Основные уравнения состояния реальных газов

Расчет процессов сжатия реальных газов с необходимой точностью может быть осуществлен двумя основными методами но термодинамическим диаграммам состояния газа, например в А—5 координатах по аналитическим зависимостям, в которых используется уравнение состояния реального газа. [c.126]

Проблемой исследования свойств макроскопических систем, находящихся в состоянии равновесия, на основании известных свойств образующих такие системы частиц занимается статистическая физика. Основная задача заключается в том, чтобы описать поведение системы, содержащей весьма большое число частиц (например, 1 кг или 1 кмоль реального газа), по свойствам и законам движения отдельных молекул, которые считаются заданными. Поведение макроскопических систем определяется закономерностями особого рода — статистическими закономерностями. Общие равновесные свойства системы (например, термодинамические параметры, характеризующие ее состояние) сравнительно мало зависят от конкретных свойств частиц и законов их взаимодействия. Это обстоятельство позволяет установить общие законы поведения систем и, в частности, законы теплового поведения макроскопических тел в состоянии равновесия например, методами статистической физики можно теоретическим путем получить уравнение состояния (разумеется, в ограниченном числе случаев). Следует отметить, что последовательное применение статистических методов нельзя осуществить на основе классической механики движения частиц. Даже для описания движения сравнительно тяжелых частиц (молекул) в объеме макроскопической системы, когда, казалось бы, справедливы положения ньютоновской механики, приходится использовать теорию движения микрочастиц— квантовую механику. Таким образом, получение уравнения состояния реальных газов теоретическим путем в принципе возможно, но для большинства практически важных случаев связано с непреодолимыми трудностями. Однако теория позволяет обосновать общий вид уравнения состояния. [c.100]

Экспериментальное определение основных термодинамических свойств реальных веществ, особенно в широкой области состояний, представляет собой задачу большой сложности, которая еще более усугубляется тем, что число представляющих практический интерес и поэтому подлежащих исследованию веществ достаточно велико. Поэтому только для наиболее важных рабочих веществ эти свойства исследованы сравнительно подробно. В связи со сказанным большое значение приобретает дальнейшее развитие теории уравнения состояния реальных газов, которая, обосновывая форму уравнения состояния, позволяет ограничиться минимальным числом экспериментальных данных, необходимых для вычисления входящих в уравнение состояния коэффициентов, и тем самым значительно сократить объем экспериментальных работ. [c.200]

Оригинальный метод Казавчинского составления уравнения состояния реальных газов в основной своей части состоит в изучении особенностей термодинамической поверхности путем графоаналитического согласования опытных данных по ее изохорным и изотермическим сечениям. Эти исследования Казавчинского легли в основу защищенной им в 1955 г. докторской диссертации. С основами этого метода составления уравнения реальных газов можно познакомиться по статье Казавчинского Определение элементарных функций уравнения состояния реального газа по опытным термическим данным [c.310]

В основной своей части этот метод состоит в детальном изучении на основании наиболее достоверных опытных данных в сочетании с некоторыми общетеоретическими положениями геометрической структуры термодинамической поверхности, отображающей физические свойства реальных газов. Выявленные особенности термодинамической поверхности (по изохорным и изотермически.м сечениям) автор выражает некоторыми соответствующими им аналитическими соотношениями, которые и используются затем при составлении уравнения состояния реального газа. [c.484]

Уравнение Ван дер Ваальса качественно отражает свойства реальных газов, в частности, анализ этого уравнения позволяет даже предсказать переход газа в жидкое состояние при достаточно низкой температуре и достаточно высоком давлении. Однако для количественных расчетов это уравнение все же недостаточно П0v н0 учитывает все особенности поведения реальных веществ. В настоящее время предложены уравнения состояния реальных газов более точные, чем уравнение Ван дер Ваальса. Как уже отмечалось, эти уравнения очень сложны их используют, в основном, для составления таблиц и графиков, значительно облегчающих термодинамические расчеты. [c.35]

