Термодинамические процессы для газов

Рабочий процесс для воздуха, как и всякий термодинамический процесс для газа, характеризуется изменением его параметров состояния. В зависи- [c.172]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ДЛЯ ГАЗОВ [c.45]

Термодинамические процессы для газов [c.46]

Поскольку внутренняя энергия идеального газа является функцией только его температуры, то формулы (4.4) справедливы для любого термодинамического процесса идеального газа. [c.31]

В первой части учебника излагаются основные законы термодинамики, термодинамические процессы, реальные газы и пары, рассматриваются циклы двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и реактивных двигателей даются основные положения химической термодинамики, необходимые для построения теории горения. [c.3]

Для идеального (невязкого) газа функция давления имеет различный вид для разных термодинамических процессов. Для баротропных процессов она выражается в элементарных функциях. Рассмотрим два частных случая. [c.103]

Рассматриваемые ниже циклы являются идеализацией действительных процессов, протекающих в реальных двигателях. Сущность этой идеализации состоит в том, что действительные процессы заменяют обратимыми термодинамическими процессами идеальных газов, что дает возможность использовать при их анализе необходимые закономерности, полученные выше для идеальных газов. [c.70]

При анализе термодинамического процесса сжатия газа в компрессоре основной, интерес обычно представляет определение работы, затрачиваемой, на сжатие газа, конечной температуры процесса сжатия. Удельную работу процесса сжатия можно найти из уравнения первого начала термодинамики (4.19), записанного для, потока. При этом предполагают, что процесс сжатия в компрессоре происходит при следующих условиях теплообмен с окружающей средой весьма мал и, следовательно, , 2 = 0 скорости движения газа во всасывающем и нагнетательных патрубках равны с = изменением высоты центра тяжести потока можно пренебречь Л1=/г2, необратимые потери отсутствуют (гг/1,2 = О)- При этих условиях уравнение (4.19) упрощается и удельная работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг газа или пара в компрессоре, будет определяться соотношением [c.140]

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ [c.30]

Для задач технической термодинамики важно не абсолютное значение внутренней энергии, а ее изменение в различных термодинамических процессах. Поэтому начало отсчета внутренней энергии может быть выбрано произвольно. Например, в соответствии с международным соглашением для воды за нуль принимается значение внутренней энергии при температуре 0,01 °С и давление 610,8 Па, а для идеальных газов — при [c.12]

Введение понятия об идеальном газе позволило составить простые математические зависимости между величинами, характеризующими состояние тела и на основе законов для идеальных газов, создать стройную теорию термодинамических процессов. [c.22]

Значения энтальпий для паров, газов и газовых смесей приводятся в технической и справочной литературе. Пользуясь этими данными, можно определять количество теплоты, участвующее в процессе при постоянном давлении. Энтальпия получила большое значение и применение при расчетах тепловых и холодильных установок и, как параметр состояния рабочего тела, значительно упрощает тепловые расчеты. Она позволяет применять графические методы при исследовании всевозможных термодинамических процессов и циклов. [c.66]

Для того чтобы пользоваться уравнением Бернулли для сжимаемого газа, нужно заранее знать термодинамический процесс изменения состояния газа, так как без этого неизвестна зависимость плотности газа от давления и нельзя взять интеграл [c.29]

Рассмотрим более детально термодинамический процесс изменения состояния газа в скачке уплотнения. Для этого представим динамическое соотношение (17) в несколько ином виде [c.121]

Всякий термодинамический процесс может возникнуть только при нарушении механического или термического равновесия, т. е. при сжатии или расширении газа (давление среды больше или меньше давления газа), при нагреве или охлаждении газа (температура среды больше или меньше температуры газа). Чем сильнее нарушается равновесие, тем быстрее в общем случае проходит процесс и тем более резко будет нарушаться состояние покоя газа в газе возникают конвекционные токи, вызываемые разностью температур в массе газа, и вихревые движения, вызываемые разностью давлений. Для газа, находящегося в таком неустойчивом состоянии, уравнение состояния не может быть применено до тех пор, пока газ не придет в состояние равновесия. Для того чтобы во время этих изменений уравнение состояния было бы справедливо, необходимо, чтобы газ во всей своей массе имел одинаковые давления и температуры, а для этого необходимо, чтобы изменения его состояния происходили очень медленно, вернее, даже бесконечно медленно. Бесконечно медленные изменения состояния газа возможны только при условии наличия бесконечно малых разностей давлений и температур газа и окружающей среды. Процессы, происходящие при бесконечно малых разностях давлений и температур, называются равновесными процессами, а так как они протекают бесконечно медленно, то их называют иногда квазистатическими (дословный перевод с латинского почти равновесными). [c.48]

