Процесс изменения состояния газа при постоянной температуре

ПРОЦЕСС ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ГАЗА ПРИ ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ [c.71]

Рис. 1-12. Процесс изменения состояния газа при постоянной температуре в ро-диаграмме.

Изменение состояния газа при постоянной температуре (изотермный процесс) [c.50]

Теплота может быть полностью превращена в работу при непериодическом процессе при периодическом процессе, она может быть превращена в работу только частично. Непрерывное превращение теплоты в работу требует применения циклических процессов с периодическим возвращением к первоначальному состоянию. Для того чтобы получить максимальное превращение теплоты в работу, все стадии в цикле должны быть обратимы. Простейшим возможным циклом считается тот, в котором количество теплоты поглощается обратимо из единственного источника при температуре Ti. При этом теплота частично превращается в работу, а частично передается обратимо единственному теплоприемнику при температуре Та, которая обязательно должна быть меньше температуры Т . Стадии изотермического переноса теплоты могут состоять из расширения или сжатия газа при постоянной температуре с помощью сдвига фазового равновесия системы, когда температура и давление остаются постоянными, или сдвига химического равновесия газовой системы путем изменения давления [c.196]

При движении газов по трубопроводу относительное изменение скоростей незначительно, поэтому с учетом теплообмена между газом и внешней средой можно считать, что по длине потока температура остается постоянной, т. е. процесс изменения состояния газа — изотермический. При расчете газопроводов и воздухопроводов обычно принимают изотермический процесс изменения состояния газа. [c.53]

Изотермический процесс изменения состояния газа—это такой процесс, при котором температура газа остается постоянной для идеального газа уравнение его (1-10) было дано в 1-2 в / г7-диаграмме (фиг. 1-16) это уравнение изображается равнобокой гиперболой, называемой изотермой. [c.36]

Процесс изменения состояния газа может происходить самым различным образом например, при постоянном объеме или постоянных давлении или температуре. Характер протекания про- [c.50]

Обратимый изобарический процесс. При обратимом изобарическом процессе постоянно давление тела р, а изменяются температура Т и удельный объем V тела (рис. 5.4). Постоянство давления в рассматриваемом ранее примере изменения состояния газа, находящегося в цилиндре под поршнем, может быть осуществлено путем создания неизменной силовой нагрузки на поршень. [c.167]

Далее, если перегородки между отдельными газами 1, 2,...,п удалены и газы смешались, при постоянной температуре никакого изменения внутренней энергии не произойдет. Кроме того, в соответствии с уравнением (2-26) не будет никакой передачи тепла, потому что работа процесса равна нулю. Поэтому если несколько идеальных газов, подчиняющихся закону Гиббса — Дальтона, адиабатически смешиваются без изменения общего объема от первоначального состояния, в котором газы существовали раздельно при одинаковых давлении и температуре, то конечные давление и температура смеси должны быть соответственно те же, что и давление и температура до смешения. [c.112]

Приводимый ниже метод расчета был проверен на аппарате для сушки неподвижного слоя в потоке газа с постоянной температурой на входе в слой. Такой аппарат наиболее удобен для лабораторного исследования, так как на нем легко может ыть изучено изменение состояния газов и материала по высоте слоя и времени. Подобная схема процесса имеет практический интерес она совпадает со схемой работы ленточного или шахтного сушила, с перекрестным потоком газа и материала (при равномерной скорости схода материала по сечению, перпендикулярному газовому потоку) и сушил периодического действия (слоевых и камерных). [c.313]

Приступая к вычислению изменения энтропии в процессе дросселирования, следует сделать одно существенное замечание. Дифференциальные уравнения термодинамики, которые мы будем использовать для вычисления изменения энтропии, температуры и других параметров вещества при адиабатном дросселировании, применимы, как отмечалось в гл. 3 и 4, только для обратимых процессов. Поэтому для того чтобы иметь возможность вос-пользоваться этими уравнениями для расчета изменения состояния газа (жидкости) в необратимом процессе адиабатного дросселирования от состояния 1 до состояния 2, мы должны предварительно подобрать схему обрати-м о г о процесса, переводящего рассматриваемый газ (жидкость) из того же исходного состояния 1 (перед дросселем) в то же конечное состояние 2 (за дросселем). Изменение энтропии будет подсчитано для этого обратимого процесса, но поскольку энтропия является функцией состояния, то разность энтропий газа (жидкости) в состояниях 1 vl2 будет такой же и для интересующего нас процесса дросселирования. Таким условным обратимым процессом может служить, например, обратимый процесс расширения газа с подводом (отводом) тепла, осуществляемый таким образом, чтобы энтальпия газа осталась постоянной . [c.241]

