Газов термодинамика

С именем Кирхгофа связано также установление зависимости теплового эффекта химической реакции от температуры. Уравнение, которое устанавливает эту зависимость, называется законом Кирхгофа (1858). Кирхгофу принадлежат и другие исследования в области кинетической теории газов, термодинамики и термохимии. [c.567]

Рассмотрению основных объектов книги предпосланы краткие сведения из чистой и прикладной физики атомно-молекулярная теория газов, термодинамика, квантовая механика, кристаллография и ряд других. Что касается неорганических твердотельных материалов, то их свойства трактуются на основе фундаментальных положений физики твердого тела. [c.3]

Эти разделы построены на использовании разных областей пауки и на различном математическом аппарате. В I разделе используются методы общей теории машин и газо- термодинамики, во II — методы кибернетики и математической логики. Эти разделы разработаны не в одинаковой степени. Поэтому на практике задачи динамики привода и его структуры решаются не в комплексе, а разрозненно различными специалистами, задачи анализа отрываются от задач синтеза. Иногда привод и систему управления выбирают без расчета. Однако оптимальное и всестороннее проектирование приводов может быть достигнуто только при выполнении последовательности указанных выше этапов расчета. [c.18]

Те элементы кинетической и молекулярной теории газов, термодинамики, физической химии, квантовой теории, волновой и статистической механики, которые имеют отношение к главной теме книги, также вкратце излагаются. Так, гл. 2 посвящена уравнениям пограничного слоя и их выводу на основе молекулярной теории газов. Глава 9 посвящена вопросам термодинамики газовых смесей и методам квантовой теории, спектроскопическому анализу и статистической механике в том их аспекте, в котором они применяются к определению термодинамических свойств и равновесных составов газовых смесей. Глава 10 посвящена переносным свойствам и роли межмолекулярных сил в их определении. [c.8]

Механическое и тепловое взаимодействия термодинамической системы осуществляются через контрольные поверхности. При механическом взаимодействии самой системой или над системой совершается работа. (В общем случае на систему могут действовать также электрические, магнитные и другие силы, под воздействием которых система будет совершать работу. Эти виды работ также могут быть учтены в рамках термодинамики, но нами в дальнейшем рассматриваться не будут). В нашем примере механическая работа производится при перемещении поршня и сопровождается изменением объема. Тепловое взаимодействие заключается в переходе теплоты между отдельными телами системы и между системой и окружающей средой. В рассматриваемом примере теплота может подводиться к газу через стенки цилиндра. [c.7]

Для задач технической термодинамики важно не абсолютное значение внутренней энергии, а ее изменение в различных термодинамических процессах. Поэтому начало отсчета внутренней энергии может быть выбрано произвольно. Например, в соответствии с международным соглашением для воды за нуль принимается значение внутренней энергии при температуре 0,01 °С и давление 610,8 Па, а для идеальных газов — при [c.12]

Соотношение (2.20) называется уравнением Майера и является одним из основных в технической термодинамике идеальных газов. [c.16]

Поскольку теплоемкость реального газа зависит от температуры, в термодинамике различают истинную и среднюю теплоемкости. [c.17]

Если Af велико, то Др/р 0 и самопроизвольное повышение давления в соответствии со вторым законом термодинамики отсутствует, Если же рассматривать сильно разреженный газ или очень малый объем, в котором содержится, например, всего 100 молекул, то Др/р=1/10, В таком объеме наблюдаются заметные самопроизвольные пульсации давления (в среднем на 10 % от среднего), а следовательно, второй закон термодинамики нарушается, Поэтому учитывать флуктуации нужно лишь в том случае, когда число частиц в рассматриваемой системе мало. Но для та- [c.28]

В соответствии с уравнением (5.3) первого закона термодинамики, количество теплоты, отдаваемой потоком газов в теплообменнике, равно разности энтальпий газов до и после теплообменника (изменением скоростного напора можно пренебречь, а техническая работа не совершается). Поэтому основой тепловых расчетов топливоиспользующих устройств является энтальпия продуктов сгорания, которую принято рассчитывать на единицу количества топлива, из которого получились эти продукты , т, е. [c.128]

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]

