Критическая температура, критическое давление и критический объем

Рабочее вещество, имеющее высокую критическую температуру при умеренном значении критического давления и сравнительно малую теплоемкость в жидком состоянии, является наилучшим с термодинамической точки зрения. При использовании такого рабочего вещества отпадает необходимость в регенерации тепла, поскольку рабочий цикл и без того будет близок к циклу Карно. Далее, давление насыщенных паров, при температуре окружающей среды не должно быть чрезмерно малым, а удельный объем насыщенных и перегретых паров должен быть сравнительно небольшим. При этих условиях габариты теплосиловой установки будут минимальными и компактными. Желательно также, чтобы удельная энтальпия рабочего тела имела возможно большую численную величину. [c.460]

Фиг. 38. Критическое отношение давлений и удельный объем смеси при критическом давлении для конденсата, имеющего температуру, равную, температуре насыщения при давлении перед конденсатоотводчиком.

Существование критического состояния вещества впервые было открыто Д. И. Менделеевым в 1861 г. еще за 12 лет до появления уравнения Ван-дер-Ваальса. Критическую температуру вещества Д. И. Менделеев назвал абсолютной температурой кипения и дал ей следующее определение Абсолютной температурой кипения я называю такую температуру, при которой частицы жидкости теряют свое сцепление (поднятие в капиллярной трубке=0, скрытое тепло=0), и при которой жидкость, несмотря ни на какое давление и объем, вся превращается в пар . [c.38]

Из этого уравнения все постоянные, характеризующие газ, выпали. Если, таким образом, в основу измерений положить единицы ван-дер-Ваальса, то для всех газов получится одно и то же уравнение, которое, как считает ван-дер-Ваальс, справедливо вплоть до сжижения и даже для капельной жидкости. От особой природы рассматриваемого вещества зависят, следовательно, только значения критического объема, давления и критической температуры числа же, выражающие действительный объем, действительное давление и действительную температуру, как кратные критических, для всех веществ удовлетворяют одному и тому же уравнению. Приведенный объем, приведенное давление и приведенная температура для всех веществ подчиняются одному и тому же уравнению. [c.278]

Давление и удельный объем жидкости, соответствующие ее критической температуре, называются также критическими и обозначаются соответственно через и v . [c.134]

На рис. 19 представлены три типичные ру-изотермы реального газа для температуры выше критической, равной критической и для температуры ниже критической. Для сравнения приведена pv-изотерма идеального газа для той же температуры выше критической, что и для реального газа. Если температура ниже 2,5-кратной критической температуры и давление меньше Ш-кратного критического давления, то реальный газ имеет объем меньший, чем идеальный газ при тех же температуре и давлении (или меньшее давление, если сравнение производят для одинаковых температур и объемов). При давлении, большем [c.158]

Д. И. Менделеев дал следующее определение Абсолютной температурой кипения я называю такую температуру, при которой частицы жидкости теряют свое сцепление (поднятие в капиллярной трубке равно нулю, скрытое тепло равно нулю) и при которой жидкость, несмотря ни на какое давление и объем вся превращается в пар- . Многочисленные опыты с реальными газами полностью подтвердили существование критической точки, в которой исчезает различие между газообразной и жидкой фазами. [c.44]

Вследствие низкого критического давления гелия можно значительно снизить энтропию и удельный объем, используя давление и температуру, достигаемую с помощью жидкого водорода. Плотность сжатого гелия может быть увеличена до значений, больших плотности жидкой фазы при 1 атм. Когда камера целиком заполнена гелием при минимальной использовавшейся температуре, она изолируется путем откачки газа из пространства Z и давление внутри камеры понижается за счет выпуска гелия через вентиль. На фиг. 8 даны кривые зависимости выхода жидкого гелия от давления при различных начальных температурах расширения. По оси ординат отложен процент объема камеры В, оставшейся заполненной жидким гелием после рас- [c.132]

Критические параметры, т. е. критическое давление критическая температура и критический удельный объем 0 (или плотность р .), являются важнейшими термодинамическими характеристиками вещества, выражающими в обобщенной количественной форме эффект действия молекулярных сил (табл. 6.1). [c.196]