При изобарическом процессе изменения состояния тела постоянным поддерживается давление р, а меняются температура тела t и его объем V. Постоянство давления в рассматриваемом нами примере изменения состояния газа, находящегося в цилиндре с поршнем, может быть осуществлено путем неизменной силовой нагрузки на поршень. [c.39]

Водяной пар, который получается в присутствии воды (на ру-диаграмме он характеризуется т очками, лежащими на линии между 2 и 5), обладает следующим свойством. Если при постоянной температуре уменьшить его объем, давление в противоположность тому, что наблюдается у идеального газа, не увеличится, так как часть пара превратится в жидкость. Наоборот, если, сохраняя постоянной температуру, увеличить объем, давление не упадет, а останется постоянным, и при этом часть воды превратится в пар. То обстоятельство, что в изотермическом процессе при изменении объема пар остается при одном и том же давлении, показывает, что каждому объему соответствует вполне определенное количество пара, в этом объеме находящегося. О таком паре говорят, что он насыщает пространство, в котором находится, и поэтому водяной пар в состояниях между точками 2 я 3 называется насыщенным. В самой точке 2 это еще только кипящая вода, т. е. здесь начинается парообразование, точка же 3 характеризует конец парообразования. Так как точка 3 характеризует такое состояние, когда вся вода уже превратилась в пар, он здесь называется сухим насыщенным паром. Во всех промежуточных состояниях между точками 2 и 5 рабочее тело представляет собой смесь кипящей воды (воды, нагретой до температуры кипения) и сухого насыщен ого пара. Такая смесь называется влажным насыщенным паром. [c.117]

Ранее было показано (см. сцр. 53), что величина к изменяется при изменении температуры. Однако ввиду сложности исследования адиабатного процесса, выражаемого уравнением с переменным показателем к, в ограниченных пределах изменения состояния газа изменением величины к часто пренебрегают и полагают ее постоянной. Для сравнительно небольших изменений состояния газа это допустимо, так как им соответствуют весьма незначительные изменения величины к. Если приходится рассматривать процесс, для которого характерен большой диапазон изменения состояния газа, то кривую такого процесса разбивают на несколько участков и для каждого из них определяют соответствующее значение к, которое в пределах характеризуемого им участка процесса полагают постоянным. [c.62]

Физическое состояние газа (воздуха), подвергаемого давлению, в частности акустическому, определяется тепловым режимом среды. Если процесс изменения состояния развивается медленно, так что теплота, выделяющаяся при сжатии газа, отдается во вне, температура сохраняется постоянной. Это — изотермический процесс. При убыстренных процессах теплообмен прекращается и температура претерпевает изменения — это процесс адиабатический. [c.45]

Удельные теплоемкости газов и паров зависят от типа процесса при изменении состояния. В табл. 1-6 даны удельные теплоемкости при постоянном объеме (постоянном удельном весе) с-о и при постоянном давлении с-р для некоторых газов. Заметим, что приведенные в таблице величины являются средними для диапазона О—200° С. Вообще говоря, и и Ср зависят от температуры. [c.23]

К 5 кг окиси углерода СО при постоянном давлении подведено извне 600 кдж теплоты начальное состояние газа определяется объемом 2 м и температурой 17° С. Определить давление, при котором происходит процесс, конечные объем и температуру, произведенную газом работу и изменение его энтропии. [c.52]

Изохорный процесс есть термодинамический процесс, протекающий при постоянном объеме. Температура и давление тела в данном процессе изменяются. Чтобы обеспечить равновесность изохорного процесса, в цилиндре постоянного объема требуется иметь большое количество источников тепла переменной температуры, а также изменять внешнее давление на поршень с изменением давления газа в цилиндре. Большое количество источников тепла необходимо для осуществления теплового контакта с рабочим телом в каждой точке процесса. Температура источника тепла должна быть равна в каждый момент температуре тела равновесного состояния. [c.66]

