой среды 7"= Го ) и что движение среды определяется системой уравнений свободной конвекции (приведенной в п. 1.5 части 1). От обычных уравнений гидромеханики температурно-однородной среды уравнения свободной конвекции отличаются, как известно, только наличием в правой части уравнения для вертикальной скорости дополнительного слагаемого, описывающего архимедовы ускорения и имеющего вид — РУ, где Т =Т—— пульсация температуры, g — ускорение силы тяжести, а — коэффициент теплового расширения (который мы для определенности будем считать равным 1/То, что соответствует случаю идеального газа). Наличие этого дополнительного слагаемого приводит к двум важным следствиям. Во-первых, вертикальное направление оказывается выделенным, причем, поскольку архимедовы ускорения проявляются в движениях всех масштабов, можио подозревать, что движения всех масштабов будут анизотропными. Во-вторых, к числу размерных параметров, характеризующих движения жидкости, добавляется параметр gfi = g/To (размерности где L, Т к 0 — размерности длины, времени и тем- [c.355]

Рис. 18.1. К определению работы, совершаемой при расширении. Произвольная система (не обязателып идеальный газ) может обратимо расширяться от объема VI до объема 1 2 при постоянной температуре. Работа, затрачиваемая системой на перемещение внешнего пэршня, равна заштрихованной площади под р —К-кривой. Как мы покажем, эта работа равна уменьшению свободной энергии системы —

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС (изобарический процесс), процесс, происходящий в физ. системе при пост. внеш. давлении на термодинамич. диаграмме изображается изобарой. Простейшие примеры И. п. — нагревание воды в открытом сосуде, расширение газа в цилиндре со свободно ходящим поршнем. В обоих случаях давление равно атмосферному. Объём идеального газа при И. п. пропорц. темп-ре Гей-Люссака закон). Теплоёмкость системы в И. п. больше, чем в изохор ном процессе (при пост, объёме). Напр., в случае идеального газа Ср—Су=к, где СрИСу— теплоёмкости в изобарном и изохорном процессах на одну ч-цу. Работа, совершаемая идеальным газом при И.п., равна P-IS.V, где р — давление, AF — изменение объёма газа. [c.209]

Возникает вопрос, на какое отношение давлений должно быть рассчитано сверхзвуковое сопло, чтобы полное давление смеси газов было наивысшим Это можно установить исходя из того, что при оптпмальном сопле площадь эжектируюш ей струи в сечении запирания будет наименьшей для заданного расхода и начальных параметров газов. Из теоретических и экспериментальных исследований нерасчетных сверхзвуковых струй известно, что максимальная площадь первой бочки струи будет тем меньше, чем меньше избыточное статическое давление на срезе сопла, т. е. чем меньше степень нерасчетности. Поскольку максимальная площадь первой бочки свободной струи всегда больше площади выходного сечения идеального сопла Лаваля, то естественным был бы вывод о том, что площадь струи в сечении запирания будет наименьшей, если степень расширения сверхзвукового сопла эжектирующего газа будет соответствовать располагаемому отношению давлений [c.537]

АВ на рис. В-3 идет горизонтально, так как за пределом устойчивости А перепад давлений на весь исевдоожи-женный слой в идеальном случае остается постоянным, равным гидростатическому давлению столба псевдо сжиженного материала. Точка В (рис. В-3) соответствует концу существования псевдоожиженного слоя — уносу его. Ее абсцисса Исв — скорость свободного витания (падения) частицы (в практически неограеи-ченном пространстве). В идеальном случае равномерного расширения псевдоожиженного слоя он будет разрушен, т. е. унесен только лосле достижения газом скорости СЕ- [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...