Молекулярные масштабы выражают через критические параметры веш,ества (давление температур Г , плотность р или объем м/рк)- Действительно, yV имеет размерность длины и представляет собой характеристический для данного вещества, т. е. связанный с его природой, молекулярный линейный размер [c.395]

Следует также записать начало и окончание конденсации диоксида углерода. Изотермическое сжатие должно быть проведено при трех различных температурах Ту w ниже критической (7 кр = 304,2 К) и Гз выше критической. По окончании опыта при температуре 7]— 285 К с помощью пресса уменьшить давление так, чтобы объем диоксида углерода стал равен первоначальному, и перейти к опыту при температуре Гг 295 К, для чего включить нагреватель термостата. Когда новая температура установится, повторить опыт сжатия, закончив его также при давлении 7 МПа. Затем провести сжатие при температуре 305 К. [c.83]

Индивидуальные постоянные а, Ь, уравнения Ван дер-Ваальса, вообще говоря, нетрудно определить, если для данного вещества экспериментально измерены давление, температура и удельный объем хотя бы для трех состояний. Однако часто эти постоянные связываются с критическими параметрами вещества. Установить такую связь на первый взгляд нетрудно. [c.24]

Во второй ампуле, где удельный объем эфира равен критическому, будет происходить парообразование. За счет парообразования увеличивается плотность пара и уменьшается количество жидкости. Вместе с тем из-за термического расширения жидкости объем, занимаемый ею, должен увеличиваться. Поэтому мениск при нагревании практически не будет перемещаться по высоте ампулы. Когда температура станет равной критической (а следовательно, и давление будет равно критическому), граница раздела между жидкостью и паром исчезнет и весь объем будет заполнен однофазным веществом. [c.131]

Количество воды, залитой в сосуд, различно. При этом оно выбрано так, чтобы в одном сосуде удельный объем был меньше критического объема водяного пара (ок= =0,00317 м /кг), а в другом сосуде — больше. Поэтому характер изменения давления и температуры в сосудах будет различен (см. рис. 1.10). Процесс нагревания следует ограничить для сосуда, где удельный объем воды меньше критического, максимальным давлением (около 25 МПа), а для сосуда, где удельный объем больше критического,— максимальной температурой (около 350°С).. [c.137]

При температурах, значительно меньших критической температуры, объем и жидкости, находящейся под давлением ее насыщенных паров, настолько мало меняется с температурой, что может считаться постоянной величиной. Соответственно этому левая пограничная кривая проходит при малых значениях отношения Т/Тк на р—и-диаграмме почти вертикально. Объем v" насы- [c.234]

Отсюда видно, что при заданном начальном состоянии среды соотношение между температурами (или давлениями) на входе в канал и в критическом сечении определяется главным образом характером кривой упругости, поскольку удельный объем насыщенной жидкости и ее теплоемкости [c.97]

По мере роста давления различие между удельными объемами кипящей жидкости v и сухого насыщенного пара v" уменьшается, и, наконец, при некотором давлении они становятся равными. Такое состояние вещества называется критическим, а соответствующая точка на диаграмме (точка К на рис. 1-1) носит название критической. Параметры вещества в этом состоянии называются критическими критическое давление рк, критическая температура Гк, критический удельный объем v . В критической точке теплота -парообразования г равняется нулю, все свойства обеих фаз становятся тождественными, и эта точка является верхней границей двухфазной области, где возможно равновесное сосуществование жидкости и пара. [c.8]

В этой формулировке Vr равно отношению объема при р и Т к объему в критическом состоянии, рн равно отношению давления р к критическому давлению и Tr равно отношению температуры Т к критической температуре. [c.195]

Наоборот, критические давления, температура и удельный объем могут быть выражены через а и Ь следующим образом [c.179]

С увеличением начальных параметров пара — давления и температуры — расход через сопло увеличивается, так как увеличивается отношение давления к удельному объему при той же площади минимального сечения, увеличивается критическая скорость и скорость выхода из сопла. В этом случае не будет наблюдаться отставание парового потока от стенок сопла и не будет скачков уплотнения. [c.93]

