Состояние газа, процессы и система координат

Состояние газа, процессы и система координат о и р [c.15]

Из сказанного следует, что любой произвольно взятый равновесный процесс изменения состояния газа в трехосной системе координат изобразится на термодинамической поверхности кривой, а равновесное состояние газа как на термодинамической поверхности, так и на кривой равновесного процесса, выраженной в двухосной системе координат, изобразится точкой. [c.16]

Все измерения в этом сочинении даются в единицах СОЗ и это.му вопросу посвящена вся гл. 1. В гл. 2 излагается закон сохранения энергии. В гл. 3 рассматривается механический эквивалент тепла и описываются опыты по его определению. В гл. 4 описывается система-координат р—и и дается изображение в ней состояния газа, процесса и работы. Гл. 5 посвящена изотермическому и адиабатному процессам. Изложение этого раздела носит описательный характер, и соответствующие этим процессам аналитические соотношения в нем не приводятся. В гл. 6 дается описание цикла Карно (без вывода формулы термического к. п. д.), приводятся постулаты Клаузиуса и Томсона и доказывается теорема Карно. В гл. 7, 8, 9 и 10 рассматриваются абсолютная температура, процессы плавления и испарения и теплоемкость газа. В гл. И весьма оригинальным методом вводится в курс энтропия и посредством трех теорем доказывается, что ее изменение не зависит от особенностей процесса. Этим н заканчивается изложение сведений, относящихся к энтропии.. В гл. 12 и 13 рассматривается прохождение газов через пористые перегородки и даются некоторые положения кинетической теории, вещества. [c.67]

Равновесный термодинамический процесс можно выразить графически. Если в системе координат v—p по оси абсцисс откладывать величины удельных объемов рабочего тела, а по оси ординат —величины его давления, то, зная эти два параметра для какого-либо состояния рабочего тела, можно на пересечении перпендикуляров, восстановленных из соответствующих этому состоянию абсцисс и ординат, получить точку, отображающую графически это состояние. Нанеся таким образом ряд точек, отображающих различные состояния газа, и соединив их линией, можно получить кривую, отображающую совершаемый газом процесс. Такое графическое изображение процесса носит название диаграммы v—p. [c.17]

Каждой степени свободы соответствует своя независимая. координата , основная величина, характеризующая процессы изменения состояния системы. В механике это могут быть линейные или угловые перемещения, в электрических контурах — количество протекающего электричества (заряды), в акустических — объем движущегося вещества (газа, жидкости) и т, д, В общем 22 [c.22]

Рассмотрим теперь простейшие процессы переноса молекулярных признаков, которые существенным образом зависят от длины пробега. Предположим, что в каждой точке течения газ находится в состоянии, близком к равновесному. В этом случае тепловые скорости молекул, т. е. скорости молекул в системе координат, движущейся вместе с газом, по всем направлениям имеют одинаковый порядок. Средняя скорость, средняя квадратичная скорость и средняя относительная скорость теплового движения молекул также одного порядка, и поэтому ниже между ними не будет делаться различия. С этой точностью в системе координат, движущейся с газом, длина пробега 1/ло. [c.25]

Этот результат в достаточной степени очевиден. Чтобы лучше уяснить его, выделим какой-либо малый элемент (слой) Д 1 движущегося по трубе газа (фиг. Ю- ) и рассмотрим процесс изменения состояния газа в системе координат, движущейся вместе с этим элементом. Силы трения, действующие на границах выделенного элемента газа, т. е. у стенок трубы, являются при таком рассмотрении внешними по отношению к данному элементу силами, а следовательно, и выделяющееся вследствие работы сил трения тепло трения может считаться вполне эквивалентным равному количеству тепла, которое рассматриваемый элемент газа получил бы извне. Тепло трения будет, таким образом, в той же мере содействовать приращению энтропии рассматриваемого элемента газа, как и тепло, получаемое этим элементом путем теплообмена с окружающей средой, и поэтому приращение энтропии [c.195]