Основываясь на таком рассуждении, были введены элементарные понятия квантовой и статистической механики для интерпретации эмпирической стороны классической термодинамики. Квантовое представление об энергетических уровнях использовано для интерпретации внутренней энергии. Статистические теории приведены для того, чтобы показать, что термодинамические энергии и энтропия являются средними или статистическими свойствами системы в целом. Это позволяет понять основные положения второго закона, обоснование третьего закона и шкалу абсолютных энтропий. Также представлены методы вычисления теплоемкости и абсолютной энтропии идеальных газов. Численные значения абсолютной энтропии особенно важны для анализа систем с химическими реакциями. После рассмотрения этих основных положений технические применения даны в виде обычных термодинамических соотношений. [c.27]

Второй закон термодинамики, как и первый, основан на надежных экспериментальных данных, полученных в результате следующих наблюдений теплота самопроизвольно переходит из области высоких температур в область низких температур, газы самопроизвольно перетекают из области высокого давления в область низкого давления, два различных газа самопроизвольно смешиваются и теплота не может быть количественно превращена в работу в периодически действующей тепловой машине. Объяснение этих наблюдений основано на молекулярной структуре вещества. Однако экспериментальные наблюдения отражают поведение не отдельных молекул, а статистическое поведение большой группы молекул. Следовательно, второй закон термодинамики, который основан на наблюдении макроскопических свойств, по природе своей является статистическим и справедливость его ограничена законом статистики. [c.189]

Рассмотрим цилиндр с газом как систему, окруженную источниками теплоты и работы. Этот цилиндр и источники вместе составляют изолированную систему, к которой применимы концепции второго закона термодинамики. [c.194]

Один из простейших обратимых циклов теплового двигателя — цикл Карно. Анализ этого цикла имеет историческое значение в развитии термодинамики. Цикл Карно использует идеальный газ [c.197]

СКОЛЬКИХ параметров состояния. Например, тепловое состояние идеального газа определяется лишь двумя такими параметрами давлением Р и молярным объемом Ущ- Отсюда и из нулевого закона термодинамики следует, что эти параметры состояния и температура должны быть связаны функциональной зависимостью. Можно записать [c.15]

Историю термометрии с начала 18 столетия можно проследить по двум направлениям, родоначальниками которых были Фаренгейт и Амонтон. С одной стороны, разрабатываются все более точные практические шкалы, основанные на произвольных фиксированных точках, такие, как шкалы Фаренгейта, Цельсия и Реомюра, при одновременном создании все более совершенных практических термометров. С другой стороны, наблюдается параллельное развитие газовой термометрии и термодинамики. Первый путь привел (через ртутные термометры) к появлению платиновых термометров сопротивления, к работам Каллендара и наконец в конце 19 в. к платино-платинородиевой термопаре Шателье. В гл. 2 будет показано, что кульминационной точкой в практической термометрии явилось принятие Международной температурной шкалы 1927 г. (МТШ-27). Следуя по пути развития газовой термометрии, мы придем к работам Шарля, Дальтона, Гей-Люссака ш Реньо о свойствах газов, из которых следуют заключения о том, что все газы имеют почти одинаковый коэффициент объемного расширения. Это послужило ключом к последующему пониманию того, что газ может служить приближением к идеальному рабочему веществу для термометра и что можно создать [c.32]

В первой части учебного пособия кратко изложены исторические данные, показана роль, которую играли русские и советские ученые в развитии основных положений теоретической теплотехники. Подробно рассмотрены основные законы термодинамики, термодинамические процессы, дифференциальные уравнения термодинамики и истечение газов и паров. В прикладной части рассмотрены циклы двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и паротурбинных установок, а также циклы атомных электростанций, [c.3]

Уравнение состояния во многих разделах технической термодинамики (в теплотехнических расчетах, в определении параметров состояния и физических величин газа, в исследовании циклов тепловых двигателей и т. д.) играет большую роль. [c.23]

Для чего вводится в техническую термодинамику понятие об идеальном газе [c.27]

В технической термодинамике рассматриваются только такие процессы, в которых изменяются кинетическая и потенциальная составляющие внутренней энергии. При этом знания абсолютных значений внутренней энергии не требуется. Поэтому в понятие внутренней энергии будем в дальнейшем включать для идеальных газов кинетическую энергию движения молекул и энергию колебательных движений атомов в молекуле, а для реальных газов еще дополнительно и потенциальную составляющую энергии, связанную с наличием сил взаимодействия между молекулами и зависящую от расстояния между ними. [c.54]

