Общие свойства реальных газов

Общие свойства реальных газов [c.57]

В конце настоящей главы даны краткие сведения об общих свойствах реального газа. Более подробно в гл. XI будут изучены свойства перегретого пара, который в свете изложенного надо рассматривать как реальный газ. [c.42]

Перед описанием лабораторных работ в книге даются общие разделы, ознакомление с которыми необходимо для правильного проведения.самих работ описание общих свойств реальных газов, измерение температуры, давления, количества тепла, расчет погрешностей при измерениях. При этом разделы, посвященные измерительной технике, даны применительно к проведению термодинамического эксперимента, а не к измерениям в теплотехнической практике. [c.3]

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]

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]

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]

Другая постановка теории дифференциальных уравнений состоит в том, что она не дается как единая теория, а ее положения и выводы осуществляются по мере надобности при выводе отдельных основных положений термодинамики, которые не могут быть без них проведены. При такой постановке отрицается общее значение теории дифференциальных уравнений термодинамики, а следовательно, и ее право на самостоятельное существование. Такой подход недооценивает значение одной из основных теорий термодинамики, аналитически обобщающей оба ее начала, имеющей принципиальное значение для построения теории многих разделов ее, данные которой особенно широко используются ири современных исследованиях физических свойств реальных газов. [c.421]

Общая тенденция проявления свойств реального газа в течениях в соплах состоит в следующем. На входе в канал в высокотемпературном газе внутренняя энергия распределена равновесно по различным степеням свободы молекул газовой смеси — как активным, так и инертным. По мере продвижения в сопле газовая частица приобретает кинетическую энергию прежде всего за счет внутренней энергии активных степеней свободы. В процессе движения энергия инертных степеней свободы посредством [c.116]

Таким образом, Ср/Су есть мировая постоянная , значение которой одно и то же для любой массы любого одноатомного газа при любых условиях это значение было многократно проверено на опыте и в общем находит себе подтверждение имеющиеся отклонения в большинстве случаев получают удовлетворительное физическое объяснение, базирующееся, главным образом, на отклонениях свойств реальных газов от свойств идеального газа. [c.98]

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]

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]

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]

Проблемой исследования свойств макроскопических систем занимается статистическая физика, которая дает возможность обосновать общий вид уравнения состояния реального газа. Одним из таких уравнений является уравнение Майера — Боголюбова [c.60]

Закон Гей-Люссака. Для идеального газа в уравнениях г> = (1 -f ai) и р = jOg (1 + at) коэфициент теплового расширения и термический коэфициент давления совпадают и не зависят ни от t ни от р у реальных газов эти коэфициенты близки, но не равны между собою н зависят от р и (см. Общие тепловые свойства тел ). [c.467]

Большинство термодинамических формул, полученных в 1—И, справедливы не только для газов, но и для жидкостей. Однако в случае жидкостей значительно труднее извлечь из общих термодинамических формул конкретные результаты, поскольку не существует универсального уравнения состояния, пригодного для всех жидкостей — в противоположность идеальным газам, для которых справедливо уравнение КТ = РУ, и реальным газам, свойства которых приближенно описываются уравнением Вап-дер-Ваальса. Для жидкостей можно лишь качественно указать некоторые общие их свойства (например, то, что их сжимаемость по сравнению с газами очень мала), в то время как остальные свойства жидкостей весьма индивидуальны и описываются чаще всего эмпирическими соотношениями, различными для разных жидкостей. [c.91]

Реальные газы и жидкости обладают сжимаемостью и внутренним трением (вязкостью). При изучении движения одновременный учет этих свойств сильно усложняет задачу. Поэтому для выяснения общей (приближенной) картины движения жидкости (или газа) пользуются моделью, называемой идеальной жидкостью. [c.266]

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]

Отклонения реальных газов от свойств идеального газа в общем увеличиваются с понижением температуры и с повышением давления. [c.35]

Эта глава посвящена главным образом термодинамическим свойствам идеального и почти идеального газов. При обычных температурах и давлениях реальные газы можно приближенно считать идеальными, что несправедливо, однако, при низких температурах и высоких давлениях. В указанном приближении поступательное движение молекул описывают классически, пренебрегая квантовыми эффектами. Эффекты молекулярных взаимодействий в большинстве случаев рассматриваются лишь как поправки, учитываемые с помощью второго вириального коэффициента. Такого приближения достаточно для решения задач групп А и Б. Лишь для нескольких примеров группы В нам понадобится более подробное рассмотрение, в частности общие групповые разложения для неидеального газа. [c.203]

Теоретическая механика является той частью общей механики, которая изучает движения материальных точек, их дискретных систем и абсолютно твердых тел. Ясно, что факты, найденные в теоретической механике, отражают наиболее общие закономерности механических движений, так как при их установлении приходится почти полностью абстрагироваться от конкретной физической природы реальных тел, рассматривая лишь их главные механические свойства. Законы, установленные в теоретической механике, как и другие законы естествознания, объективно отражают реально существующую действительность. На основе законов, установленных в теоретической механике, изучается механика деформируемых тел теория упругости, теория пластичности, гидродинамики, динамика газов. Следовательно, теоретическая механика является фундаментом общей механики. Отчасти из-за исторических [c.18]