Равновесным состоянием называется состояние, при котором давление и температура, одинаковые во всей массе газа, будут равны давлению и температуре окружающей среды. Таким образом, в системе координат V—р можно изображать графически только лишь равновесные процессы. [c.28]

Клапейрону принадлежит также введение в термодинамику графического изображения состояния газа и процесса его изменения. Им была предложена система координат р—и. Клапейрону принадлежат и некоторые другие исследования в области термодинамики. Франция высоко отметила научные и технические достижения Клапейрона, присвоив его имя одной из улиц Парижа. [c.542]

В системе координат, связанной с фронтом, процесс стационарен и не зависит от времени. Это обстоятельство (которое, кстати сказать, уже было использовано при выводе соотношений на разрыве) чрезвычайно облегчает задачу с математической точки зрения, так как в системе координат, движуш,ейся вместе с волной, все параметры состояния газа являются функциями не двух переменных а и а только одной координаты, и процессы описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями. [c.361]

Соотношения (3.1), (3.2) записаны в системе координат Эйлера. В уравнении состояния (3.3), отображающем связь между давлением и плотностью, параметры А, В п п — константы. Это справедливо в том случае, когда динамические процессы в жидкости (газе) не сопровождаются существенным изменением энтропии, что имеет место в диапазоне давлений до нескольких сот бар [2]. При этом константы А и В выражаются через скорость звука и плотность соответственно [c.102]

Система осей координат, представленная на рис. 2.1, называется ру-диаграммой, широко используемой в термодинамике для анализа различных процессов изменения состояния газов. Поэтому работу расширения газа графически изображают в у-диаграмме площадью, ограниченной кривой процесса 1—2, отрезком оси абсцисс 3—4 и двумя крайними ординатами процесса 2—3 и 4—1. [c.25]

ИЗОТЕРМА, линия равной или постоянной t", графически изображающая зависимость между величинами, характеризующими состояние какого-нибудь тела или системы тел в изотермич. процессе, т. е. при условии постоянства г°. Пример И. — кривая, выражающая зависимость между давлением и объемом данной массы газа при постоянной г° (см. Газ). Когда состояние системы изображается точкой, координатами которой являются параметры, определяющие состояние, то изотермой называется линия, соединяющая точки равной t°. [c.7]

Такое повторяющееся состояние термомеханической системы можно осуществить, если подвод и отвод теплоты, вызывающие соответствующие изменения объема газа, производить при различных положениях системы. Графики, отображающие эти процессы в координатах р-У или T-S, образуют замкнутые кривые (рис. 17.1). Подобные процессы называют круговыми или циклами. В зависимости от направления цикла термомеханическую систему можно использовать в качестве теплового двигателя либо холодильной машины. [c.392]

Уравнением процесса в системе координат р—v будет у = onst, а график процесса (фиг. 5) в той же системе координат изображается вертикалью 1—2 нагревание (подвод тепла) и вертикалью 1 —2 — охлаждение газа (отвод тепла). Из характеристического уравнения состояния [c.46]

Ts-д и а г р а м м а. Как и в случае газов, в термодинамике паров находит широкое применение Ts-диаграмма, в которой площадь под кривой процесса дает количественное выражение теплоты процесса. На рис. 1.14 в системе координат Т, s представлен изобарный процесс превращения 1 кг воды при температуре плавления в перегретый пар заданной температуры перегрева, соо1ветствующей состоянию в точке d. Кривая аЬ представляет изобарный процесс нагрева воды от То = = 273 К до Т при данном давлении р поэтому площадь под кривой процесса будет представлять q . В процессе подогрева жидкости зависимость s = p(T) выражается уравнением (1.128), откуда следует, что кривая аЬ в первом приближении есть логарифмическая линия. Площадь под кривой Ьс есть теплота парообразования г. В соответствии с уравнением = s"x -Ь s (l — х) = s -t- rx/Tn в процессе парообразования. 5, — s = rxjTn и, следовательно, площадь под прямой be есть гх. Очевидно, площадь под кривой d есть теплота перегрева q e. Процесс перегрева описывается уравнением (1.130), которое приближенно можно представить в виде s e - s" In T IT ). Следовательно, в первом приближении линия d есть логарифмическая кривая.. Так как для воды Срж > Ср, то кривая перегрева пара d идет круче кривой нагрева воды аЬ. Степень сухости влажного пара давлением р в точке е определится как отношение отрезков be к Ьс, так как Ье Ьс = (rxjT (г/Тп) = х. Как видно из рис. 1.14, 1.15, при увеличении давления точки hue, оставаясь в каждом отдельном случае на горизонтали, сближаются и при критическом давлении сливаются в одну точку к. Соединив между собой точки hi, hi, Ьз и т. д., соответствующие состоянию кипящей жидкости при различных давлениях, получим пограничную кривую жидкости. X = 0. Аналогичным образом получим пограничную кривую пара X = 1, соединив между собой точки с, Сь С2 и т. д., соответствующие состоянию сухого насыщенного пара при различных давлениях. Подобно пограничным линиям ри-диаграммы, пограничная кривая [c.36]

