Уравнение состояния идеального и реального газов

Как записываются уравнения состояния идеального и реального газов [c.43]

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО И РЕАЛЬНОГО ГАЗОВ [c.103]

В книге изложены основные законы термодинамики. Рассмотрены уравнения состояния идеальных и реальных газов. Особое место уделено изложению метода исследования термодинамических процессов, термодинамики газового потока и циклам двигателей внутреннего сгорания. [c.2]

Резервуар объемом 8 заполнен гелием. Определить количество газа, содержащееся в резервуаре с давлением 0,5 бар и температурой —180° С. Решить задачу по уравнениям состояния идеального и реального газов. [c.9]

Баллон емкостью 70 л наполнен кислородом со следующими параметрами р = 98 бар, / = 20° С. Используя уравнение состояния идеального и реального газов, определить массу газа. [c.9]

В главе V этой книги кратко излагается теорема о вириале, которая затем используется при выводе уравнения состояния для идеальных и реальных газов. [c.108]

Для того чтобы проинтегрировать последнее равенство, надо знать зависимость С/ от Г и /. Несмотря на то, что мы рассматриваем стержни — термодинамический объект, совершенно отличный по своей природе от газов, как идеальных, так и реальных, имеется важное, хотя и формальное, сходство между уравнениями состояния в этих трех случаях — идеальные газы, реальные газы, идеальные стержни. Это сходство заключается в том, что во всех трех случаях обобщенная сила (Р в случае газов,/в случае стержней) является линейной функцией температуры (уравнение (14.8)). Отсюда следует, что для идеального стержня С/ не зависит от /, подобно тому как для идеального и реального газов Су не зависит от V. [c.68]

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]

Для исследования термически изолированной системы, в которой протекает адиабатический процесс, очень удобно использовать уравнение (17.3). При этом следует помнить, что для реального газа показатель адиабаты не является постоянной величиной вследствие изменения теплоемкостей газа в зависимости от давления и температуры. Любой реальный процесс в газовой системе сопровождается потерями энергии. Так, при конечной разности температур между системой и внешней средой существует теплообмен, являющийся следствием реальных теплоизолирующих свойств разделяющей поверхности. Помимо этого имеются энергетические потери на трение и диффузию. В результате термомеханическая система оказывается неравновесной и без изменений во внешней среде процесс провести нельзя. В таком случае без затраты внешней работы система не может быть возвращена в начальное состояние и, следовательно, реальные газовые процессы необратимы. Второй закон термодинамики постулирует это правило для идеального и реального газов. Поэтому неопределенно долгое действие тепловой машины становится возможным только при работе термомеханической системы по круговому циклу с несовпадающими процессами прямого и возвратного ходов. [c.394]

При больших удельных объемах и сравнительно невысоких давлениях реального газа уравнение Ван-дер-Ваальса практически вырождается в уравнение состояния идеального газа Клапейрона, ибо величина a/v (по сравнению с р) и Ь (по сравнению с v) становятся пренебрежимо малыми. [c.10]

Уравнение состояния идеального газа описывает свойства газов лишь при достаточно низких давлениях. При высоких давлениях уравнение состояния идеальных газов перестает быть справедливым. В настоящее время предложено несколько сотен эмпирических (или полуэмпирических) уравнений состояния реальных газов, справедливых в том или ином интервале параметров состояния [85, 114, 119]. Эмпирические уравнения состояния позволяют получить (см. (1.67)) аналитическое выражение для химического потенциала реального газа, описывающее функцию = Р) в той области параметров состояния, в которой применимо соответствующее уравнение состояния. Получаемые соотношения обычно весьма громоздки, и ими неудобно пользоваться. Особенно сложно дальнейшее использование полученных формул для исследования многокомпонентных газовых смесей. [c.20]

Уравнение состояния (1.16) получено для идеального газа, у которого силы взаимодействия между молекулами отсутствуют, а объем молекул по сравнению с объемом, занимаемым газом, мал и им пренебрегают. Уравнением состояния идеального газа пользуются при решении многих практических задач. Однако для некоторых состояний реального газа (высокое давление или низкая температура) использование уравнения идеального газа приводит к большим ошибкам. [c.15]

Сопоставим уравнения состояния идеального (1.16) и реального (1.33) газов в форме [c.15]