Параметры вещества при этом состоянии называются критическими и обозначаются рк, Vk< ik- Для каждого вещества критические параметры имеют определенные значения. Основные физические величины для наиболее распространенных газов, в том числе критические параметры, а также постоянные а и 6 в уравнении состояния реального [c.38]

Как и у идеального газа, каждый и.з основных параметров р, v и Т, являясь функцией состояния реального газа, определяется значениями двух других параметров и может быть найден из уравнений [c.86]

Изменение внутренней энергии реального газа при условиях, когда нельзя пренебречь потенциальной энергией молекул или энергией колебательного движения атомов, можно подсчитать по таблицам или специальным диаграммам. В любом случае при самых различных состояниях реального газа изменение внутренней его энергии можно определить по количеству тепла и работы, отданных газом внешней среде или воспринятых от нее, т. е. согласно основному уравнению, выражающему первый закон термодинамики (3.3). [c.64]

К. В. Покровский Термодинамика газов, мало отличающихся от идеальных (1946). В диссертации К. В. Покровского проводятся обобщение теоретических и экспериментальных данных главнейших технических газов и разработка отдела технической термодинамики, который автор называет термодинамикой реальных газов, мало отличающихся от идеальных . Диссертация содержит три главы. В гл. 1 автор на основании теоретических и экспериментальных данных обосновывает приводимое им уравнение состояния технических газов и указывает границы его применимости. В гл. 2 автор дает способ вычисления основных термодинамических функций реальных газов и уравнений различных газовых процессов. В гл. 3 рассматривается уравнение состояния для смеси газов. [c.332]

Уравнение состояния идеальных газов (34) может быть получено при некоторых допущениях на основе кинетической теории газов основная предпосылка такого рода выводов идеальный газ есть система свободных материальных точек, не подверженных действию сил взаимного притяжения, отталкивания и т. п. В феноменологической термодинамике ограничиваются формальным определением идеальные газы есть гипотетические (реально не существующие) газы, подчиняющиеся уравнению Клапейрона. [c.29]

В теории состояния реального вещества имеет значение учение об ассоциации молекул (иногда называемой кажущейся) ассоциация понимается пе в химическом смысле, а лишь как объединение нескольких молекул в один агломерат, получающий только некоторые свойства большой молекулы так, предполагается, что при ассоциации молекул не происходит перегруппировка атомов в одиночных, составляющих молекулах, и индивидуальные свойства каждой из них в основном сохраняются. Однако структура сложной молекулы всё же может лишать составляющие молекулы некоторых степеней свободы. Ассоциация уменьшает число самостоятельных частиц, составляющих газ, и снижает давление газа иа стенки сосуда. Уравнение состояния ассоциирующего газа может быть получено из рассмотрения газа как смеси, составленной компонентами с одиночными, двойными, тройными и т. д. молекулами. Сторонники учения считают, что правильным учётом ассоциации можно дать уравнения состояния, полностью отображающие природу реального газа. [c.547]

Термодинамические процессы, протекающие в реальном газе. В инженерной практике, за исключением процессов, протекающих в компрессорах, мы встречаемся с четырьмя основными термодинамическими процессами, а именно изобарным, изохорным, изотермическим и адиабатным. Обычно при р реальные газы можно рассматривать как идеальные и для них уравнением состояния является уравнение Менделеева - Клапейрона (1.4). В этом случае связь между основными термодинамическими параметрами и работа расширения-сжатия рассчитываются по формулам, приведенным в предыдущем параграфе. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в термодинамическом процессе рассчитывается по нижеследующим формулам с учетом температурной зависимости теплоемкости [c.29]

При высоких давлениях или температурах, близких к критическим, газы не подчиняются уравнению Менделеева — Клапейрона внутренняя энергия и энтальпия, а следовательно, и теплоемкость зависят не только от температуры, но и от давления. Для реальных газов связь между основными параметрами состояния устанавливается уравнением Ван дер Ваальса, если можно пренебречь энергией ассоциации молекул. В тех случаях, когда энергией ассоциации молекул пренебречь нельзя, связь между р, v и Т можно найти из уравнения (1.19). Однако это уравнение пока не нашло практического применения из-за сложности вычисления вириальных коэффициентов. Поэтому связь между р, v ч Т находят либо из соответствующих таблиц для данного газа, приведенных в теплотехнических справочниках, либо из эмпирических уравнений. [c.30]

