Свойства реальных газов

Уравнение Ван-дер-Ваальса с качественной стороны достаточно хорошо описывает свойства реального газа, но результаты численных расчетов не всегда согласуются с экспериментальными данными. В ряде случаев эти отклонения объясняются склонностью молекул реального газа к ассоциации в отдельные группы, состоящие из двух, трех и более молекул. Ассоциация происходит вследствие несимметричности внешнего электрического поля молекул. Образовавшиеся комплексы ведут себя как самостоятельные нестабильные частицы. При столкновениях они распадаются, затем вновь объединяются уже с другими молекулами и т. д. По мере повышения температуры концентрация комплексов с большим числом молекул быстро уменьшается, а доля одиночных молекул растет. Большую склонность к ассоциации проявляют полярные молекулы водяного пара. [c.10]

Для реальных газов и жидкостей руТ-свойства непосредственно связаны с силами притяжения и отталкивания между молекулами. В настоящее время межмолекулярные силы в реальных газах и жидкостях недостаточно хорошо известны для применения общего уравнения (5-47), поэтому руТ-свойства реальных газов и жидкостей должны быть определены экспериментально и выражены как эмпирическое соотношение. [c.158]

Сначала рассмотрим, каким образом существование межмолекулярных сил приводит к отклонению свойств реального газа от идеального. [c.79]

Свойства реальных газов [c.37]

Так как для идеальных газов при любых условиях pv = RT и с = 1, то величина коэффициента сжимаемости выражает отклонение свойств реального газа от свойств идеального. Величина с для реальных газов в зависимости от давления и температуры может принимать значения больше и меньше единицы и только при очень малых давлениях и высоких температурах она практически равна единице. [c.37]

Таким образом, свойства реальных газов как в количественном, так и качественном отношениях значительно отличаются от свойств идеальных газов. Поэтому все результаты, полученные для реальных газов на основе законов идеальных газов, нужно рассматривать как приближенные и справедливые при очень больших разрежениях (Р -> 0). [c.38]

Уравнение состояния Ван-дер Ваальса является одной из первых попыток аналитически описать свойства реальных газов. Это уравнение наглядно показывает качественные особенности реальных газов и их отличие от идеальных. [c.39]

В случае более сложных уравнений состояния выражения для f T, Р) становятся очень громоздкими. Однако с помощью летучести исследование свойств реального газа существенно упрощается при изотермических процессах, когда / можно найти, не [c.138]

Из-за взаимодействия молекул свойства реальных газов отклоняются от идеальных поэтому уравнение Клапейрона—Менделеева применимо к реальным газам лишь при большом разрежении, т. е. при малой плотности последних. [c.17]

Отступление свойств реальных газов от свойств идеальных газов обнаруживается не только при изучении сжимаемости газов, но также при изучении калорических свойств газов, например их теплоемкостей. Как было указано в гл. 2, теплоемкости и Ср идеального газа не зависят от давления р (пли объема V) и являются функциями только температуры Т. [c.194]

Из анализа экспериментальных данных вытекает, таким образом, что свойства реальных газов не только в количественном, но и в качественном отношении существенно отличаются от свойств идеальных газов и что все результаты, вытекающие из теории идеальных газов, нужно рассматривать как приближенные, справедливые для реальных газов лишь при очень малых плотностях последних. [c.196]

Сравнение уравнения Ван-дер-Ваальса с опытными данными показывает, что оно не отличается достаточной точностью и описывает свойства реальных газов, особенно при больших плотностях последних, лишь приближенно. Наличие фазовых превращений не вытекает прямо из уравнения Ван-дер-Ваальса. Об их существовании можно заключить лишь косвенно поскольку это уравнение приводит к выводу, что при температурах, меньших [c.200]

Г. Льюис предложил формальный прием, который позволяет связать найденные опытным путем свойства реального газа с термодинамическими параметрами и изучить таким путем термодинамические закономерности в реальных газах и газовых смесях. По методу Льюиса вводится новая функция /, называемая термодинамической летучестью. Летучесть / есть функция температуры и давления. Вид зависимости химического потенциала от летучести постулируется следующим образом [c.20]

