ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Анализ дифференциальных уравнений термодинамики совместно о уравнением (64) состояния идеального газа позволяет выявить специфические термодинамические свойства идеального газа и получить необходимые расчетные соотношения. Так, например, производные, [c.87]

До сих пор мы ограничивались рассмотрением таких задач, которые могли быть решены на базе метода ящиков и ячеек, т. е. задачами о термодинамических свойствах идеальных газов. [c.299]

Чтобы дать представление о методе вычислений в микроканоническом ансамбле, рассмотрим классический идеальный газ. Этот случай уже исследовался нами ранее при обсуждении кинетической теории газов. Тогда мы также ввели микроканонический ансамбль, но все термодинамические свойства идеального газа были получены с помощью функции распределения. В иллюстративных целях получим теперь те же самые результаты, применяя способ, описанный в 3. [c.170]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА [c.203]

В настоящей главе будут рассмотрены термодинамические свойства чистого вещества (газ, жидкость) в однофазной области и выяснен характер их изменения в зависимости от параметров состояния. Вначале рассмотрим свойства идеального газа как простейшей термодинамической системы. Поскольку настоящая книга включает лишь термодинамические методы анализа, рассмотрение 44 [c.44]

Перечисленные свойства отображают термодинамическую поверхность идеального газа и непосредственно [c.48]

Настоящий раздел посвящен изучению термодинамических свойств реального газа, которые может предсказать теория. Это удобно сделать на основе дифференциальных соотношений термодинамики с привлечением уравнения состояния, правильно учитывающего отклонения реального газа от идеального. [c.52]

Независимость термодинамического к. и. д. от свойств рабочего тела, справедливая для идеального цикла, не может быть распространена на реальные циклы. В реальных циклах такая зависимость существует, возрастая с увеличением отклонения СВОЙСТВ реального рабочего тела от свойств идеального газа. Для топочных газов (газовые турбины) величина отклонения их свойств от свойств идеального газа пренебрежимо мала. [c.16]

Термодинамические свойства пара и газа различны, поэтому свойства парогазовой смеси зависят от ее количественного состава. При небольших содержаниях пара или небольших давлениях ненасыщенный газ обладает свойствами, близкими к свойствам идеального газа, законы которого могут быть применены в этом случае с достаточно высокой степенью точности-. Если же в смеси содержится значительное количество пара в состоянии, близком к сжижению, то применение к такой смеси законов идеальных газов приводит к определенной погрешности и тем большей, чем больше содержится пара в парогазовой смеси. [c.10]

Смесь воздуха и пара является реальным газом. Как известно, свойства реальных газов тем больше отклоняются от свойств идеальных газов, чем выше плотность i-аза и чем ниже его температура. Отклонение особенно велико в области изменения агрегатного состояния пара. При небольших давлениях и температурах, имеющих место в шахтах и большинстве других сооружений, сухой воздух по своим свойствам весьма приближается к идеальному газу. Водяной пар, находящийся в воздухе в состоянии, близком к насыщению, не может быть отнесен к идеальным газам. Правда, водяной пар воздуха находится под весьма низким парциальным давлением. Таким образом, низкое давление пара приближает его свойства к свойствам идеального газа, а близость к состоянию насыщения — к свойствам реального газа. Сравним термодинамические соотношения для влажного воздуха, рассматривая его как идеальный газ и как смесь идеального и реального газов. При расчетах влажного воздуха обычно наиболее важна зависимость между его влагосодержанием х или d. относительной влажностью ф, давлением смеси В и давлением насыщенных паров при данной температуре P =f(t). При условии, что водяной пар — идеальный газ, такие соотношения, как известно, легко получить путем по- [c.6]

Из (5.2.25) теперь нетрудно получить термодинамические свойства идеального больцмановского газа. Используя соотношения, приведенные в табл. 4.4.1, получаем, что давление определяется формулой [c.176]

Так как свойства газов при большом разрежении близки к свойствам идеального газа, термодинамическая температурная шкала в пределах значительного температурного интервала совпадает со шкалой, установленной с помощью газового термометра при весьма большом разрежении газа, заполняющего газовый термометр. [c.60]