Уравнение состояния. Отклонения от основных законов идеального газа и возможность сжижения реальных газов обнаруживают чрезвычайно сложную природу реального газа. Классической попыткой охватить уравнением состояния свойства реального газа является уравнение Ван-дер-Ваальса (отнесено к молю газа) [c.467]

В книге изложены основные законы термодинамики. Рассмотрены уравнения состояния идеальных и реальных газов. Особое место уделено изложению метода исследования термодинамических процессов, термодинамики газового потока и циклам двигателей внутреннего сгорания. [c.2]

Зависимость между основными параметрами перегретого пара, т. е. между р, v, Т, обычно приводится в таблицах воды и водяного пара и в диаграммах. Это объясняется тем, что для перегретого пара, так же как и для любого реального газа, нет простого и удобного для расчетов уравнения состояния. [c.173]

Использование в ряде установок криогенных струй обусловило необходимость проведения соответствующих теоретических и экспериментальных исследований. В. И. Бакулевым разработана полуэмпирическая теория струи реального газа (кислород, азот или любой другой газ, находящийся при температурах, близких к температуре конденсации), для которой автор подобрал трехчленное уравнение состояния (типа уравнения Ван-дер-Ваальса), пригодное в диапазоне от температуры конденсации до нескольких сотен градусов Цельсия. При этом система уравнения движения и энергии решается методом Бубнова — Галеркина. В результате В. И. Бакулев получил (1961, 1964) теоретические профили температуры, плотности и скорости в начальном участке и различных сечениях основного участка криогенной струи. [c.822]

Итак, в лекциях 4-6 мы рассмотрели три конкретных примера применения общего подхода к построению моделей сжимаемой сплошной среды. Эти модели наиболее употребительны в приложениях газовой динамики в различных областях науки и техники. Кроме того, в общетеоретических исследованиях свойств течений сжимаемого газа часто употребляется так называемая двупараметрическая модель, обладающая основными чертами модели совершенного газа с постоянными теплоемкостями, однако не ограниченная конкретным видом уравнения состояния в основных переменных s, е, р. Иначе говоря, вместо уравнения состояния (4.16) рассматривается более общая функция двух переменных s = s(e, р), на которую, тем не менее, накладываются некоторые ограничения. Такой подход широко используется, например, в одном из недавно вышедших учебников по газовой динамике [26]. В наших лекциях двупараметрическая модель также будет использована в ряде разделов (теория звука, теория ударных волн, гиперзвуковые течения и т. п.). Однако автор считает, что ограничение только двупараметрической моделью оставляет вне поля зрения исследователей огромное множество реальных газодинамических явлений. [c.47]

Три вводные главы предназначены для того, чтобы дать основные понятия и познакомить читателя с различными аспектами гидродинамических явлений в газе. В четвертой главе рассматривается строение атомов и молекул и описываются некоторые наиболее важные процессы атомных реакций. Практические методы расчета уравнения состояния и термодинамических функций газов, состоящих из реальных молекул, рассматриваются в пятой главе. В следующих четырех главах излагается кинетическая теория процессов переноса и химических реакций и рассматривается их связь с гидродинамическими уравнениями газа. Перенос лучистой энергии и связанные с ним гидродинамические явления изучаются в последующих трех главах. Довольно подробно описаны методы вычисления средней непрозрачности. Заключительная глава посвящена неравновесной структуре фронта ударной волны. [c.8]

Из уравнений (7.50) и (7.51) можно вывести промежуточную функцию рассеяния для любой системы, в которой известны квантовые состояния. Например [261, часто при рассмотрении молекулярного газа в его основном электронном состоянии хорошим приближением оказывается представление волновой функции % в виде произведения известных поступательных, вращательных и колебательных волновых функций, т. е. г )г (Г) фг(i )Ч г(V). Для реальных рассеивающих систем, таких, как кристаллические твердые тела и молекулярные жидкости, квантовые состояния детально неизвестны, и на практике применяют приближенную модель для расчета функции рассеяния. [c.270]