Следует отметить, что в тех случаях, когда масса каждого из участвующих в процессе веществ не изменяется (например, при термодинамическом анализе различных циклов), интерес представляет изменение энтропии, а не абсолютная величина ее, благодаря чему численное значение постоянной 5о при этом оказывается несущественным. Поэтому часто значение выбирают произвольным образом исходя из соображений практического удобства. В частности, значение энтропии жидкой воды, имеющей температуру тройной точки и находящейся под давлением насыщенных паров, принимают обычно равным нулю для газов в идеальном состоянии отсчет энтропии производят от 0° С или 0° К. Наоборот, для расчета процессов, сопровождающихся изменением массы исходных веществ и образованием из них новых, характеризующихся вообще другим абсолютным значением энтропии (например, в случае химических реакций), необходимо точно знать величину 5о. [c.71]

Термодинамические процессы в компрессионных машинах рассматриваются в целях определения работы, которую необходимо затратить для получения определенного количества сжатого газа или воздуха при заданных начальных и конечных давлениях Pi и р.,. [c.158]

Универсальная газовая постоянная (1.14) представляет собой работу, совершаемую количеством вещества идеального газа 1 моль при изменении его температуры на один градус в термодинамическом процессе при постоянном давлении. Для нормальных физических условий [c.11]

Компрессоры обеих групп могут значительно отличаться один от другого конструкционными данными и технико-экономическими характеристиками. Однако происходящие в них термодинамические процессы вполне эквивалентны. Работа, которая должна быть затрачена внешним источником для получения 1 кг сжатого газа при условии, что приращение кинетической энергии газа отсутствует (т. е. скорости движения газа на входе и на [c.528]

Согласно квантовой теории теплоемкости изохорная теплоемкость идеального газа является функцией только температуры и поэтому для него в любом термодинамическом процессе изменение внутренней энергии может быть рассчитано по формуле [c.17]

II группа 1 < п < к. Как видно из рис. 1.10,6, для этой группы dT < О, а следовательно, du < О и d/i < 0 d > О и, следовательно, 6 > 0 теплоемкость в процессах отрицательная, так как с = bqj T < 0. Термодинамические процессы второй группы характерны тем, что работа расширения совершается как за счет подведенной к газу теплоты, так и за счет внутренней энергии [c.29]

В термодинамических процессах для водяного пара, так же как для идеального газа, необходимо определить неизвестные параметры в начале и конце процесса, изменение его внутренней энергии, работу и теплоту, участвующую в процессе. Для определения неизвестных параметров в практических расчетах пользуются таблицами или диаграммами, причем графический способ ргаиболее распространен. На диаграмме s — г наносят искомый термодинамический процесс для водяного пара, затем определяют по двум известным параметрам остальные неизвестные и по этим данным рассчитывают процесс. [c.95]

Удельная теплоемкость газа с в процессе v = onst является характеристикой физических свойств газа, показывающей влияние температуры газа на его внутреннюю энергию, что вытекает из уравнения (98). Отношение dvidt — характеристика термодинамического процесса, для которого вычисляется удельная теплоемкость с. Величина dv указывает на степень деформации газа, т. е. на количество работы, совершенной газом, а величина dT — характеризует изменениг температуры, вызванное теплообменом. [c.29]

Этот результат (83) достаточен для получения расчетных выражений работы, теплообмена и изменений внутренней энергии идеальных газов из общих соотношений (77) — (80) и может быть использован, наравне с уравнением Клапейрона (Pv = RT) и с законом Джоуля (Аи = СгпЛ1 Ai = pmAi), для установления основных расчетных характеристик термодинамических процессов идеальных газов из соответствующих общих соотношений для простых тел. [c.49]

Так как во всех термодинамических процессах идеальных газов, протекающих в одном и том же интервале температур, внутренняя энергия изменяется на одну и ту же величину, то площадь под изо-хорным процессом на s-T — диаграмме дает в интервале температур Тл—T l изменение внутренней энергии в любом другом термодинамическом процессе, протекающем в этом же интервале температур. Так, например, если в интервале температур от Ti до Га протекает произвольный обратимый процесс, показанный кривой 1-2 на рис. 36, г, то для определения изменения внутренней энергии Aui-2 в этом процессе достаточно провести кривую изохорного процесса 2-3 того же рабочего тела и в том же интервале температур и измерить под этим процессом площадь (на рис. 36, г заштрихована). [c.133]