В общем виде здесь будут исследоваться только однородные напряженные или деформированные состояния. В этой главе мы будем интересоваться в первую очередь влиянием температуры на упругие свойства тел позже будут рассмотрены влияние температуры на пластичность, вязкость или скорость изменения деформаций со временем. Так же как и в термодинамической теории идеальных газов, удобно выделить специальные виды процессов деформирования и нагружения твердого тела и описать, например, те из них, при которых изменения температуры вследствие нагревания или охлаждения тела происходят при поддерживаемой на заданном уровне деформации или напряжении. Удобно также различать изотермические и адиабатические изменения состояния как специальные виды процессов нагружения. При изотермическом изменении состояния температура поддерживается постоянной. [c.15]

Рассмотрим обратимое изменение состояния идеального газа между нормальным состоянием и каким-либо произвольно выбранным с параметрами Гиг/ (фиг. 1-11). Разобьем этот процесс на элементарные участки, в каждом из которых ввиду его малости будем считать температуру Т постоянной. Для каждого такого участка возьмем частное от деления бесконечно малого количества тепла, подведенного на этом участке, на абсолютную температуру, при которой [c.34]

Обстоятельства, определяющие внутреннюю энергию газа— движение молекул и сила взаимодействия между ними, — определяются параметрами состояния газа (например, давлением и темиературой), поэтому внутренняя энергия также может служить параметром состояния газа для идеального таза внутренняя энергия зависит только,от температуры, так как в нем силы взаимодействия между молекулами отсутствуют. Отсюда следует, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от характера процесса, и поэтому количество тепла, затрачиваемое на изменение внутренней энергии, обозначаемое Ли, в любом процессе идеального газа можно подсчитать так, как будто процесс происходит при постоянном объеме, т. е. можно считать, что в любом процессе с идеальным тазом на 1 кг его [c.23]

Для интегрирования уравнения (342) необходимо задаться законом изменения состояния газа в процессе движения. В данном случае предполагается изотермический процесс, т. е. течение при постоянной температуре (Г = = onst). Это допущение базируется на опытных данных в длинных трубопроводах благодаря эффекту теплообмена температура газа практически равна температуре окружающей среды. [c.291]

Для определения изменения энтропии газа при постоянном давлении нужно расстояние между точками, соответствующими начальному и конечному состояниям данного газа (при Sj, = onst), перенести на шкалу энтропии вверху номограммы. Таким же способом определяется изменение энтропии в действительном процессе расширения газа по температурам или теплосодержаниям в конце действительного и обратимого адиабатного процессов. [c.15]

Изучение процессов изменения состояния газа мы начнем с так называемых частных случаев изменения состояния. Это такие процессы, в которых на какую-нибудь величину наложено вполне о-пределенное особое ограничение. Таких частных процессов мы рассмотрим четыре, а именно следующие 1) процесс при постоянном объеме (изохорный) , 2) процесс при постоянном давлении (изобарный)-, 3) процесс при постоянной температуре (изотермический)-, 4) процесс, при котором между газом и внешней средой нет никакого теплообмена (адиабатный). [c.74]

Обратимый изотермический процесс. Обратимый изотермический процесс изменения состояния какого-либо тела, например изотермическое расширение находящегося в цилиндре под поршнем газа, можно осуществить путем квазистатического перемещения порщня при постоянном тепловом контакте между содержащим газ цилиндром и источником теплоты данной температуры. В результате состояние газа будет изменяться квазистатически, т. е. практически обратимо, причем температура газа будет за счет подвода теплоты от источника поддерживаться на одном и том же постоянном уровне (равной температуре источника теплоты). [c.165]

Вопрос О ТОМ, В какой мере единообразны или, наоборот, различны процессы s гидравлических и пневматических каналах, в основном определяется следующим. Для капельных жидкостей изменение давления р и относительное изменение объема V связаны между собой соотношением бр = — 6У/К причем обычно принимают величину Е постоянной, не зависящей от давления и температуры. Заметим также, что при изотермических условиях для капельных жидкостей можно рассматривать не объем V, а удельный объем и при этом 8р = —Ebv lv. Для газа из уравнения состояния pv = RT при постоянной температуре Т получаем pbv + v bp = 0, причем в случае бр<Ср, bv < v можно принять р = Р р = onst, V = И р = onst, где р и — соответственно средние значения абсолютного давления р и удельного объема и и тогда 6р = —p v v v. Таким образом, если только величины абсолютного давления р и удельного объема V меняются мало, то указанные выше выражения Ьр = = —E6v lv для капельной жидкости и бр = —p v v lv для газа оказываются полностью идентичными ). [c.385]