Приведенное уравнение можно применять к любому реальному газу, и в частности к перегретому водяному пару. Но в связи с тем, что практически это сложное уравнение использовать трудно, с его помощью были вычислены основные физические величины перегретого водяного пара при различных р и Т, составлены таблицы и построена диаграмма в is-координатах, на основании которых и проводятся расчеты процессов изменения состояния водяного пара. [c.74]

В отличие от других исследователей А. С. Невский рассматривает излучение с учетом особенностей реального селективного излучения, что исключает ошибки, возникающие при использовании условного серого излучения. Кроме того, он не вводит в систему дифференциальных уравнений, описывающих процесс в печи и подлежащих анализу методом теории подобия, таких классических уравнений, как уравнение движение Навье-Стокса, уравнение сплошности, состояния газа и другие, так как в условиях лучистого теплообмена эти уравнения не являются основными, определяющими, а поэтому дают второстепенные для данного случая критерии подобия, выполнение требований которых только затрудняет проведение экспериментов. [c.153]

Практически пользоваться уравнением Ван-дер-Ваальса нельзя, так как оно дает результаты, недостаточно точные для нужд современной паро-техники. Наиболее точным является в настоящее время уравнение состояния реальных газов, разработанное М. П. Вукаловичем и Н. И. Новиковым применительно в основном к водяному пару. Вывод этого уравнения основан на предположении наличия в реальных газах ассоциаций молекул, механически объединенных в двойные, тройные и более сложные комплексы, образующиеся в результате взаимодействия между ними. Для этого уравнения характерно близкое совпадение результатов расчетов с опытными данными. Однако для практических целей пользование этим, как и другими уравнениями состояния реального газа, неудобно вследствие сложности их и необходимости выполнения трудоемких вычислений. Обычно пользуются готовыми данными, которые берут из таблиц водяного пара или из диаграммы s—i водяного пара. [c.99]

Теория дифференциальных уравнений позволяет получить уравнения состояния реальных газов на основе данных экспериментальных исследований тех или других его физических величин, например теплоемкости Ср или энтальпии i и т. д. Этот метод с конца XIX столетия широко применяется при составлении уравнений состояния водяного пара. На основании теории дефференциальных уравнений термодинамики возможно при некотор,ых дополнительных условиях и решение обратной задачи, а именно составление по уравнению состояния реальных газов уравнений для вычисления значений его физических величин. Этот метод тоже имеет широкое применение и используется при составлении таблиц водяного пара. Говоря о значении теории дифференциальных уравнений термодинамики, нельзя не отметить и то, что она позволяет установить эффективный и один из основных методов анализа точности и термодинамической ценности уравнений состояния реального газа, что имеет большое практическое значение. Метод анализа уравнений состояния, построенный на основании теории дифференциальных уравнений, получил развитие с конца XIX столетия, и применение его можно видеть в учебниках Радцига (1900) и Брандта (1915). [c.418]

Детальное исследование М. П. Вукаловичем и И. И. Новиковым свойств реальных газов, осуществленное ими в 1936—1938 гг., позволило вывести уравнение состояния реальных газов с учетом ассоциации молекул (1939). Расчеты, проводимые по этому уравнению, и сравнение результатов их с опытными данными показывают высокую степень точности его. При выводе уравнения авторы полагали 1.. ..что ассоциация молекул газа присуща всем состояниям его и является основным всепроникающим молекулярным процесом. 2. Явление ассоциации состоит в объединении одиночных или простых молекул газа в группы или комплексы, состоящие из двух, трех, четырех и более молекул. 3. Основной причиной ассоциации является силовое (вандерваальсовакое) взаимодействие молекул газа между собой. .. 4. Образующимся в результате ассоциации сложным частица.м приписывается роль и значение самостоятельных газовых частиц, т. е. предполагается, что такие частицы находятся в термодинамическом равновесии с простыми (одиночными) молекулами. .. 5. Совокупность образующихся в результате ассоциации частиц того или иного типа рассматривается как обычный газ, подчиняющийся всем известным газовым законам. В этих предположениях всякий реальный газ следует рассматривать как смесь нескольких газов, частицами которых являются соответственно одиночные молекулы (газ I) и образовавшиеся вследствие ассоциации группы из двух молекул (газ П), трех молекул (газ III) и т. д. 6. Все эти газы находятся в постоянном взаимодействии. Последнее состоит во взаимопревра- [c.480]