Уравнение состояния идеального газа очень часто используется в инженерных расчетах. Однако при повышении давления и понижении температуры, когда силы взаимодействия между молекулами и объем самих молекул уже проявляются, оно становится менее точным. Учет влияния сил взаимодействия и объем молекул при обосновании уравнения состояния реальных газов затруднителен и приводит к большому его усложнению. [c.15]

Выше отмечалось, что при высоких давлениях и относительно низких температурах свойства реальных газов отличаются от свойств идеального газа, в частности для реального газа непригодно уравнение состояния идеального газа, т. е. pv Ф RT. [c.57]

Газовые законы были открыты опытным путем при исследовании поведения реальных газов в определенных условиях. В дальнейшем с развитием молекулярно-кинетической теории газа законы и уравнения состояния идеальных газов стало возможным выводить теоретическим путем. [c.9]

На восходящем участке реальной изотермы б—в (рис. 15) сжимаемость реального газа меньше чем идеального, однако абсолютные значения объёмов здесь, так же как и на участке а—б, меньше объемов идеального газа при одинаковой температуре и давлении. Реальная изотерма пересекает идеальную изотерму в точке Ь, в которой уравнение состояния идеального газа удовлетворяет реальному газу. Кривая, представляющая собой геометрическое место таких точек, и ось ординат ограничивают область, в которой абсолютные значения объёмов реального газа меньше чем идеального при одинаковом давлении и температуре. Эту область можно было бы условно назвать областью большей абсолютной сжимаемости . [c.73]

Структура уравнения Ван-дер-Ваальса показывает, что за основу его было взято уравнение состояния идеальных газов pv = RT, а затем в него были внесены поправки на объем и давление, которые должны быть приняты во внимание при изучении реальных газов. [c.92]

Поведение реальных газов и газовых смесей строго не подчиняется уравнению состояния идеальных газов, которое было принято при составлении настоящей диаграммы. Поэтому чрезвычайно важно дать оценку точности диаграммы, построенной в предположении идеальности газов в различных областях параметров состояния, и указать область ее применения. [c.8]

Поведение реальных газов и газовых смесей не подчиняется строго уравнению состояния идеальных газов, которое было принято при составлении настоящих таблиц. Поэтому практически важно дать оценку точности предлагаемых таблиц в различных областях параметров состояния и указать область их применимости. Для такой оценки логично принять уравнение состояния реальных газов, которое бы по возможности хорошо отвечало поведению этих газов в интересующей нас области параметров состояния. [c.10]

Следует отметить, что расчеты для реальных газов по уравнению состояния идеального газа (8.1) не дают существенной погрешности в том случае, когда их давление невелико, а температура не очень низкая. При увеличении давления и уменьшении температуры погрешности расчетов растут. Эти погрешности вызваны тем, что молекулы реальных газов имеют конечные размеры и между ними существуют силы взаимодействия. Однако более точные уравнения состояния реальных газов ограничены в применении из-за их существенной сложности. Поэтому при проведении большинства технических расчетов используют уравнение (8.1) или зависимости, приведенные в подразд. 8.5. [c.87]

Применение уравнения состояния идеального газа для расчета компрессорных процессов дает тем большую ошибку, чем ниже температура газа и выше его давление. Поэтому при конечном давлении воздушного компрессорного процесса более 5 МПа следует пользоваться уравнением состояния реального газа [c.456]

Уравнение Ван-дер-Ваальса может быть использовано для расчета термодинамических свойств веществ, если известны только критические давления, температура и удельный объем. Уравнение Ван-дер-Ваальса — одна из первых попыток отойти от уравнения состояния идеального газа. Оно неприменимо к областям, где вещество обладает резко выраженными свойствами реального газа (область вблизи линии насыщения, около-критическая область, область жидкости). [c.124]

Уравнение состояния идеального газа достаточно хорошо изображает поведение реальных газов при высоких температурах и низких давлениях. Однако когда температура и давление таковы, что газ близок к конденсации, то наблюдаются значительные отклонения от законов идеального газа. [c.65]

Учитывая объем молекул и внутренние силы взаимодействия, представляется возможным уравнение состояния идеальных газов заменить другим уравнением, которое более отвечает действительному состоянию реальных газов. [c.21]

Уравнения реальных газов в той или иной степени отклоняются от уравнения состояния идеальных газов. Однако многочисленные опыты показали, что в довольно широком диапазоне давлений и [c.8]