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]

Здесь применены обозначения у = ln(/)j/pg) х = = T/Tq, Pq н Tq — масштабирующие множители соответственно для давления и температуры. Выражения для первых трех базисных функций следуют из решения уравнения Клапейрона—Клаузиуса (см. п. 2.3.2 настоящего справочника) при следующих предположениях теплота парообразования линейно зависит от температуры удельный объем жидкой фазы пренебрежимо мал по сравнению с удельным объемом пара пар — идеальный газ. Параметры 02 и 63 при этом с точностью до положительных коэффициентов совпадают соответственно с теплотой парообразования и производной от нее по температуре и поэтому должны удовлетворять неравенствам 02 > О, 0з < 0. Указанные выше предположения справедливы для значений температуры, заметно отличающихся от ее критического значения. Для расширения области применимости модели в нее введены дополнительные базисные функции (i >3). [c.470]

Из уравнений (12.2) и (12.6) можно найти все три параметра критической точки — критическую температуру Гк, критическое давление Рк и критический объем Кк. [c.55]

На рис. 13 изображено несколько изотерм только что описанного вида для разных значений температуры (линии а, Ь, с и ё). Из рисунка видно, что длина горизонтального участка изотерм, т. е. интервал объема, при котором жидкость и пар могут при данной температуре находиться в равновесии, уменьшается с повышением температуры до тех пор, пока интервал не сделается бесконечно малым, т. е. до точки перегиба. Изотерма, содержащая точку перегиба, называется критической изотермой, а соответствующая ей температура — критической температурой. Объем и давление точки перегиба, в которой горизонтальная касательная, называются критическим объемом и критическим давлением. Состояние, соответствующее называется критическим состоянием или критической точкой системы. [c.61]

По мере того как температура приближается к значению, примерно равному 2,5-кратной критической температуре, точка пересечения имеет место при все более и более низком р давлении, пока температура не достигнет такого значения, при котором ри-изо-терма реального газа полностью лежит выше изотермы идеального газа. Эта температура, выше которой объем реального газа всегда больше, чем объем идеального газа даже при очень низких давлениях (в пределе р = 0), известна как точка Бойля. [c.159]

Если для рассматриваемого вещества справедливо уравнение Ван-дер-Ваальса, то из его анализа следует, что объем в точке максимума кривой инверсии равен критическому объему Имакс = Vk максимальное давление равно девятикратному критическому давлению рмакс = 9 рк и максимальная температура равна трехкратной критической температуре Г акс = ЗГк. [c.225]

Если сжимать газ при постоянной температуре, то можно достигнуть состояния насыщения (сжижения газа), соответствующего этой температуре и некоторому определенному давлению. При дальнейшем сжатии пар будет конденсироваться и в определенный момент полностью превратится в жидкость. Процесс перехода пара в жидкость проходит при постоянных температуре и давлении, так как давление насыщенного пара однозначно определяется температурой. На р— у-диаграмме (рис. 9.1) область двухфазных состояний (пар и жидкость) лежит между кривыми кипящей жидкости и сухого насыщенного пара. При увеличении давления эти кривые сближаются. Сближение происходит потому, что объем пара уменьшается, а объем жидкости увеличивается. При некотором определенном для данной жидкости (пара) давлении кривые кипящей жидкости и пара встречаются в так называемой критической точке, которс1Й соответствуют критические параметры давление р , температура удельный объем характеризующие критическое состояние вещества. При критическом состоянии исчезают различия между жидкостью и паром. Оно является предельным физическим состоянием как для однородного, так и для распавшегося на две фазы вещества. При температуре более высокой, чем критическая, газ ни при каком давлении не может сконденсироваться, т. е. превратиться в жидкость. [c.103]