Дифференциальные соотношения аналитически обобщают первый и второй законы термодинамики и достаточно широко используются при проведении теоретических и экспериментальных исследованиях свойств реальных газов. На основе имеющегося уравнения состояния реальных газов, дифференциальные уравнения термодинамики позволяют вычислять значения физических величин, входящих в это уравнение состояния. Наряду с этим дифференциальные уравнения позволяют оценить точность и термодинамическую ценность предлагаемых уравнений состояния реальных газов, что, несомненно, имеет большое практическое и прикладное значение. Одновременно практическое значение дифференциальных уравнений состоит и в том, что, устанавливая связь между физическими величинами, они позволяют сократить число получаемых из опыта данных о свойствах тел за счет возможности определения части из них расчетным путем. [c.55]

Дифференциальные соотношения термодинамики аналитически обобщают первый и второй законы термодинамики и широко используются при проведении теоретических и экспериментальных исследований свойств реальных газов. Теория дифференциальных уравнений сама по себе не дает оснований для построения уравнения состояния вещества, однако, используя [c.68]

Одна из центральных задач трубопроводного транспорта газов — обоснование уравнения неизотермического течения реального газа по газопроводам. При решении данной задачи используют термодинамические свойства реального газа, термодинамическую теорию истечения и дросселирования газов, уравнения теплообмена заглубленных трубопроводов. [c.115]

Настоящий раздел посвящен изучению термодинамических свойств реального газа, которые может предсказать теория. Это удобно сделать на основе дифференциальных соотношений термодинамики с привлечением уравнения состояния, правильно учитывающего отклонения реального газа от идеального. [c.52]

ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНОГО ГАЗА. ИЗОТЕРМЫ [c.54]

Рис. 3-31. Отклонение свойств реального газа от идеальности.

Предложены уравнения состояния, которые полнее, чем (1.33), учитывают свойства реального газа, однако они значительно сложнее. В дальнейшем для исследования термодинамических свойств газов в большинстве случаев будет использоваться урав- [c.15]

Теперь можно показать условия, при которых будет осуществляться тот или мной случай в зависимости от свойств реального газа или пара. [c.117]

Взаимодействия молекул обусловливают отклонение свойств реальных газов от идеальных. Поэтому уравнение Менделеева—Клапейрона (1.10) применимо к реальным газам лишь при большом разрежении, т. е. при малой плотности последних. Чтобы найти уравнение состояния [c.17]

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ, ПРОЦЕССОВ И ЦИКЛОВ ТЕПЛОВЫХ МАШИН [c.63]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Краткие сведения из теории [c.63]

Известно, что свойства реальных газов в предельном состоянии (при очень низких давлениях) мало отличаются от свойств идеальных газов, поэтому как термические, так и калорические свойства реального газа могут быть описаны как свойства в идеальном газовом состоянии с поправкой, учитывающей отклонение реального газа от идеального. Эти поправки в настоящее время могут быть вычислены с высокой степенью точности с помощью дифференциальных уравнений термодинамики, полученных на основе первого и второго законов термодинамики. [c.63]

Свойства реальных газов. На рис. 7.1 показаны экспериментально полученные зависимости коэффициента сжимаемости Z=pvj(RT) углекислого газа от давления. Максимальные отклонения от свойств идеального газа имеют место вблизи критической точки (р р=7,38 МПа, 7 кр = 304,19 К). Значение коэффициента сжимаемости Z вблизи критической точки лежит в пределах 0,23... 0,33 для различных газов. Точки минимума изотерм образуют так называемую линию Бойля (штриховая линия на рис. 7.1). Давление вдоль линии Бойля сначала повышается при увеличении температуры, а затем уменьшается и при некоторой температуре, называемой температурой Бойля —Т , совпадает с осью ординат р = 0. При 7 >7 б коэффициент сжимаемости Z всегда больше единицы и возрастает с увеличением давления. [c.64]

Отмеченное отличие поведения реального газа от идеального обусловлено наличием сил взаимодействия между молекулами, которые не учитываются в модели идеального газа. Зависимость потенциальной энергии взаимодействия молекул Un от расстояния г между ними показана на рнс. 7.2. Характер зависимости Un=f(r) можно предсказать на основании самых общих наблюдений. Так, тот факт, что газы конденсируются, свидетельствует о существовании сил притяжения на больших расстояниях между молекулами, а очень сильное сопротивление жидкостей сжатию говорит о том, что на малых расстояниях между молекулами действуют силы отталкивания. При низких плотностях газа (р->0) расстояние между молекулами значительно (г>0) и силы притяжения малы рис. 7.2), а поэтому свойства реальных газов близки к идеальным. [c.64]