Если в это уравнение подставить сначала р, а затем у, взяв их из характеристического уравнения состояния газа (т.е. p—RTjv и и = = RTIp), то получим соответственно уравнения кривой — политропы, выражающей политропный процесс соответственно в системах координат и— Г и р — Г, а именно [c.43]

Равновесный процесс можно представить в прямоугольной системе координат в виде линии, т. е. совокупности точек, каждая из которых представляет собой определенное равновесное состояние газа (рис. 72). Все реальные процессы, протекающие с конечной скоростью, неравновесные, и их графическое игюбражение носит условный характер. [c.97]

В диаграмме 5—Т ось абсцисс является осью энтропии 5, а ось ординат — осью температур Т. Так как х и Г являются параметрами состояния, то в системе координат 5—Т, как и в системе координат V—р, можно величинами х и Г 1 рафически изобразить состояние газа в виде точки и процесс в виде линии, уравнение которой можно представить в виде Т— [c.137]

Диаграмма Ts водяного пара. Как и в случае газов, для графического изображения паровых процессов наряду с диаграммой pv широко применяется диаграмма Ts, ценная тем, что в ней площадь под кривой обратимого процесса дает количество тепла, сообщаемое телу, а обратимый адиабатический процесс изображается вертикалью (s = = onst). Так как в обоих системах координат каждая точка изображает определенное состояние тела, то каждой точке одной диаграммы соответствует, говоря вообще, определенная точка другой. Перенеся по точка.м нижнюю пограничную кривую (х = 0)из системы pv в диаграмму Ts, мы получим соответствующую ей кривую ОВ (рис. 11-14 и 11-15). Поскольку мы приняли условно энтропию жидкости состояния точки о равной нулю, то точка О, соответствующая точке О, лежит на оси ординат на 273° выше абсолютного нуля абсциссами точек кривой х=0 являются, естественно, значения энтропии жидкости s. [c.261]

Когда в предыдугцих лекциях мы говорили о функции распределении электронов но импульсам и координатам, мы пользовались функцией распределения Ферми(или Больцмана в пределе невырожденного газа), которая описывает распределение электронов в состоянии термодинамического равновесия и не зависит от характера взаимодействия и характера установления равновесия в системе. Сейчас мы рассмотрим поведение электронов в неравновесном случае, когда система выведена из равновесия внегпнпм воздействием и в системе происходят процессы диссипации и, следовательно, функция распределения отличается от равновесной. Оказывается, что в этом случае сугцественную роль играют процессы взаимодействия электронов между собой, с другими квазичастицами и примесями. [c.40]

Для идеального газа изотерма имеет вид монотонной гиперболы. Для пара (рис. 17.2) это - сложная кривая, имеющая характеристические точки в связи с изменением фазового состояния воды. На участке АВ существует только вода. В точке В начинается процесс парообразования, и ее координаты характеризуют состояние кипящей воды. При заданном давлении процесс парообразования совершается при неизменной температуре (экспериментальный факт). Поэтому изобара ВС для двухфазной структуры влажного пара одновременно является и изотермой. В точке С вся жидкость выкипела и обратилась в сухой насыщенный пар. Поскольку физическое строение системы изменилось, кривая Т = onst после точки С (в области перегретого пара) меняет свой ход, снижаясь с расширением объема пара при уменьшении его давления. [c.395]