Изображение обратного цикла Карно приведено на рис. 5-4. Цикл состоит из тех же процессов, что и прямой цикл, но изменение состояния газа происходит в направлении против часовой стрелки. Сначала происходит адиабатное расширение ad и температура рабочего тела понижается от Tj до Гг. При последующем расширении по изотерме d газ получает теплоту от холодильника в количестве 92 при постоянной температуре. Гг. Послег дующим сжатием сначала по адиа- атны" [c.59]

Рассмотрим некоторые частные случаи, когда значении получаются постоянными. При этом соотношение между i[- и п равно выражению (1.35). Пусть происходит истечение сжатого воздуха dW , = 0 dW + 0) из полости постоянного объема (dL = 0) при отсутствии теплообмена с окружающей средой dQ = 0). Тогда из формулы (1.43) получим я[) = О, а из выражения (1.35) п — к. Следовательно, в этом случае имеет место адиабатический процесс, который сохраняется и при переменном объеме dL =h 0). В случае наполнения (dW Ф 0 dW = 0) постоянного объема (L = 0) при отсутствии теплообмена с окружающей средой (dQ = 0) из формулы (1.43) получим ij =р= 0. Следовательно, адиабатический процесс может иметь место только при = uk или = k T (Т = Г), т. е. когда температура газа в магистрали Т , откуда он поступает в полость, в каждый данный момент равна температуре газа в полости Т. Но в действительности температура газа в магистрали постоянна, а в наполняемой полости она все время повышается. Отсюда можно сделать следующий вывод при обычных условиях адиабатический процесс в наполняемой из магистрали полости невозможно осуществить. Для его получения (т. е. для изменения состояния газа в полости по закону ри = onst) необходимо дополнительно подвести к ней тепло. [c.29]

Разберем этот вопрос на примере простейшей машины, состоящей из цилиндра с невесомым поршнем, движущимся без трения, но герметически прилегающим к стенкам цилиндра. Конструкция многих реальных машин основана на такой системе (рис.6). Пусть газ в цилиндре первоначально находится под давлением Р атм. (Р>1атм.) и расширяется от объема У] до объема Уг, при этом поршень проходит путь 8 (в сантиметрах). Какова же величина работы, произведенной газом, при таком процессе Она зависеть от веса груза, подымаемого поршнем. Если сделать над поршнем вакуум, а весом груза пренебречь, то можно считать, что газ при расширении не производит никакой работы. Если же иа поршень действует атм.осферное давление и груз, то газ, расширяясь, совершает работу против этих сил тем большую, чем больше вес груза. Мы видим, что работа, совершаемая газом при одном и том же изменении состояния (расширение газа от объема У до объема Уг при постоянной температуре), зависит от условий, в которых протекает этот процесс. Увеличивая груз, можно увеличить работу газа, но только до того момента, когда уравниваются силы, действующие на поршень сверху (груз и атмосферное давление) и снизу (давление газа). В этот момент поршень остановится, наша "система" (поршень и газ в цилиндре) будет находиться в состоянии равновесия. Если дальше увеличивать груз, то процесс пойдет в [c.64]

Чтобы процесс разделения протекал обратимо, необходимо в каждом сечении разделительного аппарата обеспечить бесконечно малую разность потенциалов (разность температур и химических потенциалов). Иначе говоря, фазы должны находиться в квазиравновесном состоянии. Если разделение происходит при постоянном давлении, то условие равновесия требует прежде всего определенного, меняющегося в зависимости от концентрации, т. е. от сечения к сечению, соотношения количеств обеих фаз. Последнее, в свою очередь, естественно вызывает необходимость подвода тепла во всех сечениях разделительного аппарата. Если бы процесс обратимого разделения удалось реализовать, то затраченная работа была бы минимальной. Несмотря на теоретическую ясность схемы такого процесса, практические трудности на пути его осуществления, в технике разделения газов до сих пор не преодолены. Из многочисленных предложений, только одно прочно вошло в практику — это предложение Лахмана, согласно которому в воздухоразделительную колонну вводится предварительно охлажденный поток несжатого воздуха. Поэтому за теоретическую схему реального процесса разделения можно принимать так называемую схему адиабатической ректификации с неограниченной поверхностью контакта фаз. Степень необратимости процесса разделения в таком аппарате будет различна в зависимости от типа колонны. В каждом конкретном случае приращение энтропии можно легко определить по диаграмме у—s, как разность изменения энтропий встречных потоков. [c.176]