Рассмотрим равновесный процесс расширения газа /1В(рис. 5-9), который прошел через равновесные состояния А, I, 2, 3, п, В. В этом процессе была получена работа расширения, изображаемая в некотором масштабе пл. ABD . Для того чтобы рабочее тело возвратить в первоначальное состояние (в точку Л), необходимо отточки В провести обратный процесс — процесс сжатия. Если увеличить на величину dp внешнее давление на поршень, то поршень передвинется на бесконечно малую величину и сожмет газ в цилиндре до давления внешней среды, равного р+Ф-При дальнейшем увеличении давления на dp поршень опять передвинется на бесконечно малую величину, и газ будет сжат до нового давления внешней среды. Во всех последуюш,их уве-. личениях внешнего давления на dp газ, сжимаясь при обратном течении процес-. са, будет проходить через все равновесные состояния прямого процесса — В, п, 3, 2, 1, А и возвратится к состоянию, характеризуемому точкой А. Затраченная работа в обратном процессе сжатия (пл. BA D) будет равна работе расширения в прямом процессе (пл. ABD ). При этих условиях все точки прямого процесса сольются со всеми точками обратного процесса. Такие процессы, протекающие в прямом и обратном направлениях без остаточных изменений как в самом рабочем теле, так и в окружающей среде, называют обратимыми. Следовательно, любой равновесный термодинамический процесс изменения состояния рабочего тела всегда будет обратимым процессом. [c.60]

При движении поршня слева направо открывается всасывающий клапан 3 и происходит наполнение цилиндра газом при постоянном давлении pi. Этот процесс изображается на диаграмме линией 0-1 и называется линией всасывания. При обратном движении поршня справа налево всасывающий клапан 3 закрывается, происходит сжатие газа. По достижении заданного давления весь сжатый газ выталкивается из цилиндра при постоянном давлении через открывшийся нагнетательный клапан 4 в резервуар для хранения или на производство. Кривая 1-2 называется процессом сжатия. Линия 2-3 называетс°я линией нагнетания. Следует отметить, что линии всасывания Q-1 и нагнетания 2-3 не изображают термодинамические процессы, так как состояние рабочего тела в них остается неизменным, а меняется только его количество. При начале следующего хода поршня слева направо нагнетательный клапан закрывается, давление в цилиндре рг теоретически мгновенно падает до pi, открывается всасывающий клапан и далее повторяется весь рабочий процесс сжатия газа. [c.246]

К сожалению, в [197] не дано полное качественное разъяснение физической стороны явления. К числу жестких следует отнести допущение о пренебрежении осевой составляющей скорости. Для расчета профиля температуры необходимо знать характер распределения окружной скорости, который зависит не только от термодинамических параметров потока газа на входе в камеру энергоразделения вихревой трубы, но и от ее геометрии, а также от давления среды, в которую происходит истечение. Остановимся менее подробно на теоретических концепциях Шепе-ра [255] и А.И. Гуляева [59—61], рассматривавших процесс энергоразделения как результат обмена энергией в противоточном теплообменнике класса труба в трубе. Сохранив в принципе основные идеи представителей третьей фуппы гипотез, Шепер рассматривал ламинарный теплообмен. А.И. Гуляев, сохранив основные моменты физической картины Шепера, заменил лишь конвективно-пленочный коэффициент теплопередачи турбулентным обменом. Эти рассуждения не выдерживают критики по первому критерию оправдания, так как предполагают фадиент статической температуры, направленный от оси к периферии, что противоречит экспериментальным данным [34—40, 112, 116]. Однако опыты Шепера [255] и А.И. Гуляева [59-61] позволили сделать некоторые достаточно важные обобщения по макроструктуре потоков в камерах энергоразделения вихревых труб [c.167]

Выбранное стандартное состояние системы или составляющих может оказаться не реализуемым а действительности, гипотетическим состоянием, что, однако, не существенно, если свойства веществ в этом состоянии могут рассчитываться из имеющихся данных (ср. (6.32),. (6.33) и пояснения к ним). О выборе стандартных состояний существуют соглашения, использующиеся обязательно при составлении таблиц термодинамических свойсив индивидуальных веществ и растворов. Для индивидуальных жидких и кристаллических веществ в качестве стандартного состояния принимается их реальное состояние при заданной температуре и давлении 1 атм, для индивидуальных газов — гипотетическое состояние, возникающее при изотермическом расширении газа до бесконечно малого давления и последующем сжатии до 1 атм, но уже по изотерме идеального газа. Стандартным состоянием компонентов раствора выбирается обычно состояние каждого из соответствующих индивидуальных веществ при той же температуре и давлении и в той же фазе, что и раствор (симметричный способ выбора стандартного состояния), либо такое состояние выбирается только для одного из компонентов, растворителя, а для остальных, растворенных веществ, — состояние, которое они имеют в бесконечно разбавленном растворе (асимметричный выбор). В соответствии с этим стандартизируются и термодинамические процессы. Так, стандартная химическая реакция — это реакция, происходящая в условиях, при 1К0Т0рых каждый из реагентов находится в стандартном состоянии. Если, например, реагируют газообразные неш ества, которые можно считать идеальными газами, то в соответствии с (10.17) и уравнением состояния идеально-газовой смеси (3.17) химический потенциал /-ГО вещества в смеси [c.100]