На самом деле все реальные газы в зависимости от их состояния в той или иной степени отклоняются от уравнения состояния идеальных газов. При этом опытом установлено, что в достаточно широком диапазоне изменений температур и давлений зависимость между параметрами р, V а Т достаточно хорошо описывается уравнением pv = RT. [c.29]

Значительное отклонение реальных газов от уравнения состояния идеальных газов наблюдается при очень высоких давлениях и низких температурах. [c.29]

Известно, что всякий реальный газ имеет свою определенную температуру, называемую критической (подробнее о ней будет сказано ниже). Все реальные газы, находящиеся в таких состояниях,, при которых температуры их выше критических температур и давления незначительно отличаются от нормального давления, дают небольшие отклонения от уравнения состояния идеальных газов. [c.30]

Уравнение состояния идеального газа пригодно для описания реальных газов в предельном случае достаточно низких давлений и достаточно высоких температур. Для более высоких давлений (более высоких плотностей) и более низких температур отклонения от закона идеального газа становятся более суш,ественными. Это видно, например, из фиг. 4 и 5, на которых приведены данные для аргона. Оказывается, что плотный газ при охлаждении может [c.26]

Уравнение состояния идеальных газов (34) может быть получено при некоторых допущениях на основе кинетической теории газов основная предпосылка такого рода выводов идеальный газ есть система свободных материальных точек, не подверженных действию сил взаимного притяжения, отталкивания и т. п. В феноменологической термодинамике ограничиваются формальным определением идеальные газы есть гипотетические (реально не существующие) газы, подчиняющиеся уравнению Клапейрона. [c.29]

В большинстве типов тепловых машин в качестве рабочего тела используются смеси реальных газов. Однако современные тепловые машины работают при сравнительно невысоких давлениях и высоких температурах. Поэтому в технических расчетах достаточно учесть зависимость теплоемкости от температуры при использовании для каждого компонента и всей смеси в целом уравнения состояния идеального газа. При расчетах целесообразно вместо термических параметров состояния р, V, Т использовать калорические и, i, s. Эти параметры состояния обладают свойством аддитивности (изменение энтропии при смешении обычно не учитывается), а их значения для отдельных компонентов находятся по таблицам (табл. 17 и 18). При определении энтальпии пользуются соотношением (15). [c.412]

Наиболее просто выразить уравнение состояния идеального газа. В курсе физики это уравнение выводится на основе так называемой молекулярно-кинетической теории газов. Однако впервые уравнение состояния идеального газа было найдено опытным путем, на основе изучения свойств реальных газов (таких, как воздух, азот, водород). Именно для этих реальных газов было установлено, что их поведение при сжатии, нагревании и в других процессах подчиняется простым газовым законам. Напомним эти законы, известные из курса физики. [c.23]

Хотя -в природе идеальных газов не существует, в науке и технике, имеющей дело с реальными газами, часто встречается возможность применить уравнение состояния идеального газа для расчетов параметров термоди- [c.15]

Можно показать, что при постоянных V и Т условием Р. является то же ур-ие (4), только в этом случае химич. потенциалы— ф-ии от F и Т. Ур-ие (4) охватывает собою учение о химич. Р. в гомогенной среде. Если бы можно было непосредственно измерять химич. потенциалы, то это уравнение было бы и конечным общим уравнением химич. статики однако невозможность измерения опытным путем этих потенциалов весьма усложняет данную область физич. химии. Дело в том, что надо выразить химич. потенциалы в виде ф-ий от V (или р), Т и концентраций, а для этой цели необходимо знать ур-ия состояния как индивидуальных веществ, так и их смесей. Здесь химическая статика наталкивается на вторую огромную трудность нет ни одного точного ур-ия состояния для реальных веществ, и приходится пользоваться в качестве первого приближения уравнением состояния идеальных газов. Если воспользуемся последним, выразив химические потенциалы через V (или р),Т и концентрации, и подставим найденные выражения в уравнение (4), то придем чисто термодинамическим путем к закону действующих масс (см. Действующих масс закон) [c.356]