Далее, сжимая диоксид углерода прессом 12, зафиксируем ряд равновесных состояний вплоть до максимального давления (приблизительно 9 МПа). Если опыт проводится при температуре ниже критической, то следует отметить начало и конец процесса конденсации. В этом процессе объем диоксида углерода изменяется при неизменном давлении, а образование новой фазы—жидкости — хорошо наблюдается визуально. Необходимо учитывать, что при сжатии температура диоксида углерода несколько повышается, поэтому после каждого изменения давления нyнiнo выждать некоторое время для ТОГО, чтобы температура диоксида углерода вновь стала равной температуре в резервуаре 2. Восстановление прежней температуры происходит обычно в течение 0,5—2 мин в это время давление и объем диоксида углерода немного изменяются. Поэтому измерять давление и объем надо после того, как эти величины установятся. Температуру воды в резервуаре 2 нужно записать до опыта и после него и в случае различия в обработке принимать среднее значение. После проведения опыта при одной температуре регулировкой термостата установить другую темпера-10 147 [c.153]

Если провести линии через точки одинаковых характерных состояний (рис. 3-1), то получим три кривые /, // и ///. Линия / соединит все точки, характеризующие состояние воды при 0° С и разных давлениях. Так как мы исходим из предположения, что вода несжимаема, эта линия должна быть параллельна оси ординат. Линия II представляет собой геометрическое место точек, характеризующих воду в состоянии кипения при разных давлениях, а линия III — точек, характеризующих сухой насыщенный пар. Эти две линии соединяются в точке /<. Это значит, что при некотором давлении нет прямолинейного участка перехода воды в пар. Очевидно, что в этой точке кипящая вода и сухой насыщенный пар обладают одними и теми же параметрами состояния. Эта точка называется критической точкой. Все параметры ее называются критическими и имеют для водяного пара следующие значения критическое давление = 221,145 бар критическая температура 4р = 374,116° С критический удельный объем у р = 0,003145 м 1кг, критическая энтальпия /кр = == 2094,8 кдж1кг. [c.110]

Во-вторых, когда мы приготовляем пар из воды с давлением выше критического — оно соответствует 225 атмосферам,-—объем пара, образующегося при. повышении температуры, остается тем же самым, каким был объем воды. Вода, так сказать, незаметно переходит в пар, четкой границы между водой и паром нет. Осуществить при этих условиях продувку, вывести из котла насыщенную солями воду не представляется возможным. Особенно страдают пряхмоточные котлы, в которых поступающая вода, проходя систему трубопроводов, целиком превращается в пар и уносит с собой в турбину практически все растворенные в ней соли. [c.46]

Впервые на существование для каждого вещества определенной критической температуры было указано в работе великого русского ученого Д. И. Менделеева, давщего в 186 ) г. следующее ее определение . Абсолютной температурой кипения я называю такую температуру, при которой частицы жидкости вполне теряют свое сцепление (поднятие в капиллярной трубке раннястся нулю, скрытое тепло испарение равняется нулю) н при которой жидкость, несмотря ни на какое давление и объем, вся превращается в пар . [c.60]

В 2 уже отмечалось, что пар прелс.тявляе.т- собой некоторое промежуточное агрегатное состояние между жидкостью и газом. т. е. является реальным газом со сравнительно высокой критической температурой, находящимся недалеко от состояния насыщения. Чем выше температура и чем ниже давление пара, тем более он по своим свойствам приближается к идеальным газам. Поэтому, если имеется в виду водяной пар при низких давлениях и высокой температуре, например пар в продуктах сгорания топлива, то его можно рассматривать как идеальный газ, так как в этом случае силы сцепления между молекулами незначительны, а объем молекул мал по сравнению с объемом газа. Наоборот, в паровых двигателях или в нагревательных устройствах пар применяется обычно при таких давлениях и температурах, что применять к нему в этих состояниях законы идеальных газов и, в частности характеристическое уравнение идеального газа pv = RT, являлось бы неправильным, особенно при повышенных давлениях пара. Такой пар рассматривают как реальный газ и применяют для него соответствующее характеристическое уравнение. Распространенным и достаточно простым характеристическим уравнением для реальных газов является уравнение Ван-дер-Ваальса [c.121]