Полученное уравнение первого закона термодинамики (5-8) справедливо для любых рабочих тел и, в частности, для идеальных газов. Это уравнение описывает как обратимые, так и необратимые процессы. Действительно для необратимых процессов [c.63]

Как уже указывалось, в термодинамике принято теплоту dq считать положительной, если она подводится к рабочему телу, и отрицательной, если она отводится от него. Внешнюю работу газа dl принято считать положительной, если в процессе происходит увеличение объема рабочего тела, или его расширение, и отрицательной, если объем рабочего тела уменьшается, или происходит сжатие тела, [c.63]

Поскольку в термодинамике не требуется знание абсолютного значения энтальпии, то, так же как и внутренняя энергия, она обычно отсчитывается от некоторого условного нуля. В частности, энтальпия идеального газа при = 0° С принимается равной нулю. [c.64]

Первый закон термодинамики осуществляет взаимосвязь между количеством теплоты, внутренней энергией и внешней работой газа в процессе, причем было установлено, что количество теплоты, подводимое к телу или отводимое от него, зависит от характера процесса. [c.88]

Рассмотрим вопрос, какую максимальную работу можно получить от рабочего тела (газа) при заданных условиях. Считаем источник работы и среду изолированной, адиабатной системой, к которой, теплота не подводится и не отводится, т. е. Q = О- Обозначим внутреннюю энергию системы в начальном состоянии (У и в конечном U". Тогда на основании первого закона термодинамики имеем [c.126]

Первый закон термодинамики в применении к потоку движущегося газа [c.197]

В процессах изменения состояния движуш,егося с конечной скоростью газа теплота расходуется не только на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы (против внепших сил), но и на приращение внешней кинетической энергии газа при его перемещении по каналу. Поэтому уравнение первого закона термодинамики для 1 кг газа в дифференциальной форме получает следующий вид [c.197]

Уравнение первого закона термодинамики в дифференциальной форме для потока газа принимает вид [c.199]

При расчете процессов истечения водяного пара ни в коем случае нельзя применять формулы для определения скорости (13-14) и секундного массового расхода (13-16), полученные применительно к идеальному газу. Расчет ведется исходя из общей формулы скорости истечения (13-6), полученной из уравнения первого закона термодинамики для потока и справедливой для любого реального вещества. [c.213]

При адиабатном процессе течения газов без совершения внешней работы, на основании первого закона термодинамики, полная энергия газового потока равна сумме полных энергий отдельных потоков, составляющих смесь [уравнение (13-3)1 [c.228]

По первому закону термодинамики внутренняя энергия смеси газов будет равна сумме внутренних энергий газов, составляющих смесь [c.229]

Все компрессоры, в зависимости от конструктивного оформления и принципа работы, могут быть разделены на две группы поршневые и турбинные (центробежные). Несмотря на различие принципов сжатия газа в компрессорах и их конструктивные отличия, термодинамика процессов сжатия в них одинакова для любых типов машин. Процессы в компрессорах описываются одними и теми же уравнениями. Поэтому для исследования и анализа процессов, протекающих в любой машине для сжатия газа, рассмотрим работу наиболее простого одноступенчатого поршневого компрессора, в котором все явления хорошо изучены и являются наглядными. [c.245]

Если в процессе сжатия осуществляется отвод тепла от сжимаемого газа, то, согласно Первому закону термодинамики, [c.247]

Уравнение первого закона термодинамики для потока газа имеет вид [c.252]

Анализ такого цикла с точки зрения теории тепловых процессов невозможен, а поэтому термодинамика исследует не реальные процессы двигателей внутреннего сгорания, а идеальные, обратимые циклы. В качестве рабочего тела принимают идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Цилиндр заполнен постоянным количеством рабочего тела. Разность температур между источником теплоты и рабочим телом бесконечно малая. Подвод теплоты к рабочему телу осуществляется от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания топлива. То же необходимо сказать и об отводе теплоты. [c.262]

