• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Газові закони. Суміш газів.

Другий закон термодинаміки.

У колових процесах неможливо повністю перетворити підведену теплоту в роботу: частина теплоти неминуче буде віддана холодному джерелу теплоти.

Отже робота замкнутого процесу дорівнює ΔW = ΔQ₁ – ΔQ₂

Висновки:

1. Неможливо забезпечити роботу періодично діючого двигуна, в системі тільки з одним джерелом теплоти, або у системі, де у кількох джерел нема кінцевого перепаду температур.

2. Теплота сама по собі не може передаватися від тіла з нижчою температурою до тіла з вищою температурою.

Цей закон поклав кінець спробам створити вічний двигун другого роду, тобто двигун, що працює з одним джерелом теплоти.

7. Цикл компресора.

Зображення циклу компресора в РV координатах:

Цикл компресора складається: із ізобари всмоктування а-1; криву 1-2, називають – адіабата стиску; 2- в, ізобара випуску.

Корисну роботу, що затрачається на дію компресора, можна визначити як суму робіт стиснення і виштовхування мінус роботу всмоктування

W_k = W_ст +W_вишт – W_всм (5)

Робота всмоктування W_всм = площі a -1-k-o-a = V₁P₁

Робота стиску W_ст = площі 1 -2-c-k-1 =

Робота виштовхування W_вишт = площі 2 -b-o-c-2 = V₂P₂

Отримані роботи підставимо у формулу (5) і получимо кінцеву формулу корисної роботи компресора.

W_k = - робота компресора з адіабатним стисненням

Заняття 1.

Газові закони і термодинамічні процеси.(самостійно)

План уроку.

1. Газові закони. Суміш газів.

2. Теплоємність.

3. Ізохорний, ізобарний, ізотермічний, адіабатний і політропний процеси.

4. Зображення цих процесів в Р - V координатах, зв'язок параметрів. Роботи

процесу і кількість теплоти.

3.1. Закон Бойля - Маріота. Якщо зміна стану газ відбувається при сталій температурі, то питомі об'єми обернено-пропорційні тискам, при Т= const

υ ₁/ υ ₂=P₂/P₁ або P₁υ₁ = P₂υ ₂ ; тобто P υ = const( загальна формула)

3.2. 3акон Гей - Люсака. Якщо зміна стану газу відбудеться при сталому тиску, то питомі об'єми прямо пропорційні абсолютним температурам, при Р= const

υ ₁/ υ ₂ =Ti/T₂ або υ ₁/T₁= υ ₂ /T₂ ; тобто υ /T-const ( загальна формула)

З.З. Закон Шарля. Якщо зміна стану газу відбувається при сталому об'ємі, то тиски газів прямо пропорційні абсолютним температурам, при V= const

Р₁/Р₂=Т₁/Т₂ або Р₁/Т₁=Р₂/Т₂ тобто Р/Т= const ( загальна формула)

Характеристичне рівняння встановлює залежність між основними параметрами стану газу Ρ; V; Τ в випадку коли кожен не є сталим. P υ /T- const ; або P υ /T=R ((Н/м² м³/кг)/К) = Дж/Кг К ;

R - стала величина, тоді

P υ =RТ - це рівняння для одного кілограму газу, а для m кілограмів газу, так як υ =V/M;

PV=mRT - Рівняння Клапейрона для любої кількості газу.

3.4. Закон Авогадро. В ідеальних газах при однакових тисках і температурах в однакових об'ємах міститься однакова кількість молекул, при Ρ;V; T – const. Добуток молекул маси та питомий об'єм μυ = const ( загальна формула закона авогадро). Величина μυ - являє собою об'єм одного кіломоля.

