Свойства реальных веществ

Экспериментальное определение основных термодинамических свойств реальных веществ, особенно в широкой области состояний, — задача 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 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.202]

Кроме описания лабораторных работ и методических указаний по их выполнению в книге приведены краткие сведения из области теплотехнических измерений и статистических методов их обработки (раздел первый), а также рассмотрены некоторые вопросы теории, связанные с экспериментальными методами исследования термодинамических (гл. 7) и теплофизических (гл. 11) свойств реальных веществ, с обобщением экспериментальных данных и моделированием процессов теплообмена (гл. 10), необходимые для выполнения лабораторных работ. [c.3]

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]

СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ [c.5]

Уравнение (1.1) получено в предположении, что между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия, и для описания поведения реальных газов оно применимо лишь в частном случае для газа, находящегося при невысоком давлении (1—3 МПа), вдали от области конденсации. В общем случае (1.1) неправильно отражает свойства реальных веществ не только в количественном, но и в качественном отношении. [c.6]

До сих пор основным источником точных сведений о свойствах реальных веществ является эксперимент. Этот путь получения данных требует создания сложных установок и затраты большого количества времени. Поэтому подробные сведения собраны лишь для ограниченного числа веществ, наиболее важных для техники, таких как водяной пар, углекислый газ, азот и некоторые другие газы. Между тем круг веществ, представляющих интерес для техники, все более расширяется. Естественно, что возникает стремление использовать уже имеющиеся данные для предсказания, хотя бы приближенного, свойств малоизученных веществ, т. е. появляется необходимость сравнения свойств веществ. [c.32]

При анализе г, я-диаграммы в дополнение к отмеченным выше можно выявить еще некоторые общие свойства реальных веществ, [c.33]

Для того чтобы иметь полное представление о каком-либо реальном веществе, надо знать его-удельный объем, энтальпию, теплоемкость и другие термодинамические свойства. Однако нет необходимости определять эти свойства экспериментально, так как все термодинамические свойства реальных веществ находятся в тесной взаимосвязи. Эта связь устанавливается так называемыми дифференциальными уравнениями термодинамики, полученными на основе ее первого и второго законов. Совокупность таких уравнений представляет собой мощную расчетную базу современной теплофизики. Здесь мы рассмотрим лишь некоторые из них, наиболее часто употребляемые при обработке и согласовании экспериментальных данных. Более подробные сведения о дифференциальных уравнениях термодинамики можно найти в 6].- [c.37]

При экспериментальном исследовании свойств реальных веществ применяется измерение как дифференциального, так и интегрального дроссельного эффекта. Проведение таких измерений в достаточно широкой области параметров позволяет построить Л, Г-диаграмму для вещества, определить его теплоемкость и, используя дифференциальные уравнения термодинамики, рассчитать другие калорические функции и удельные объемы. Данные по дроссельному эффекту совместно с данными по Ср вещества могут быть использованы для составления уравнения состояния. [c.49]

ГЛАВА ПЕРВАЯ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ [c.5]

На рис. 1-22 показана полная диаграмма z—л, а на рис. 1-23 — более подробно область газа этой диаграммы. Очевидно, что диаграмма г—л подобна описанной выше диаграмме г—р, так как отличается от нее лишь единицей измерения давления — вместо измерения в барах применено измерение давления в долях критического. Эта диаграмма строится на основании наиболее надежных экспериментальных данных, полученных при исследовании различных веш,еств. При анализе диаграммы 2—л в дополнение к отмеченным выше можно выявить еще некоторые общие свойства реальных веществ. [c.38]

Любое же термодинамическое свойство реального вещества может быть представлено как это его свойство в идеально-газовом состоянии (при бесконечно малом давлении) и некоторая поправка, учитывающая отличие реального газа от идеального (поправка на реальность). 42 [c.42]

Принципиальных ограничений метод подобия на такое моделирование не накладывает. Однако фактические свойства реальных веществ существенно сужают область применения прямого моделирования. [c.53]

Сложность свойств реальных веществ не позволяет записать соответствующие характеристические уравнения состояния непосредственно из теоретико-физических соображений, так что основанный на экспериментальных данных вывод уравнения состояния для такого, например, вещества, как вода, оказывается чисто эмпирическим делом, по существу сводящимся к подбору кривых. [c.317]

Современная техническая термодинамика широко использует и применяет для исследования тепловых двигателей выводы общей и химической термодинамики. Без конкретных знаний физических свойств газов и жидкостей и закономерностей взаимного превращения их невозможен, например, термодинамический анализ действия паровой машины или паровой турбины, а без знания свойств растворов — анализ работы некоторых типов холодильных машин. Поэтому в настоящем курсе приводятся основные сведения, касающиеся свойств реальных веществ, условий фазового и химического равновесия, свойств растворов и т. д. [c.8]