В ряде случаев возможно непосредственное использование того или иного уравнения состояния, довольно точно воспроизводяших значения основных термодинамических величин во всей экспериментально исследованной области состояний реального газа. [c.76]

Ван дер Ваальс первым понял, что для реальных газов в уравнении состояния идеального газа необходимо учесть два основных фактора влияние Сил межмолекулярного взаимодействия и размеры молекул. Учет межлюлеку-лярных Сил позволил бы внести поправку в давление идеального газа, а учет размеров молекул позво.гшл бы уменьшить реальный объем, занимаемый газом. Как показано на рис. 1.4, межмолекуляриое притяжеиие уменьшает давление [c.31]

Для одноатомных газов / = 3, и поэтому для них цс = 4]55-3 = = 12465 и дСр = + 8314 = 20 779 ДжДкмоль К). Соответственно для двухатомных газов ( = 5) дс = 4155-5 = 20 775 и цс, = 20775 4-8314 = = 29 089 ДжДкмоль К). Наконец, для трехатомных газов и более (i = 7) цс = 4155. 7 = 29085 и цСр = 29 085 + 8314 = 3,74 10 ДжДкмоль К). Найденные опытным путем мольные теплоемкости для реальных одно- и двухатомных газов при температурах 15...20°С удовлетворительно согласуются с вычисленными по формуле (1.62) величинами. Однако для трехатомных газов получаются большие расхождения вычисленных значений мольных теплоемкостей с экспериментально найденными. Опытами установлено, что для двух- и многоатомных газов теплоемкость зависит от основных параметров состояния и в первую очередь от температуры. Для реальных газов, практически подчиняющихся уравнению состояния Менделеева - Клапейрона, теплоемкость можно принять не зависящей от давления. Однако для сжатых газов и ларов влияние давления на теплоемкость весьма значительно. [c.18]

С начала XX в. основной метод термодинамики с использованием опытных данных был применен при изучении термодинамических свойств реальных газов и главны.м образом водяного пара. Особенности реальных газов — действие молекулярных сил, объем молекул, их ассоциация и пр. — находят свое выражение не только в форме тер.мпческого уравнения состояния, но и во всех термодинамических величинах — внутренней энергии, энтальпии, энтропии и др., зависящих от состояния газа. Эта внутренняя зависимость между термодинамическими величинами позволяет по одной из них, изученной на основании опытов, сначала составить уравнение состояния, а зате.м аналитическим методом, используя основные дифференциальные уравнения термодинамики, определить значения всех других величин. Этот метод, осуществляемый в нескольких направлениях, имеет при.менение и в настояшее время прп изучении тер.моднна.миче-ских свойств водяного пара при высоких параметрах, а также термодинамических свойств паров других веществ. [c.88]

С основными положениями теории ассоциации реальных газов, методом составления уравнения состояния Вукаловича и Новикова и применением. его при исследовании термодинамических свойств реальных газов и водяного пара можно познакомиться по следующи.м статьям, напечатанным в Известиях отделения технических наук Академии иаук СССР М. П. Вукалович и И. И. Новиков Исследование термодинамических свойств реальных газов, 1939, № 5 М. П. Вукалович и И. И. Новиков, Теплоемкости реальных газов, 1939, № 6 М. П. В у к а л ов и ч и И. И. Новиков, Определение термодинамических параметров реальных газов и исследование водяного пара, воздуха и двухатомных газов, 1939, № 8. [c.309]