В примере (рис. 6.7) уравнение Бернулли позволило определить приращение давления только в одной точке обтекаемого контура. В остальных точках обтекаемого контура получить давление, действующее на тело, из уравнения Бернулли нельзя. Для определения эпюры давлений р (рнс. 6.8) надо решать общие уравнения движения жидкости с учетом ее взаимодействия с твердым телом. К сожалению, получить теоретически аэродинамические силы, особенно с учетом реальных свойств жидкости или газа (сжимаемости, вязкости) и режимов обтекания, для разных профилей сечений стержня не представляется возможным. Поэтому основную роль при определении аэродинамических сил имеют экспериментальные исследования, которые полностью подтверждают сделанный качественный вывод о том, что аэродинамические силы зависят от квадрата скорости потока. [c.237]

Связь между плотностью, температурой и давлением устанавливается уравнением состояния, которое для реальных жидкостей и газов выводится в кинетической теории. Однако ввиду сложности общего уравнения состояния и затруднительности определения входящих в него констант, для качественного анализа свойств этих сред пользуются приближенными теоретическими или эмпирическими уравнениями. Получило широкое применение, например, уравнение Ван-дер-Ваальса [c.14]

В разд. 2 даны основные законы термодинамики и указаны важнейшие сферы их применения, рассмотрены фундаментальные определения, обеспечивающие понимание общности методов термодинамики для анализа различных явлений, включая реальные процессы теплоэнергетики. Описаны основные термодинамические свойства твердых тел, жидкостей и газов, представлены дифференциальные уравнения термодинамики, устанавливающие взаимосвязи между этими свойствами. Рассматриваются общие условия равновесия различных видов термодинамических систем, включая фазовое равновесие. Приводятся уравнения для расчета термодинамических свойств газовых смесей, в том числе для влажного воздуха. [c.7]

В какой части этих больших проблем в первую очередь мог бы быть внедрен математический аппарат - продолжает свои рассуждения Марат Аксанович. - Самым важным является построение моделей взаимодействия между селективной мембраной и рабочей средой, описывающих основные свойства явления. Для этого необходимо привлечь самые общие принципы механики сплошной среды и данные смежных наук. Далее могут быть рассмотрены задачи взаимодействия сред и полей с пленкой и динамические поведения и прочность мембран в реальных установках. Ведь процесс происходит тогда, когда есть необходимая разность давлений (точнее, разность парциальных давлений разных газов), которую сама мембрана, имеющая толщину две-три сотых миллиметра, не выдержит. Поэтому ее необходимо армировать более толстой и прочной пористой пленкой. Тогда мы приходим к задачам, близким тем, о которых говорилось выше. [c.74]

Теория движения вязкой жидкости в форме, весьма близкой к современной, была опубликована в 1845 г. Стоксом (1819—1903), который, выделив из общего перемещения элемента жидкости деформационную часть, указал простую линейную зависимость возникающих в жидкости напряжений от скоростей деформаций, г. е. дал обобш,е-ние ранее уже упомянутого закона Ньютона. До Стокса, основываяс1. на некоторых специальных молекулярных гипотезах относительно свойств реальных газов, уравнения движения вязкого газа выводили в 1826 г. Навье (1785—1836), в 1831 г. Пуассит (1781 —1846) и в 1843 г. Сеп-Венан (1797—1886). [c.27]

Выведенные уравнения, н.меющие общетеоретическое 31 ачение, в учебника.х по технической термодинамике приводились впервые. Значение этого раздела заключалось также в то.м, что здесь показывался общий метод применения дифференциальных уравнении тер-дюдинамики при исследовании физических свойств реальных газов. [c.198]

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]

Третий вариант постановки теории дифференциальных уравнений термодинамики состоит в том, что эта теория дается как дополнение к общей теории термодинамики. Подобная постановка в учебниках этой теории является наименее удачной. Действительно, зачем приводить эту теорию, если ее основные положения не используются при развитии общей теорни термодинамики. При такой постановке теории дифференциальных уравнений многие основные разделы термодинамики неизбежно будут изложены не на современном научном уровне, и это в первую очередь относится к изучению физических свойств реальных газов. [c.424]

При Q = 0 уравнения (3.1.10) удовлетворяются одной функцией-потенциалом, производные которой по х, у, г равны соответственно скоростям и, V, W. Поэтому безвихревые течения называют еще потенциальными. С существованием потенциала связан довольно мощный аналитический аппарат для исследования свойств таких течений. Поэтому для уяснения ситуации в общем случае реальных газов получим формулу для вихря в лростом случае двумерного установившегося течения, в котором вихрь направлен по нормали к плоскости течения. Первые два уравнения (3.1.1) для этого случая преобразуем к виду Громе-ки-Лемба [c.77]

