Термодинамические свойства реальных газов и паров

ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ И ПАРОВ [c.96]

В России в рассматриваемый период тоже проводились исследования по изучению свойств реальных газов и водяного пара и созданию их теории. Крупнейшим открытием явилось установление в 1861 г. Д. И. Менделеевым критической температуры вешества. Это открытие внесло принципиально новые начала в построение теории реальных газов и изучение их термодинамических свойств. Оно установило непрерывность жидкого и газового состояний вешеств, а также то, что вещество не может находиться в жидком состоянии при температурах выше критической. [c.489]

На рис. 3.10 приведена граница инверсии скорости звука в водяном паре, которая является геометрическим местом точек таких значений put, при которых скорость звука в водяном паре имеет минимум Аналогичные зависимости, приведенные к критическим параметрам для водорода (кривая 1) и углекислого (кривая 2) газа, изображены на рис. 3.11. Эти кривые построены как результат анализа зависимостей, приведенных на рис. 3.8 и 3.9. Совершенно очевидно, что полученные на рис. 3.10 и 3.11 графики р = f t) являются геометрическим местом не только точек, в которых имеет минимум температурная зависимость скорости звука, но и таких, в которых постоянными остаются показатель изоэнтропы (к = 2 для Н О и СО и = 2,4 для Нг) и объемное соотношение сжимаемой и конденсированной фаз ((3 = 0,5) в реальном газе. Из анализа табличных данных термодинамических свойств различных газов можно установить, что при определенных значениях р и Т в закритической области состояния имеется минимальное (Эр/ЗПр и максимальное (dv/dT)p значения производной. С точки зрения возможности построения границы инверсии температурной зависимости скорости звука для различных газов интересно выяснить, не совпадают ли с ней экстремальные точки указанных выше производных. С этой целью запишем плотность реального газа как плотность однород- [c.61]

Смесь воздуха и пара является реальным газом. Как известно, свойства реальных газов тем больше отклоняются от свойств идеальных газов, чем выше плотность i-аза и чем ниже его температура. Отклонение особенно велико в области изменения агрегатного состояния пара. При небольших давлениях и температурах, имеющих место в шахтах и большинстве других сооружений, сухой воздух по своим свойствам весьма приближается к идеальному газу. Водяной пар, находящийся в воздухе в состоянии, близком к насыщению, не может быть отнесен к идеальным газам. Правда, водяной пар воздуха находится под весьма низким парциальным давлением. Таким образом, низкое давление пара приближает его свойства к свойствам идеального газа, а близость к состоянию насыщения — к свойствам реального газа. Сравним термодинамические соотношения для влажного воздуха, рассматривая его как идеальный газ и как смесь идеального и реального газов. При расчетах влажного воздуха обычно наиболее важна зависимость между его влагосодержанием х или d. относительной влажностью ф, давлением смеси В и давлением насыщенных паров при данной температуре P =f(t). При условии, что водяной пар — идеальный газ, такие соотношения, как известно, легко получить путем по- [c.6]

В качестве реального газа рассмотрим водяной пар, который широко используется во многих отраслях техники, и прежде всего в теплоэнергетике, где он является основным рабочим телом. Поэтому исследование термодинамических свойств воды и водяного пара имеет большое практическое значение. [c.34]

Для реальных газов критическое давление может быть найдено по точке пересечения кривых ш/= = т/ р) и а — а р), первая из которых построена по формуле (7.36) с использованием, например, для водяного пара таблиц или к—5-диаграммы, а вторая — с использованием таблиц термодинамических свойств вещества. Используются также приближенные расчеты по формулам идеального газа со значением показателя адиабаты к для данного реального газа (для водяного пара см. 14). [c.182]

Уравнение состояния реального газа, отражающее все его свойства, как это будет показано ниже (см. 4.9, 4.10) весьма сложно, и непосредственное использование его при исследовании термодинамических процессов связано с большими трудностями. Процесс вычислений значительно облегчают ЭВМ, с помощью которых по сложным уравнениям вычисляют наиболее употребимые параметры состояния с относительно небольшими интервалами их значений. По результатам расчета составляют таблицы термодинамических свойств и строят термодинамические диаграммы, такие, как Гх-диаг-рамма и ей подобные. Таблицы и диаграммы широко используют в анализах и технических расчетах, например, процессов изменения состояния водяного пара (см. 11.6 и гл. XII) и других веществ. [c.40]