Степень наполнения цистерн и бочек сжиженньип1 газами, не указанными в табл. 17, определяется производственными инструкциялш за-водов-наполнителей, исходя из того, чтобы при наполнении сжиженными газалн1, у которых критическая температура выше +50°, в цистернах и бочках был достаточный объем газовой подушки, а при наполнении сжиженными газами, у которых критическая температура ниже -гОО", чтобы при температуре 4-50° давление в цистернах или бочках не превышало установленного для них расчетного давления. [c.243]

Изобразим на PF-плоскости систему изотерм Ван-дер-Ваальса, исправленных в соответствии с правилом Максвелла (рис. 22) (область горбов и впадин заменена изобарой). Кривые, соединяющие начальные и конечные точки изобар, сходятся в критической точке и делят РК-плоскость на три области. Область, ограниченная кривой АК и верхней частью критической изотермы, представляет собой область жидкого состояния. Область, лежащая внутри куполообразной кривой АКБ (она называется кривой сосуществования), описывает двухфазные состояния — жидкость и насыщенный пар. В области, лежащей выще критической изотермы и правее кривой ВК, двухфазное состояние невозможно, и с ростом температуры и объема изотермы приближаются по форме к изотермам идеального газа PV = = onst. Следовательно, мы можем придать следующий физический смысл параметрам Ркз Ук, Рк- Критическое давление есть максимальное давление насыщенного пара, критический объем представляет собой максимальный объем 1 моля жидкости и критическая температура есть максимальная температура, при которой вещество может существовать в жидком состоянии. По мере приближения к критической точке разность молярных объемов пара и жидкости К — Pi уменьшается, и в критическом состоянии она обращается в нуль. Это значит, что в критической точке вообще исчезает различие в физических свойствах жидкости и пара. [c.56]

Михельс и соавторы [42] разработали оригинальную экс-перименталыную установку для исследования Р, v, Г-зависимости диоксида углерода в критической области. Основным элементом установки служил стеклянный колокол объемом 300 см , размещенный в стальном автоклаве. По найденному взвешиванием количеству вытесненной ртути определяли объем исследуемого газа в колоколе, а количество СО2 в колоколе при начальных давлении и температуре — по известным данным. Давление измеряли поршневым манометром, температуру жидкостного термостата — ртутным термометром сопротивления с ценой деления 0,01 °С. [c.44]

Измерения проведены на 19 изотермах в интервале температур Г—Гкр=0,0027- 1,0293 °С и удельных объемов 180— 220 см /моль. Методика измерений состояла в следующем. В пьезометр загружали такое количество SFe, чтобы критическая плотность реализовывалась примерно на середине интервала изменения объема. Затем при постоянной температуре изменяли объем. пьезометра путем введения ртути и ивмеряли давление. Особое внимание обращали на установление равновесия в системе, о котором судили по постоянству давления и отсутствию гистерезиса при подходе к равновесию с различных сторон (по температуре и объему). Скорость установления равновесия практически была равна тепловой инерции системы. Малая высота пьезометра и интенсивное перемешивание позволили, как утверждают авторы, устранить гравитационный эффект. По полученным экспериментальным данным рассчитаны значения дР/ду)т вдоль критической изохоры, которые аппроксимированы уравнением [c.49]

Возможность нолучения аэрогеля впервые была доказана американским ученым Кистлером в 1931 г. Предложенный им метод получения аэрогелей из обычных гелей позволяет удалять дисперсионную жидкость из гидрогеля без заметного сжатия остова геля. Большинство гелей состоит из волокон субмикроскопических элементов, которые удерншвают жидкую фазу примерно так, как губка держит воду. При непосредственном испарении жидкостей — высушивании — гели сжимаются до очень малых размеров но сравнению с первоначальным объемом. Для того, чтобы избежать заметного сжатия геля при удалении из него воды, нужно тгредвари-тельно заменить воду жидкостью, не реагирующей химически с кремнеземом, и такой гель нагреть в автоклаве до критичесг-гой температуры при давлении не ниже критического, после чего пары жидкости удалить. В ре-. ультате такого проце(-са получается гелевый скелет, занимающий почти такой же объем, как и раньше, но в котором дисперсионной средой является уже пе жидкость, а газ, т. е. получается аэрогель. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...