Из состояний равновесия, определяемых условиями (1) или (2), практически реализуются лишь те, к-рые явл. устойчивыми (см. Устойчивость равновесия). Равновесия жидкостей и газов рассматриваются в гидростатике и аэростатике. с. М Тарг РАВНОВЕСИЕ статистическое состояние замкнутой статистич. системы, в к-ром ср. значения всех физ. величин, характеризующих состояние, не зависят от времени. Р. с.— одно из осн. понятий статистической физики, играющее такую же роль, как равновесие термодинамическое в терлюдинамике. Р. с. не явл, равновесным в механич. смысле, т. к. в системе при этом постоянно возникают малые флуктуации физ. величин около ср. значений. Теория Р. с. даётся в статистич. физике, к-рая описывает его при помощи разл. Гиббса распределений (микроканонич., канонич. или большого канонического) в зависимости от типа контакта системы с окружающей средой, запрещающего или допускающего обмен с ней энергией или ч-цами. В теории неравновесных процессов важную роль играет понятие неполного Р. с., при к-ром параметры, характеризующие состояние системы, очень слабо зависят от времени. Широко применяется понятие локального Р. с., при к-ром темп-ра и химический потенциал в малом элементе объёма зависят от времени и пространств, координат её ч-ц. См. Кинетика физическая. д. н. Зубарев. РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ, состояние термодинамич. системы, в к-рое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. При Р. т. в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с диссипацией энергии теплопровод ность, диффузия, хим. реакции и др. В состоянии Р. т. параметры системы не меняются со временем (строго говоря, те из параметров, к-рые не фиксируют заданные условия существования системы, могут испытывать флуктуации — малые колебания около своих ср. значений). Изоляция системы не исключает определённого типа контактов со средой (напр., теплового контакта с термостатом, обмена с ним в-вом). Изоляция осуществляется обычно при помощи неподвижных стенок, непроницаемых для в-ва (возможны также случаи подвижных стенок и полупроницаемых перегородок). Если стенки не проводят теплоты (как, напр., в сосуде Дьюара), то изоляция наз. адиабатической. При теплопроводящих (диатермических) стенках между системой и внеш [c.601]

Заметим, что значения параметров р, V и Т предай лагаются одинаковыми во всех частях объема, занимае мого газом, т. е. отдельные части системы находятся в равновесии между собой. В противном случае написан ное выше равенство явно содержало бы зависимость этих параметров от координат и времени. Поэтому клас сическая термодинамика йзучает такие процессы, при которых система проходит через ряд равновесных состояний. [c.11]

Изобарный процесс. Изобарным называется такой процесс или такое изменение состояния тела, при котором давление остается постоянным р — onst). Этот процесс может быть осуществлен, например, в цилиндре с подвижным поршнем. Как и в случае изохорного процесса, параметры газа в любой точке процесса могут быть определены с помощью диаграмм состояния или с помощью приведенных соотношений с учетом того, что давление в процессе остается неизменным. Рассмотрим изобарный процесс в координатах р—v из состояния системы в точке 7 до состояния системы в точке 2 Хрис. 5.2). Если известны параметры состояния в точке 1, д. л ui pe деления параметров тела в точке 2 необходимо знать [c.48]

Для описания произвольных движений газа или жидкост обычно используют уравнения механики сплошных сред, записаг ные в координатах Эйлера. При таком описании все величинь характеризующие состояние среды, зависят от координат х, у, неподвижной системы и времени 1. Если можно не учитывать ди( сипативных процессов, то достаточно знать распределения скорс сти гидродинамических частиц м (г, 1), плотности р [г, I) и давл< ния р г, ). Эти поля связаны уравнениями непрерывности [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...