Термодинамически строгое исследование такого сложного процесса с учетом упомянутых явлений и действительных свойств пара и газа является задачей необычайно трудной. Поэтому, во-первых, парогазовая смесь рассматривается как идеальная газовая смесь, т. е. смесь, в которой как компоненты, так и фазы находятся в со сто я н и и равновесия, и, во-вторых, один или оба компонента смеси рассматриваются как идеальные газы. (В ряде случаев учитываются реальные свойства пара). Кроме того, признано целесообразным рассматривать свойства смеси в целом, т. е. рассматривать смесь как некоторое рабочее тело, обладающее высокой теплоемкостью, учитывающей теплоту фазового перехода. [c.7]

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]

Сочинение Мерцалова явилось одним из первых русских сочинений, в котором этот метод исследования термодинамических свойств реальных газов (в данном случае перегретого пара) был изложен так систематически и обстоятельно. В этом большая заслуга проф. Мерцалова. Вычисление калорических функций перегретого пара было проведено в учебнике Мерцалова применительно к уравнению состояния Календара. Книга Мерцалова оказала большое влияние на повышение научного содержания учебников по термодинамике и ее втузовских курсов. [c.232]

Уравнение Казавчинского и его метод исследования термодинамических свойств реальных газов получили применение в ряде исследований, например О. И. Катхе, Исследование методов определения калорических свойств реальных газов по опытным термическим данным (1958) Я. 3. Казавчинский и О. И. Катхе, Уравнение состояния для водяного пара , Я. 3. К а а а в ч и н с к и й и П. М. К е с-с е л ь м а н, Анализ экспериментальных р, V, Т данных воды и водяного пара и графоаналитическое их согласование (1958) и др. [c.311]

Таким образом, в термодинамическом описании паров и реальных газов следует различать лишь два состояния — насыщенные пары (двухфазовые системы) и перегретые пары (однофазовые газообразные состояния) описание термодинамических свойств реальных газов включается в раздел описания термодинамических свойств перегретых паров. [c.78]

Эти исследования углубили и развили теорию реальных газов и позволили авторам вывести с учетом ассоциации молекул уравнение состояния реальных газов, уравнения теплоемкостей, внутренней энергии, энтропии и энтальпии, а также уравнения этих величин для водяного пара. На основании этих исследований Вукаловичем в 1940 г. были составлены первые отечественные таблицы термодинамических свойств водяного пара. Об этих таблицах было уже сказано в гл. 11. В 1955 г. таблицы, расширенные по давлений 300 ат и температур 700° С, были выпущены пятым изданием. В 1958 г. эти таблицы изданы были (изд. 6-е) на четырех языках. В этом издании таблицы были доведены до давлений 1 ООО ат и температур 1 000° С. [c.494]

В XX в. наиболее актуальной задачей становится разработка теории течения и истечения паров и газов в связи с широким развитием паровых турбин. Исследуются термодинамические свойства паров, жидкостей, твердых тел. Появляются десятки уравнений состояния вещества, изучаются фазовые равновесия и фазовые превращения, ведется исследование электрических и магнитных процессов лучистой энергии, химических реакций, термодинамики реальных тел. Указанные области исследований термодинамики неразрывно связаны с именами Ван-дер-Ваальса, Дюгема, Г. Кирхгофа, М. Планка, Л. Больцмана, В. Гиббса, Н. С. Курнакова, М. П. Вукаловича, И. И. Новикова, Н. И. Белоконя, В. А. Кириллина и других ученых. [c.4]

Таблицы термодинамических свойств паров щелочных металлов составлены для давления р—(10 —10) бар при температурах от температуры насыщения до 3000 °К. Таблиць рассчитаны по схеме идеального диссоциирующего газа с учетом однократной ионизации атомов. В указанном диапазоне температур и давлении оказалось возможным пренебречь двукратной ионизацией атомов и ионизацией двухатомного компонента. РасчсТнке уравнения приведены в работе [29]. Поправок на реальные сюйства компонентов пара не вносилось, в связи с чем расчеты ограничены давлением 10 бар. [c.86]

По своим свойствам водяной пар, как и любой другой реальный газ, резко отличается от свойств идеального газа. Это отличие определяется пренсде всего тем, что в водяном паре нельзя пренебрегать силами межмолекулярного взаимодействия и объемом молекул. При тех состояниях, с которыми приходится иметь дело в теплотехнике, водяной пар может переходить в жидкую фазу (вода). Поэтому исследование термодинамических свойств его не может проводиться на основе тех аналитических зависимостей, которые были получены выше для тел, подчиняющихся уравнению состояния газа. Изучение свойств водяного пара проводится другими методами, в основе которых лежит установ.тение экспериментальных зависимостей между отдельными параметрами, характеризующими его состояние. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...