Ясно, что идеальный газ в действительности не существует. Однако введение модели идеального газа позволило составить простые аналитические зависимости между его параметрами и создать очень стройную теорию термодинамических процессов, протекающих в подобных газах. В то же время свойства многих реальных газов, с которыми приходится иметь дело теплотехникам, при умеренных давлениях и не очень низких температурах, почти не отличаются от свойств идеального газа. Поэтому рассмотрение свойств таких газов, их законов имеет большое практическое значение. [c.22]

Сочинение проф. Акопяна имеет следующие главы термодинамические системы предварительные сведения о системе жидкость— пар работа теплота процессы циклы первое начало применение первого начала к обратимым процессам применение первого начала к системе жидкость — пар теория изодинамических процессов дросселирование свойства идеального газа наиболее общее выражение первого начала теория течения второе начало цикл Карно и его применения энтропия элементы теории тепловых машин диаграммы Т—5 циклы тепловых машин получение низких температур и сжижение газов теория термодинамического равновесия равновесие смеси идеальных газов общие условия равновесия гетерогенных систем о законах смешения термодинамического равновесия двухфазные двухкомпонентные смеси теорема Нернста. [c.370]

В общем виде здесь будут исследоваться только однородные напряженные или деформированные состояния. В этой главе мы будем интересоваться в первую очередь влиянием температуры на упругие свойства тел позже будут рассмотрены влияние температуры на пластичность, вязкость или скорость изменения деформаций со временем. Так же как и в термодинамической теории идеальных газов, удобно выделить специальные виды процессов деформирования и нагружения твердого тела и описать, например, те из них, при которых изменения температуры вследствие нагревания или охлаждения тела происходят при поддерживаемой на заданном уровне деформации или напряжении. Удобно также различать изотермические и адиабатические изменения состояния как специальные виды процессов нагружения. При изотермическом изменении состояния температура поддерживается постоянной. [c.15]

Таким образом, газодинамические эффекты, возникающие при гиперзвуковых течениях газа, можно разделить на две группы первая связана с влиянием больших значений числа Маха в термодинамически равновесном идеальном газе (основная термодинамическая модель при этом — совершенный газ с постоянными теплоемкостями), вторая связана с проявлением внутренних свойств реальных газов при высокой температуре, не описываемых двупараметрической моделью идеального газа. [c.400]

Поправка на отклонение свойств термометрического вещества от свойств идеального газа. Значения коэффициентов а , а р и температур 1р, Т , Т и Тр, вычисленные приведенными выше методами, зависят от свойств термометрического газа и от величины давления в точке плавления льда. Для введения поправки на неидеальность газа с целью вычисления термометрического коэффициента идеального газа а=1/7 о, термодинамической температуры по стоградусной шкале / и соответствующей температуры по шкале Кельвина Т находят пределы, к которым стремятся величины коэффициентов и температур, когда давление в точке плавления льда стремится к нулю см. формулы (59) — (63)]. По этому вопросу имеется обширная литература (см. [14]). [c.71]

В задачах 4.9 и 4.10 мы рассчитали некоторые термодинамические свойства идеального классического газа многоатомных молекул, исходя из формул статистической механики, основанных на простых молекулярных моделях. В этих формулах мы использовали константы, полученные с помощью экспериментальных спектроскопических данных, и сравнили расчетные значения со [c.154]

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]

Будем также предполагать, что продукты сгорания твердого топлива обладают свойствами идеального газа, а отклонения от этих свойств, вызванные наличием конденсированной фазы, будем учитывать посредством приведенных значений термодинамических констант — газовой постоянной, теплоемкостей и др., рассчитанных для двухфазной системы. [c.220]