Одной из таких проблем является переход к пару высоких параметров. Для решения этой задачи необходимо конкретное знание термодинамических свойств основного рабочего вещества— водяного пара —при высоких давлениях и температурах. Знание общих свойств реальных веществ необходимо также и для наиболее рационального выбора рабочих тел для различных тепловых машин, в связи с чем в курсе технической термодинамики отводится обширный раздел, посвященный общей теории термодинамических свойств реальных веществ-.. [c.3]

С другой стороны, рассмотрение общих условий термодинамического равновесия имеет существенное значение для выяснения свойств реальных веществ. [c.4]

Это обстоятельство позволяет в механике ввести понятие сплошной среды. Прежде всего заметим, что в рамках понятия сплошной среды можно отличить твердые тела от газов и жидкостей, идеальную жидкость от вязкой жидкости, сжимаемую — от несжимаемой. Введенное понятие позволит учесть существенные свойства реальных веществ. Заметим следующее если материя сплошным образом заполняет пространство, то, казалось бы, эта среда должна быть несжимаемой. Но, как мы упомянули, сплошная среда может быть рассматриваема как сжимаемая. Не следует полученное противоречие считать неразрешимым. Оно показывает диалектический характер понятия сплошной среды. [c.6]

Решение, предложенное Гиббсом, совпадает с рассмотренной моделью межфазной границы и сводится к замене реальной переходной области гипотетической мембраной пренебрежимо малой толщины, сосредоточившей в себе все поверхностные избытки свойств реального граничного слоя.. Выше уже использовалось понятие поверхностного избытка внутренней энергии U . Аналогично при анализе температурной зависимости упругих свойств границы и адсорбции на ней веществ помимо энергии натяжения мембраны надо рассматривать вдобавок ее экстенсивные термодинамические функции — энтропию 5 и количества составляющих п , т. е. [c.138]

Модель идеального газа применима для описания свойств реально существующих в природе газов в ограниченном диапазоне температур и давлений. При понижении температуры ниже критической для данного газа действием сил притяжения между молекулами уже нельзя пренебрегать, и при достаточно высоком давлении молекулы вещества соединяются между собой. [c.87]

Недавние исследования Аракеляна [89] показали, что дефекты плотности необходимо рассматривать как неотъемлемое свойство кристаллических веществ. Пикнометрическая плотность р равная количеству массы, приходящейся на единицу объема, является характеристикой реального кристалла, тогда как рентгенографическая плотность характеризует идеальный кристалл. Изменение плотности реального кристалла относительно ее теоретического значения назовем дефектом плотности и обозначим индексом 6р. [c.194]

В отличие от идеального газа модельное термомеханическое вещество отображает все особенности реальных веществ оно имеет линии идеального газа, Бойля, Джоуля-Томсона, Джоуля. Изотерма, проходящая через его критическую точку, претерпевает перегиб, а частные производные (йр/йу),, и (б р/бу ),. в ней ровны нулю. Высокие модельные качества термомеханического вещества подтверждены также результатами количественных сопоставлений его свойств со свойствами реальных атомных веществ — неона, аргона, криптона и ксенона. Найдено, например, что в его критической точке = 8/27 = 0,296. По обобщенным опытным данным [2] значения составляют для неона [c.56]

Первоначально Коши и Навье рассматривали твердое тело как систему материальных частиц. При этом каждую пару материальных частиц полагали связанной между собой силами взаимодействия, направленными по прямой, соединяющей их и линейно зависящими от расстояния между частицами. При том уровне, на котором находилась физика в начале XIX столетия, описать таким способом упругие свойства реальных тел не удалось. В настоящее время существуют строгие физические теории, позволяющие определить упругие свойства кристаллов различного строения, отправляясь от рассмотрения сил взаимодействия между атомами в кристаллической решетке. Более простой путь, по которому следует современная теория упругости, состоит в том, чтобы рассматривать распределение вещества тела непрерывно по всему его объему это позволяет перемещения материальных точек принимать за непрерывные функции координат. [c.31]

С помощью второго начала термодинамики можно, так же как и на основании первого начала термодинамики, исходя из известных физических свойств вещества предсказывать другие свойства его и устанавливать количественные соотношения между ними. В этом состоит принципиальное значение второго начала термодинамики для исследования физических свойств реальных тел. [c.44]

Эмпирические уравнения. Общее уравнение (6.2) состояния реальных газов, несмотря на всю его принципиальную значимость практического применения пока не нашло, так как для того, чтобы обеспечить требующуюся точность, необходимо сохранять в правой части значительное количество членов, что придает уравнению весьма громоздкий вид и усложняет его использование кроме того, вычисление вириальных коэффициентов не во всех случаях осуществимо, так как точное выражение энергии и (г) взаимодействия двух молекул для многих веш,еств неизвестно. Поэтому при расчете термодинамических свойств различных веществ и составлении термодинамических таблиц и диаграмм основываются обычно на экспериментальных данных, которые используются или непосредственно, или для получения эмпирических формул и уравнений. [c.202]

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]

Содержание работы. Изучение закономерностей изменения термодинамического состояния реальных веществ в области до-и закритических температур на примере изотермического сжатия углекислого газа, или диоксида углерода (СОа). Определение ви-риальных коэффициентов уравнения состояния и расчет калорических свойств СО2. [c.81]