Принципиальная несогласованность в классических оценках работоспособности тепла обнаруживается также при анализе процесса в известном опыте Джоуля (необратимое расширение газа в постоянном изолированном объеме). Указанный опыт часто трактуется как особо наглядный пример деградации тепловой энергии (переход системы от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному), которая якобы адэкватно характеризуется изменением энтропии данной системы. При анализе опыта Джоуля, например, указывается, что уменьшение в изолированной системе возможностей использования теплоты для превращения ее в механическую работу или деградация в ней энергии характеризуется ростом энтропии . Однако в данном случае тот же опыт подтверждает сохранение температуры рабочего вещества в рассматриваемом процессе. [c.74]

В начале 1980-х годов Дью и Уинтни из военно-морской исследовательской лаборатории наблюдали охлаждение углекислого газа СО2 на один градус в области луча накачки диаметром 1 см, проходившего сквозь цилиндр с газом, температура стенок которого поддерживалась равной 600 К [5]. Колебательный переход (100) (001) накачивался при помощи СО2 лазера мощности 300 Вт на длине волны 10,6 мкм. Охлаждение достигалось благодаря антистоксовой эмиссии на длине волны 4,3 мкм при переходах из антисимметричного состояния (001) в основное колебательное состояние (ООО). При установлении теплового равновесия происходит заселение симметричного состояния (100), которое затем опустошается при лазерной накачке. Процессу теплового перераспределения населённостей содействуют три фактора близость к резонансу первого обертона (010), постоянная температура окружения 600 К, добавление к СО2, парциальное давление которого 64 мТорр, инертного газа Хе, парциальное давление которого равно 0,2 Topp. В качестве буферного газа ксенон выгоден своей малой теплопроводностью, а также тем, что он слабо влияет на девозбуждение молекул СО2, находящихся в состоянии (001). Парциальное давление буферного газа подбиралось опытным путём из условия наиболее оптимального режима охлаждения. В отсутствие буферного газа давление двуокиси углерода устанавливалось на такой уровень, когда только начиналась девозбуждение состояния (001) в результате частых столкновений молекул. Это определяло плотность СО2, что, в свою очередь, задавало диаметр кюветы с газом, который составлял 127 мм, с той целью, чтобы сделать минимальным перепоглощение излучения на длине волны 4,3 мкм. Внутренние стенки цилиндра были выкрашены в чёрный цвет, чтобы избежать отражения излучения обратно в среду. Изменение температуры фиксировалось по изменению осевого давления при помощи ёмкостного манометра. В целом, форма снятой кривой зависимости изменения температуры от парциального давления буферного газа подтверждала наличие охлаждения. [c.48]

При рассмотрении влияния, которое оказывает изменение давления Р1 на измерение температуры, йТ/йр (табл. 1), было найдено, что это изменение значительно больше в первых двух методах, чем в третьем. Но этим не исчерпываются преимущества последнего метода. Так как в этом методе температура всех частей аппаратуры остается постоянной (нагревания резервуара термометра от температуры Ту до температуры Т не происходит), то не наблюдается возмущающих эффектов (десорбции газа на поЕерхности или диффузии газа из материала резервуара термометра), благодаря которым в методах А и Б масса наполняющего резервуар газа изменяется неконтролируемым образом в процессе нагрева. Кроме того, продолжительность перехода из состояния 1 в состояние 2 может быть сделана в методе В намного меньше, чем в методах А и Б, так как не приходится тратить времени на нагревание и охлаждение резервуара термометра. Поэтому все возмущающие эффекты, связанные с продолжительностью опыта, почти исключаются в методе В. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...