Позднее было установлено, что термодинамическая температура совпадает с показанием газового термометра, заполненного идеальным (воображаемым) газом, обладающим пропорциональным изменением давления от температуры. Близкими по своим свойствам к идеальному газу являются водород, гелий и азот, которые и применяются для измерения термодинамической температуры с в- еде-нием небольших поправок на отклонение их свойств от свойств идеального газа Точность показаний газового термометра очень высока, но пользование им сложно, а диапазон измерения незначителен. [c.57]

В уравнении (94а) фигурируют лишь отношения количеств тепла и температур. В связи с этим масштаб температурной шкалы устанавливается этим уравнением с точностью до произвольного множителя. Этот произвол устраняется тем, что температурную разность между точками кипения воды и плавления льда принимают равной 100°. Итак, наша температурная шкала, опирающаяся на свойства идеального газа, может быть получена с помощью термических измерений энергии в цикле Карно, осуществляемом с произвольным веществом. При этом вопросы о существовании идеального газа и о конкретных свойствах рабочего вещества цикла Карно оказываются несущественными. Поэтому эта шкала называется также термодинамической шкалой температур. [c.66]

Свойства каждой системы характеризуются рядом величин, которые принято называть термодинамическими параметрами. Рассмотрим некоторые из них, используя при этом известные из курса физики молекулярно-кинетические представления об идеальном газе как о совокупности молекул, которые имеют исчезающе малые размеры, находятся в беспорядочном тепловом движении и взаимодействуют друг с другом лишь при соударениях. [c.7]

Основываясь на таком рассуждении, были введены элементарные понятия квантовой и статистической механики для интерпретации эмпирической стороны классической термодинамики. Квантовое представление об энергетических уровнях использовано для интерпретации внутренней энергии. Статистические теории приведены для того, чтобы показать, что термодинамические энергии и энтропия являются средними или статистическими свойствами системы в целом. Это позволяет понять основные положения второго закона, обоснование третьего закона и шкалу абсолютных энтропий. Также представлены методы вычисления теплоемкости и абсолютной энтропии идеальных газов. Численные значения абсолютной энтропии особенно важны для анализа систем с химическими реакциями. После рассмотрения этих основных положений технические применения даны в виде обычных термодинамических соотношений. [c.27]

За последнее время был достигнут значительный прогресс в вычислении термодинамических функций непосредственно из суммы состояний для некоторых веществ, по поведению приближающихся к идеальному газу. Однако вычисление термодинамических функций для реальных газов и жидкостей затруднено из-за отсутствия сведений о межмолекулярных силах. Изменение термодинамических функций реальных газов и жидкостей наиболее удобно вычислять с помощью эмпирических уравнений для макроскопических свойств или эмпирического уравнения состояния. Для количественного вычисления необходимо выразить термодинамические функции в зависимости от измеримых макроскопических свойств, таких как давление, объем, температура, теплоемкость и состав. [c.149]

При использовании закона идеального газа для вычисления изменений термодинамических функций получаются простые соотношения, которые выражают внутренние свойства, обусловленные незначительностью межмолекулярных сил и молекулярного объема. Например, чтобы вычислить изменение внутренней энергии, согласно уравнению (5-11), необходимо вычислить частную др [c.164]

При графическом определении парциальных мольных величин из экспериментальных данных большую точность можно получить, если пользоваться значениями отклонения свойств от поведения идеальных растворов, чем производить вычисления через абсолютные величины. Концепцию об остаточном объеме, использованную раньше для выражения отклонения действительного объема газа от объема идеального газа при тех же самых температуре и давлении, можно применить к любому экстенсивному термодинамическому свойству раствора путем определения избыточного количества-той или иной величины по соотношению [c.217]

Соотношение (1.3) справедливо для обратимого цикла Карно и не зависит от совершаемой работы Таким образом, термодинамическая температура обладает тем свойством, что отношения величин Т определяются характеристиками обратимой тепловой машины и не зависят от рабочего вещества. Для окончательного определения величины термодинамической температуры необходимо приписать некоторой произвольной точке определенное численное значение. Это будет сделано ниже. Одним из простейших рабочих веществ может служить идеальный газ, т. е. газ, для которого и произведение РУ, и внутренняя энергия при постоянной температуре не зависят от давления. Следующим шагом будет доказательство того, что температура, удовлетворяющая соотношению (1.3), на самом деле пропорциональна температуре, определяемой законами идеального газа. [c.17]