Уравнения (2.23) и (2.24) связывают теплоемкости Ср и Ср с термодинамическими параметрами р, V, Т и ы эти уравнения, полученные на основе первого закона термодинамики, справедливы, разумеется, для любого реального вещества, находящегося в любом агрегатном состоянии — твердом, жидком или газообразном (но однофазном). Практическая ценность уравнений типа (2.23) и (2.24) состоит в том, что они позволяют рассчитать все теплофизические свойства определенного технически важного вещества по результатам экспериментального определения лишь некоторых его свойств. Сложность в данном случае состоит в том, что в правой части, например уравнения (2.24), находятся не только уже упоминавшиеся термические параметры р, ю, Т, но и параметр иного рода — внутренняя энергия и. Зависимость и = и и, Т) или Рх и, V, Т) = 0 также является уравнением состояния данного вещества и в отличие от обычного (термического) уравнения состояния носит название калорического уравнения состояния. Величины и, Л, а также теплоемкости Ср и с называют калорическими свойствами вещества. [c.32]

Ознакомимся с некоторыми терминами, которые следует четко усвоить для понимания последующего материала и работы со справочными данными о свойствах веществ. Приняты следующие названия характерных состояний точка а — кипящая жидкость точка Ь — сухой насыщенный пар (пар, находящийся в равновесии с жидкостью, становится сухим , если, не изменяя р а Т, удалить из системы жидкую фазу механическим путем) точка с — влажный пар (смесь кипящей жидкости и сухого насыщенного пара, область ж- -п) точка е (или ) — перегретый пар (газообразное состояние вещества, область п поблизости от пограничной кривой пара среда обладает свойствами реального газа — см. 11, при удалении точки, изображающей состояние вещества, вправо и вверх имеем в пределе идеальный газ) точка й (или /) — жидкость (жидкое состояние вещества, область ж). [c.108]

До того как приступить к исследованию вещества, каждый экспериментатор должен хотя бы в общих чертах представлять возможный характер поведения вещества во время опыта. Рассмотрение некоторых закономерностей изменения свойств чистых реальных веществ и представляет собой содержание этой главы. [c.5]

Как показывает изучение свойств реальных веществ, действительное число индивидуальных констант, входящих, в частности, в уравнение состояния, больще двух. Это означает, что подобными являются только некоторые группы вещссп для каждой из таких групп существует свой набор критических показателей, и Беи ества, составляющие данную группу, одинаковым образом изменяют свое состояние в критической области. Другими словами, для группы термодинамически подобных веществ критические явления вполне универсальны. [c.278]

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]

Любое же термодинамическое свойство реального вещества может быть представлено как свойство в идеально газовом состоянии и некоторая поправка, учитывающая отличие реального газа от идеального (поправка на реальность). Например, при рассмотрении удельного объема такой поправкой, как было рассмотрено выше, является коэффициент сжимаемости 2. Так как калорические свойства идеалъного газа являются функцией только тем- [c.37]

Это не означает, что термодинамика игнорирует знания, полученные при микроструктурном изучении материи. Ведь любое макрофизическое понятие может быть в конечном счете объяснено на основе рассмотрения эффектов микрофизической природы. Так, например, для простейшего тела — идеального газа—давление может быть непосредственно подсчитано на основе молекулярно-кинетических представлений и, таким образом, сведено к микроструктурным величинам — числу молекул, их скорости и т. п. Поэтому термодинамика очень широко использует знания из области микрофизики (например, в таком важном вопросе, как изучение физических свойств реальных веществ). В свою очередь, результаты микрофизических исследований всегда проверяются термодинамическими методами, т. е. проверяется, в какой мере полученные результаты согласуются с законом сохранения и превращения энергии. [c.18]

Значения критических параметров для некоторых веществ приведены в табл. 1.1. Там же даны значения 2к=ркУк/КТк, которые показывают, насколько свойства реальных веществ в критическом состоянии отличаются от свойств идеального газа. [c.28]

Исчезновение магнитной индукции внутри вещества, перешедшего в сверхироводяш,ее состояние ), считается теперь вторым фундаментальным свойством сверхпроводящей фазы. Это свойство обычно называется эффектом Мейснера и записывается кратко в виде равенства нулю магнитной индукции В - 0. Как и многие физические законы, этот закон описывает идеальное состояние, от которого все реальные вещества отклоняются в той или иной стеиенн. Все относящиеся к этому вопросу экспериментальные данные мы обсудим более подробно в разделе 2. [c.613]

При изучении свойств различных веществ при низких температурах, близких к абсолютному нулю (Т = 0), обнаруживается следующая важная закономерность в поведении реальных веществ в области абсолютного нуля энтропия тела в любом равновесном состоянии не зависит от температуры, объема и других параметров, характеризуьощих состояние тела, т. е. при Т —> Q S = 5г=о (где 5г==о — S° = onst). [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...