Для иллюстрации рассмотрим газ, помещенный в сосуд в виде куба с идеально отражающими стенками. Предположим, что первоначально молекулы газа распределены произвольным образом внутри сосуда и все они имеют точно одну и ту же скорость, направленную параллельно одному из ребер куба. Если взаимодействие между молекулами газа отсутствует, то это распределение будет существовать неограниченно долго и никогда не перейдет в распределение Максвелла — Больцмана. Для такого газа термодинамика несправедлива. Но если существует взаимодействие между молекулами, то, каким бы малым оно ни было, первоначальное распределение вследствие столкновений будет изменяться с течением времени. Поскольку почти каждое состояние газа обладает распределением Максвелла — Больцмана, то разумно ожидать, что по истечении достаточно большого промежутка времени, зависящего от сечения рассеяния молекул, начальное распределение превратится в распределение Максвелла — Больцмана. Из приведенных рассуждений нельзя заключить, насколько велик этот промежуток времени. Они лишь позволяют укамть, каково будет равновесное распределение, если равновесие будет достигнуто. [c.99]

Газов реальных термодинамика 161-173 Газов термодинамика 154-175 Газовый термометр 28 Гальванический элемент 263, 265 Гей-Люссак Ж. 27, 87, 107, 112 Гельмгольц Г. 48, 50, 82, 113, 131-134, 136, 14СЫ42, 146, 148, 153, 155, 156, 158, 163, 166, 175 [c.452]

Как мы уже указывали, автор в ряде случаев избегает строгого подхода к тем или иным термодинамическим понятиям. Например, по сути дела он не провел различия между понятиями равновесный и обратимый (процессы). Как известно, про--цесс является равновесным (квазистатическим), если он состоит из непрерывной совокупности равновесных состояний системы. Обратимый же процесс — это такой процесс с рассматриваемой системой, выполнив который она может вернуться в исходное состояние без изменений в ней самой и в системах, внешних по отношению к ней. В подавляющем большинстве случаев равновесные процессы являются обратимыми, однако можно привести пример, когда равновесный процесс не является обратимым. В описании политропных процессов автор отошел от общепринятого понимания понятия политропный процесс . В отличие от принятого в советской термодинамической литературе автор определяет политропный процесс как такой процесс с идеальным газом, который удовлетворяет условию pv = onst, в котором величина о лежит между единицей и величиной отношения pj . Поэтому изотермический, адиабатный и многие другие процессы не являются, по мнению автора, политропными. В указанном ограничении величины о и состоит отличие понимания политроп-ного процесса автором от принятого советскими термодинамиками. [c.24]

Выше температура рассматривалась исключительно для макроскопических систем, причем поведению индивидуальных микроскопических частиц, составляющих такие системы, внимание не уделялось. Однако вскоре после возникновения классической термодинамики параллельно с ней стала разрабатываться кинетическая теория газов. Масквелл в 1859 г. и Больцман в 1869 г. получили формулы для распределения скорости или энергии в системе молекул, находящейся в тепловом равновесии. [c.20]

Как уже указывалось, теплота q не является функцией состояния и dq не будет полным диффер енциалом dq представляет собой только некоторую бесконечно малую величину. Для того чтобы проинтегрировать правую часть уравнения первого закона термодинамики dq = du + pdv, необходимо знать характер процесса, который совершается с газом, т. е. должна быть известна зависимость р от v. В математике доказывается, что дифференциальный двучлен всегда можно превратить в полный дифференциал путем, деления (или умножения) на интегрирующий делитель. Таким интегрирующим делителем для элементарного количества теплоты dq является абсолютная температура Т° К. [c.81]

В заключение следует отметить, что введение понятия энтропии было сделано пока применительно к идеальному газу, и все утверждения относительно свойств энтропии не могут пока быть обоснованно распространены и на реальные газы. Однако, как будет показано в главе VIII Второй закон термодинамики , понятие энтропии может быть установлено достаточно точно независимо от свойств рабочего тела. Пока же этот параметр будет использован как весьма удобный при анализе процессов идеального газа. [c.85]

Так как газы при смешивании не совершают внешней работы, то внутренняя энергия смеси газов, согласно первому закону термодинамики, равна сумме внутренних энергий отдельных газов до смешения (при v = onst) [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...