Как уже указывалось, идеально-газовое состояние по ряду признаков рассматривается как предельное состояние реального газа при v—> оо или р—>-0. На не-идеально сть газа влияют как давление (плотность), так и температура. В общем случае повышение давления при 7= onst приводит к отклонению от идеально-газового состояния. Это относится как к термическим, так и калорическим свойствам (см. рис. 3-9, 3-15). [c.73]

Статистическая теория у1равнения состояния реальных газов, изложенная щ ряде ipai6oT (Л. il, 2, III16 и(1 17], устанавливает связь между их общими свойствами и силами молекулярного взаимодействия. [c.5]

С другой стороны, идеальные системы не обладают некоторыми из наиболее важных свойств реальных систем. Мы отмечали, в частности, что в подобных системах отсутствует внутренний механизм, который мог бы перевести их в состояние равновесия. Кроме того, с практической точки зрения любое исследование реальных газов, жидкостей или твердых тел показывает, что их поведение в общем случае совершенно отлично от поведения идеальных систем. Их свойства можно понять, лишь вводя в рассмотрение межмоле-кулярные взаимодействия. [c.209]

Новые факты, о которых говорилось выше, можно разделить на два типа. В теоретическом отношении наибольший успех принесло изучение моделей . Эти искусственные системы, сконструированные чисто теоретически, должны обладать двумя свойствами а) они должны быть достаточно простыми, чтобы для них можно ползать точное решение (как в случае идеального газа) или по крайней мере очень хорошее приближеняе б) их простота не должна означать их. тривиальность. Хотя результаты исследования этих моделей не допускают непосредственного сравнения с экспериментом, изучение их чрезвычайно важно, поскольку они указывают, какое свойство реальной системы определяет анное наблюдаемое явление. Они важны также для понимания структуры теории в целом и ее внутренней самосогласованности. Действительно, точные решения дают нам чистые результаты для возможности проверки более общих, но по необходимости прибл ажен-ных теорий. Под чистыми мы подразумеваем результаты, ке за-грязйённые возможным вмешательством посторонний явлений, [c.355]

В учебниках стала более углубленно излагаться теория реальных газов и водяного пара, что привело к развитию в них обнтей теории дифференциальных уравнений термодинамики значительно развилась также в учебниках теория газового и парового потока и общая теория паровых циклов. В результате создания бескомпрес-сорных двигателей внутреннего сгорания п широкого использования их, а также первых попыток создания газовых турбин в учебниках по термодинамике развилась и общая теория газотзфбинных циклов. Применение пара высоких параметров привело к развитию в конце 30-х годов экспериментальной термодинамики, необходимости постановки опытных исследований физических свойств водяного пара и других веществ в широком диапазоне изменений их параметров. При этом вопрос о паровых таблицах п их точности стал важныл вопросом, имевшим исключительное, можно сказать международное, значение. [c.217]

В общем случае в формуле (1.30) под Тследует понимать температуру смешения, если речь идет о затекании газа, отличающегося по своим свойствам от газа в сосуде. Будем считать, что газ, находящийся в сосуде, реальный. Последнее позволит с равным успехом применять полученные результаты и для исследования работы поршневых машин с воздухом в качестве рабочего тела и аналогично работающих на парах фреона или аммиака. Используем характеристическое уравнение (1.9), помножив его правую и левую части на О, [c.23]

Первая глава дает теоретическую основу для всего последующего изложения — общие принципы составления математического описания многофазных систем. При выводе уравнений сохранения массы, импульса, энергии и массы компонента в бинарной смеси, выражающих соответствующие фундаментальные законы сохранения, используется универсальность содержания и формы этих законов при эйлеровом методе описания. Тот же подход использован при формулировке условий на межфазных границах (поверхностях сильных разрывов) универсальные условия совместности в общей форме выводятся из интегрального уравнения сохранения произвольного свойства сплощной среды, а конкретные соотнощения для потоков массы, импульса, энергии и массы компонента смеси на границах раздела получаются из общего как частные случаи. В настоящем издании, по-видимому, впервые в учебной литературе показано, что в реальных (необратимых) процессах конечной интенсивности на поверхности, разделяющей конденсированную и газовую фазы, всегда возникает неравновес-ность, приводящая к появлению конечной скорости скольжения газа относительно обтекаемой поверхности и к неравенству температур соприкасающихся фаз ( скачок температур ). При анализе неравновесности на межфазной поверхности в книге используются новые научные результаты, полученные, в частности, Д.А. Лабунцовым и А.П. Крюковым (см. [18]). [c.6]

Формулы (7-38) являются наиболее общими и справедливы не только для реальных, но и для идеальных газов. В последнем случае для расчета н—h либо пользуются таблицами термодинамических свойств газов в идеальном состоянии, либо делают приближенный расчет, считая теплоемкость постоянной и рассчитывая разность энтальпий по уравнению ii—h— p(Ti—Tj) при этом Га определяется по известным соотношениям между параметрами в изоэнтропическом процессе с идеальным газом при p = onst. Кстати, следует отметить, что формулы (7-32) и (7-33) легко получаются при замене Ср через kRI(A—1) согласно уравнению Майера. Прим. ред.) [c.276]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...