Согласно кинетической теории газов, вязкость идеального газа не зависит от давления. В реальных газах это правило выполняется довольно точно в тех диапазонах температур и давлений, где сами газы подчиняются уравнению состояния идеального газа. Однако при очень высоких давлениях, при которых средний свободный путь молекул газа незначительно превышает размер самих молекул, вязкость все же увеличивается. Для большинства газов можно принять вязкость, независящей от давления в диапазоне давлений 0,1—70 ama. При дальнейшем увеличении давления вязкость возрастает очень быстро. Например, углекислый газ при температуре 20° С имеет вязкость [c.34]

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]

Из физики известно, что реальные газы при определенных условиях могут быть сжижены или превращены в твёрдое состояние. Иначе говоря, реальные газы являются перегретыми парами определенных жидкостей. В технике широко применяют пары различных веществ воды, аммиака, хлористого метила и др. Наибольшее применение находит водяной пар, который является рабочим телом паровых машин, отопительных и других устройств. Чем ближе газ к переходу в жидкое состояние, тем больше он отклоняется от свойств идеального газа. Уравнение состояния реальных газов, в основу которого были положены представления о молекулярнокинетических свойствах и строении этих газов, было получено в 1873 г. Ван-дер-Ваальсом. Это уравнение имеет вид [c.13]

Для реального газа уравнение состояния идеального газа pv = RT и законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака не действительны. Впервые отклонение свойств реального газа от идеального газа было установлено и объяснено М. В. Ломоносовым, который в своих Добавлениях к размышлениям об упругой силе воздуха" (1748 г.) указывал, что вследствие конечного размера частичек газа и взаимного притяжения их . .. при очень сильном сжатии. .. отношение упругостей должно отличаться от отношения плотностей". Лишь через 100 лет с лишним после тогд, как М. В- Л9М9- [c.59]

В случае газа мы можем конкретизировать зависимость энер-1 ии состояния от определяющих это состояние переменных величин. Принимаем Г и F за независимые переменные и сначала докагкем, что энергия является функцией температуры Г и не зависит от объема. Подобно лшогим другим свойствам газов это свойство лишь приближенно верно для реальных газов. Предполагается, что точно оно выполняется для идеальных газов. В разделе 14, исходя из второго закона термодинамики, мы сделаем вывод, что энергия любого тела, подчиняющаяся уравнению состояния идеального газа (7), не должна зависеть от объема V. Сейчас, однако, мы приведем экспериментальное доказательство этой теоремы для газа зксперименты были выполнены Джоулем. [c.25]

Течения газа могут быть классифицированы по признаку сообщения или несообщения рассматриваемому потоку извне тепловой или механической энерпт. Различают адиабатические течения, при которых не происходит теплообмена или передачи механической энергии между потоком газа и внешней средой, и иеадиабатические течения, при которых потоку газа сообщается или отбирается от него энергия. Понятия адиабатического и неадиабатического процессов равно относятся к течению идеального и неидеального газа. Процессы изменения состояния идеального газа при адиабатическом его течении называются изэнтропическимн, В данной книге под течением идеального газа во всех случаях имеется в виду течение, для которого можно не учитывать действие сил вязкого трения (см, п. 2). Данное замечание связано с тем, что иногда идеальными газами называют газы, состояние которых точно подчиняется уравнению Клапейрона, отличая их от газов, близких к состоянию конденсации, для которых последнее уравнение заменяется другими уравнениями (например, уравнением Ван-дер-Ваальса). Во избежание недоразумений, имея в виду последнее отличие, лучше называть газы соответственно совершенными и реальными. В связи с определением течения неидеального газа заметим, что наряду с обычным действием си.л вязкого трения могут наблюдаться и другие необратимые потери механической энергии, связанные с ее переходом в тепловую энергию такие потери имеют место, например, в скачках уплотнения, появляющихся при торможении сверхзвуковые потоков (см. 22). [c.455]

При очень больших давлениях (р > 1 атм) на переносе в газах сказывается силовое взаимодействие молекул. Особенности поведения молекул могут сказываться на переносе и при обычных давлениях, но при состояниях газов, близких к насьщенному пару, когда возможна ассоциация молекул. С понижением температуры и повышением давления по мере приближения состояния газа к насыщенному пару поведение газа все в большей мере отклоняется от свойств идеального газа. Характеристическое уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона — Менделеева) теряет силу, и для описания изменения состояния реального газа приходится привлекать иные уравнения (уравнение Ван дер Ваальса и др.). [c.109]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...