Эти зависимости определяются термодинамическими процессами, протекающими при движении газа по трубопроводу. Если теплообмен между газом и окружающей средой отсутствует, газ будет расширяться адиабатически и его температура будет непрерывно понижаться. При наличии теплообмена между газом и окружающей средой температура газа Т может сохраняться постоянной по всей длине газопровода (из<лермическое течение), равной температуре окружающей среды. Это обычно имеет место для длинных трубопроводов без тепловой изоляции, и поэтому большинство п ю мышленных газопроводов работает в условиях изотермическсго режима. [c.270]

Изменение внутренней энергии в ходе химической реакции может проявляться только в виде теплоты или в виде работы. Так, результатом реакции гремучего газа после выравнивания температур будет отдача теплоты окружающей среде. Это термодинамический процесс. Если же эту реакцию осуществить в цилиндре двигателя, то водяной пар соверщит, воздействуя на порщень, определенную работу. Взяв состояние смеси до сгорания за начальное и состояние водяного пара после расширения в цилиндре за конечное, будем иметь дело с чисто термодинамическим процессом взаимодействия с окружающей средой. Таким образом, химическая реакция может рассматриваться как термодинамический процесс. Из химических процессов для авиационных специалистов наибольший интерес представляют реакции горения (процесс окисления топлив), ибо выделившаяся в процессе горения теплота в двигателях может быть преобразована в механическую работу. [c.192]

На практике с релаксационными эфсректами встречаются во многих случаях. В газах, например, приходится учитывать, что время установления термодинамического равновесия, или что то же самое — время релаксации, существенно зависит от того, какой вид энергии движения молекул участвует в процессе. Для поступательного движения атомов время релаксации определяется отношением длины свободного пробега молекулы газа к средней скорости молекул и оказывается меньше времени релаксации для вращательного движения молекул. В свою очередь, это время меньше времени релаксации для колебательного движения атомов в молекулах, которое меньше времени релаксации для химических реакций между молекулами и т. д. [c.117]

При Г=300 К и Р=10 Па длина свободного пробега атомов идеального газа составляет 10 см. Используя (7.128), находим, что для газов при нормальных условиях гипотеза о локальном равновесии справедлива при градиентах температуры Igrad Г <10 К/см и градиентах давления IgradPj lO Па/см. Для жидких систем представление о локальном равновесии применимо при еще больших отклонениях от термодинамического равновесия. В настоящее время принято считать, что гипотеза о. локальном равновесии применима всегда, за исключением, быть может, случая турбулентных явлений, быстрых процессов в плазме и ударных волн. [c.174]

При скоплении ионов водорода вблизи дефектов структуры становятся возможными и процессы их ионизации со значительным увеличением объема газа и, следовательно, резким увеличением давления в наиболее слабых элементах кристаллической решетки и созданием условий для развития поверхностных тренщн. Механизм процесса на-водороживания сталей связан с тем, что химическое сродство водорода к углероду может приводить к восстановлению карбидных фаз углеродистых сталей. При высоких давлениях водорода и температурах 200-600 С создаются благоприятные термодинамические условия для реакции диссоциации цементита и обезуглероживания стали [c.61]

Термодинамические процессы, протекающие в идеальном газе. Термодинамический процесс, протекающий в идеальном газе при постоянной теплоемкости, называется политропным. Политропный процесс характеризуется заданным коэффициентом а распределения теплоты между изменением внутренней энергии Аи и работой /. Для каждого поли-тропного процесса ос = Au/q = onst. Выведем уравнение политропы. [c.23]

Основные термодинамические процессы в идеальном газе — частные случаи политропных процессов. При и = О уравнение политропы (1.88) принимает вид р = onst, т. е. в этом случае будем иметь изобарный процесс. Для этого процесса уравнение состояния принимает вид [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...