Уравнения состояния. Для описания свойств реальных газов предложено множество различных уравнений состояния. Наиболее простым является уравнение, предложенное в 1873 году нидерландским физиком И. Д. Ван дер Ваальсом, [c.64]

В последующие годы для описания термодинамических свойств реальных газов предпринимались попытки улучшить уравнение (7.10), однако они не привели к созданию универсального уравнения состояния реального газа. Эти неудачи в конечном счете привели к появлению целого ряда чисто эмпирических уравнений состояния, пригодных лишь для ограниченной области изменения параметров и не допускающих экстраполяции. [c.66]

Экспериментальные методы исследования термодинамических свойств реальных газов. Экспериментальные методы исследования термодинамических свойств реальных веществ сводятся к определению вириальных коэффициентов уравнения состояния и расчету термодинамических свойств исследуемого вещества с помощью полученного уравнения состояния и дифференциальных уравнений термодинамики. [c.67]

Калориметрирование. Как было показано в 1.1, калорические свойства реальных газов, в том числе теплоемкость и энтальпия, могут быть рассчитаны с помощью дифференциальных уравнений термодинамики, если имеется уравнение состояния в вириальной форме, описывающее с достаточной точностью поведение реальных газов в широком диапазоне изменения термодинамических параметров. Однако даже в этом случае при вычислении теплоемкости необходимо выполнять операцию двойного дифференцирования экспериментальных данных, точность которой невелика, а поэтому вычисленные таким образом значения теплоемкости будут определены с большой погрешностью. [c.69]

Для идеального газа эффект Джоуля — Томсона равен нулю, так как температура газа в результате процесса дросселирования не изменяется. Следовательно, изменение температуры реального газа при дросселировании определяется отклонением свойств реальных газов от идеального, что обусловлено действием межмоле-кулярных сил. [c.220]

Свойства реальных газов. Реальные газы при не очень малых плотностях имеют свойства, отличающиеся от свойств идеальных газов. Эти отличия тем значительнее, чем больше плотность газа. Так, например, из уравнения Клапейрона следует, что коэффициент сжимаемости — pvIRT) [c.193]

Отклонение свойств реальных газов от свойств идеальных газов становится особенно заметным при рассмотрении зависимости величины pv от р при Т = onst. [c.193]

Для идеального газа o = RTIp и к=Цр, где о — объем, м -моль- Л — универсальная газовая постоянная, Дж-К -моль- 7" — температура, К. Свойства реальных газов и жидкостей описываются более слжными р—v-соотношениями [4], например уравнением Тэйта [c.87]

Это уравнение подтверждается опытным путем тем лучше, чем выше температура и меньше давление. Заметные отклонения свойств реальных газов от свойств совершенных газов наблвэ-даются при низких температурах и высоких давлениях (вблизи точки сжижения), а также при высоких температурах, когда происходит диссоциация молекул. [c.407]

В природе существукзт, конечно, только реальные газы, однако изучение законов идеального газа представляет практический интерес. Во-первых, в технике часто имеют дело с нагретыми газами при относительно малых давлениях, когда силы взаимодействия между молекулами малы и ими можно пренебречь. В этих случаях идеализация свойств реального газа значительно облегчает термодинамические исследования газовых процессов, позволяя использовать простые математические зависимости для идеального газа. Во-вторых, идеальный газ можно представить как предельное состояние реального при р -> О, Это дает возможность рассматривать ряд величии, характеризующих свойства реаль- [c.114]

Идеальными принято считать газы, подчиняющиеся уравнению Клапейрона (pv = RT). Под идеальными обычно понимают газы, в которых отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия, а объем молекул равен нулю. Учение об идеальных газах зародилось в XVII—XIX столетиях на основе экспериментальных исследований физических свойств реальных газов при давлениях, близких к атмосферному. [c.20]

Дифференциальные уравнения термодинамики. Дифференциальные уравнения термодинамики позволяют выразить калорические свойства реальных веществ (i, и, Ср, v и т. д.) через термодинамические параметры и основные термодинамические характеристики вещества термическую расширяемость (dvjdT)p, термическую упругость (dpjdT) и изотермическую сжимаемость dpldv)r. Таким образом отпадает необходимость прямого экспериментального определения калорических свойств реальных газов, которое в ряде случаев связано со значительными погрешностями измерений. [c.63]

Вместе с тем при высоких температурах уравнение (7.13) позволяет даже с тремя вириальными коэффициентами описать свойства реальных газов в доэтаточно широком диапазоне изменения давления. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...