Имеются различные варианты метода гетерогенных равновесий. Все они основаны на том, что термодинамические функции исследуемого вещества в одной из равновесных фаз должны быть известными. Такой фазой часто служит газ при давлении, достаточно низком, чтобы его свойства хорошо описывались законами идеальных газов. Условия диффузионного равновесия i-ro компонента в исследуемой конденсированной фазе (растворе, соединении, индивидуальном веществе) и в смеси идеальных газов (G) согласно (14.15) [c.134]

Важность изучения термодинамических свойств идеального газа связана не только с тем, что достаточно разреженные газы ведут себя как идеальные, но также и с тем, что в природе существуют газоподобные системы, которые с достаточно хорошей степенью приближения можно рассматривать как аналоги идеального газового состояния. [c.419]

В 1889 г. 1-я ГКМВ утвердила принятую МКМВ в 1887 г. шкалу водородного газового термометра постоянного объема, основанную на реперных точках плавления льда (О °С) и кипения воды (100 °С) и получившую название нормальной водородной шкалы в качестве международной практической шкалы. В описании шкалы указывалось начальное давление заполнения (1 м рт. ст. при о °С) и никаких поправок на отклонение свойств водорода от идеального газа не вводилось. По этой. причине шкала была названа практической . Она, очевидно, и не была термодинамической, поскольку наблюдалась зависимость результатов измерений от свойств рабочего газа. В гл. 3 будет подробно рассмотрено, каким образом отклонения от свойств идеального газа учитываются в газовой термометрии. Здесь же следует подчеркнуть, что для газового термометра постоянного объема, калиброванного в двух точках и примененного для интерполяции между ними, как это сделал Шаппюи, погрешности, вызванные неидеальностью газа, скажутся лишь в меру изменения самой неидеальности между реперными точками. Для водорода эти изменения от О до 100 °С неве- [c.39]

В сварочных дугах имеются три характерные зоны — катодная, анодная и столб дуги. Столб сварочных дуг при атмосферном давлении представляет собой плазму с локальным термическим равновесием, квазинейтральностью и свойствами идеального газа. В столбе вакуумных сварочных дуг термическое равновесие может не наблюдаться, т. е. Te> Ti=Tn). С помощью физики элементарных процессов в плазме определяют потенциал ионизации газов Ui, эффективное сечение взаимодействия атомов с электронами (по Рамзауэру) Qe и отношение квантовых весов а . С использованием термодинамических соотнощений (первое начало термодинамики, уравнение Саха) определяют эффективный потенциал ионизации о, температуру плазмы столба Т, напряженность поля Е и плотность тока / в нем. [c.60]

Между тем это доказательство иллюзорно. На самом деле независимость ц от у — это, как мы отмечали в гл. 2, самостоятельное, особое свойство идеального газа, никак не связанное с другим его свойством — тем, что идеальный газ подчиняется уравнению Клапейрона. В гл. 3 независимость внутренней энергии идеального газа от объема была использована для доказательства идентичности температурной шкалы идеального газа и абсолютной термодинамической шкалы Кельвина. Именно доказанность этой идентичности позволяет нам использовать уравнение Клапейрона в любых термодинамических расчетах. Таким образом, то обстоятельство, что (duldv) i =0, уже заложено в уравнение Клапейрона при произведенной в этом Уравнении замене идеально-газовой температуры абсолютной термодинамической температурой (см. 3-5), и, следовательно, приведенное выше доказательство лишь еще раз фиксирует этот заранее известный факт. [c.114]

Это и есть формула термодинамического к. п. д. цикла Карно. В эту формулу совершенно не вошли величины, характеризующие физически свойства идеального газа. Это означаег, что в одинаковых температурных интервалах термодинамический к. п. д. цикла Карно у всех идеальных газов одинаков. Цикл Карно является наиболее совершенным теоретическим циклом, но по ряду практических причин в действительных двигателях его осуществление не представляется возможным и целесообразным. [c.98]