Физические величины — внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и некоторые другие, являясь функциями состояния газа, принимают для каждого его состояния определенные значения, находящиеся в строго.м соответствии. Термодинамика дает основание для вывода уравнений, позволяющих определить значения всех этих физических величин для отдельных состояний газа. Эти уравнения, аналитически обобщающие первый и второй законы термодинамики, широко используются при проведении теоретических и экспериментальных исследований свойств реальных газов. Вывод этих уравнений является основной задачей раздела термодинамикн, называемого Дифференциальные уравнения термодинамики , имеющего большое значение при построении общей теории термодинамики. [c.417]

В настоящее вре.мя получены уравнения состояния, очень точно описывающие свойства. многих реальных газов однако вычисления по этим уравнен1 ям столь сложны, что их в основном применяют в научных исследованиях. Опыт показывает, что уравнение Клапейрона мож1.ю применять при исследовании нагретых реальных газов с до-оагочной для практики точностью. [c.91]

Скорости реальных процессов в какой-то мере находятся именн в таком соотношении, так что указанное допущение имеет смысл. Но при таком положении можно приближенно считать, что среди различных возбужденных состояний устанавливается больцмановское распределение а между возбужденными и ионизованным состояниями атома устанавливается равновесие Саха. Другими словами, все возбужденные и ионизованное состояния можно объединить в одну группу, приписав этой группе состояний определенную температуру, равную температуре электронного газа. Плотность же электронов, так же как и соотношение между плотностями электронов (или возбужденных атомов) и атомов в основном состоянии, уже не описываются формулой Саха, т, е. не являются равновесными. Они определяются из уравнения кинетики, которое описывает переходы атомов между основным состоянием и состояниями, принадлежащими к группе возбужденных и ионизованного состояний. При желании этот метод можно уточнять, выделяя самые низшие возбужденные уровни из группы и записывая для концентрации атомов в этих состояниях отдельные уравнения кинетики. В работе [99] описанным способом рассмотрено влияние выхода излучения из ограниченного газового объема на отклонение состояния газа от термодинамического равновесия. [c.398]

В большинстве прикладных задач не удается описать течение газа, используя лишь модель идеального газа. Реальное течение сопровождается физико-химическими процессами, природа которых и методы математического описания существенно усложняются. Система уравнений и граничных условий, приведенная в 1 гл. для многоскоростной, многотемпературной и реагирующей сплошной среды, дает общее представление о сложности задачи описания движения такого континуума в наиболее общем случае. На практике приходится в основном иметь дело именно с такого рода течениями. Однако, несмотря на одновременное протекание различных релаксационных процессов, их удается разделить и изучать независимо, поскольку взаимное влияние по существу невелико. В частности, неравновесное возбуждение или дезактивацию колебательных степеней свободы можно изучить, используя неравновесные значения концентраций различных компонент, полученные в предположении равновесия поступательных и колебательных степеней свободы. Характер неравновесного протекания химических реакций в двухфазной среде лишь в слабой степени зависит от динамического и теплового состояния частиц. В связи с этим в настоящей главе будут раздельно рассмотрены неравновесные физико-химические процессы, которые могут иметь место в соплах, в том числе неравновесное возбуждение колебательных степеней свободы, химические реакции, неравновесные двухфазные течения. [c.190]

Смотреть страницы где упоминается термин Основные уравнения состояния реальных газов : [c.115] [c.68] [c.312] [c.306] [c.252] [c.104] [c.19] [c.112] [c.130] [c.72]

Смотреть главы в:

Основы теории теплофизических свойств веществ -> Основные уравнения состояния реальных газов

ПОИСК

Газы уравнения состояния

Основное состояние

Основные газы

Реальные газы

Реальный газ

Состояние Основные уравнения

Состояния основные

УРАВНЕНИЯ состояния реального газа

Уравнение основное

Уравнение реального газа

Уравнение состояния

Уравнение состояния газов

Уравнение состояния ли — iJpoapa — сдаистера Вторые вириальные коэффициенты для смесей Правила смешения Правила смешения для смесей жидкостей ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Содержание главы Основные термодинамические принципы Функции отклонения от идеального состояния Вычисление функций отклонения от идеального состояния Производные свойства Теплоемкость реальных газов Истинные критические точки смесей Теплоемкость жидкостей Парофазная фугитивность компонента смеси ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ И ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ ЧИСТЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Уравнения основные

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...