Главное применение формализма, развитого в разд. 5.2, состоит в изучении термодинамических свойств разреженных газов в пределе, когда уравнение состояния идеального газа (5.2.26) является хорошим приближением. Бели функцией at (Т) в соотношении (5.2.25) можнр пренебречь, описание термодинамических свойств газа оказывается очень простым. Тогда в термодинамические выражения входит только один молекулярный параметр — легко измеримая масса молекул т. [c.177]

ВОЗМОЖНОСТЬ детально предсказать термодинамические функции идеальных газов. Эти параметры легко ползгчить, например, из спектроскопических данных. Здесь мы встречаемся с первым примером, когда статистическая механика устанавливает прямую связь между микроскопической структурой и макроскопическими свойствами. Конечно, статистические предсказания былй тщательно проверены экспериментально. [c.183]

По своим свойствам водяной пар, как и любой другой реальный газ, резко отличается от свойств идеального газа. Это отличие определяется пренсде всего тем, что в водяном паре нельзя пренебрегать силами межмолекулярного взаимодействия и объемом молекул. При тех состояниях, с которыми приходится иметь дело в теплотехнике, водяной пар может переходить в жидкую фазу (вода). Поэтому исследование термодинамических свойств его не может проводиться на основе тех аналитических зависимостей, которые были получены выше для тел, подчиняющихся уравнению состояния газа. Изучение свойств водяного пара проводится другими методами, в основе которых лежит установ.тение экспериментальных зависимостей между отдельными параметрами, характеризующими его состояние. [c.166]

Такие газы, как кислород, водород, азот, воздух при относительно низких давлениях и высоких температурах по своим свойствам близки к свойствам идеального газа. Поэтому при термодинамических исследованиях процессов, протекающих в этих газах, используют законы и уравнение состояния идеального газа. Введение понятия идеального газа облегчило задачу термодинамических исследований, позволило получить простые математические уравнения для подсчета различных физических величин, характеризующих изменение состояния оабочего тела. [c.14]

Одномерная теория с учетом межмолекулярного взаимодействия. При онределении термодинамических характеристик обычно попользуют уравнение состояния идеального газа для каждого индивидуального вещества и для всей смеси в целом. Однако в ряде случаев отклонение от идеальности за счет межмолекуляр-иых взаимодеиствий тина сил Ван-дер-Ваальса может привести к заметным погрешностям нри вычислении термодинамических свойств. Термодинамические свойства реальных газов могут быть вычислены, если известно уравнение состояния. Обзор уравнений состояния приведен в работе [197]. Следует отметить, что практически все известные уравнения состояния являются эмиирическими или нолуэмнирическими. Едииствепным уравнением состояния, полученным теоретически, является уравнение состояния с вириаль-пыми коэффициентами [18], что позволяет использовать его нри экстраполяции в область температур, для которых отсутствуют экспериментальные данные. [c.58]

Поскольку свойства реальных газов в широком интервале температур сравнительно мало отличаются от свойств идеального газа, поэтому, зная отступления данного газа от законов идеального газа, можно ввести поправки на отклонения .апного газового термометра от термодинамической стоградусной температурной шкалы. Таким образом, для получения температурной шкалы, не завися-ш,ей от свойств термометрического веш,ества, необходимо знать поправки к показаниям газовых термометров, для вычисления которых пользуются зависимостями, вытекающими из второго закона термодинамики. Эти поправки относительно невелики и лежат в пределах от 0,001 до 0,5"С. [c.59]

Идеальный одноатомный газ —один из очень немногих объектов, для которых термодинамические свойства могут быть рассчитаны полностью теоретически, так как для него известны и точные уравнения состояния, и (конкретные значения входящих 3 них параметров. Вся изменяющаяся часть его внутренней эйергии связана с кинетической энергией движения частиц,, которая, как показано методами статистической физики, составляет (312) пЯТ, т. е. [c.92]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...