Кіломолем (1 КМоль) називається кількість речовини, маса якої в (кг) дорівнює її молекулярній масі. Об'єм 1 КМоля при нормальних умовах газу: Р_н = 101,3 кПА ; Т_н = 273 К; дорівнює 22,4 м³/КМоль

μυ _н =22,4 м³/КМоль; звичайно υ_н = 22,4/μ (м³/кг); ρ_н = μ/22,4(кг/м³)

Рівняння стану для 1 КМоля газу звуть Рівнянням Клапейрона - Менделєєва ΡV_μ = 8314 Τ, або ΡV=8314m/μΤ; де

V_μ- об'єм одного кіло моля; V_μ = М/ V ;

m - маса газу;

Μ - кількість кіло молів газу; μ - маса одного кіломоля; V - повний об'єм газу.

Фізична суть: універсальної сталої і газової сталої, або 8314 - стала Менделєєва

Універсальна газова стала - це робота одного кіломоля газу при нагріві його на один кельвін в умовах сталого тиску.

R=8314/μ (Дж/кг К)

Газова стала - це робота одного кілограма газу при нагріві його на один кельвін в умовах постійного тиску.

3.5. Газова суміш - це механічна суміш кількох газів які між собою хімічно не взаємодіють. Гази що утворюють суміш, називаються компонентами. Тиск який утворюють компоненти суміші називають порціальним. Газові суміші підпорядковуються тим самим законам, що і одинарні гази.

За законом Дальтона при сталій температурі і відсутності хімічної реакції тиск газової суміші (Р_сум) дорівнює сумі порціальних тисків компонентів які утворюють суміші. Р_сум=Р₁+Р₂+Р₃+...+Р_n

Для об’ємів V_сум=V₁+V₂+V_з+ … +V_n; об'єм суміші дорівнює сумі об'ємів компонентів.

Для мас: Μс_ум=М₁+М₂+Μ₃+...+Μ_n; маса суміші дорівнює сумі мас компонентів.

Масовою часткою називається відношення маси компонента до маси всієї суміші. Якщо масову частку позначити (g), то: g₁=M₁/M_сум; g₂=M₂/M_сум; g3=M₃/M_сум.

g_l + g₂ + g₃ + … +g_n = 1

Об’ємною часткою називається відношення об’єму компонента до об’єму всієї суміші

r₁=V₁/Vсум; r₂=V₂/V_сум; r₃=V₃/V_сум.

r₁ + r₂ + r₃+ ... +r_n = 1

4. Питомою теплоємністю називається кількість теплоти, яку треба підвести до одиниці кількості речовини (або відвести від неї) щоб підвищити (або знизити) її температуру на один Кельвін. Залежно від вибраної одиниці вимірювання кількості речовини розрізняють: масову, об'ємну і мольну теплоємність.

Теплоємність 1кг маси газу називають масою теплоємністю - С (Дж/кг К)

Теплоємність 1м³ газу за нормальних умов називається об'ємною теплоємністю – С¹ - (Дж/м³ К)

Теплоємність 1 КМоль називають мольною теплоємністю μС (Дж/КМоль К)

Взаємозв'язок параметрів С=μС/μ; С'=С ρ; або С'=μС/22,4=μС/ V_μ;

де ρ - густина газу; V_μ - об'єм одного кіло моля газу.

Теплоємність при сталих об'ємах і тисках позначається- (С_р_ і C_v )

С_р − C_v = R - Рівняння Майєра,

помножимо на молекулярну масу μ , отримаємо μС_р − μC_v = μR

μС_Р - μC_v = 8314, різниця між молярними теплоємністями при сталому тиску і об'ємі для всіх ідеальних газів однакова і дорівнює 8314 (Дж /КМоль К)

Відношення С_р / C_v =К - є показником адіабати.

Читайте також:

1. IV. Закони ідеальних газів.
2. ВИХІДНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА БЕТОННОЇ СУМІШІ
3. Вкладання бетонної суміші.
4. Властивості бетонної суміші і бетону
5. Властивості і приготування бетонної суміші.
6. Вплив розпилення на процес сумішоутворення.
7. Газові закони
8. Газові пальники
9. Гіпотези, які не відхиляються в експерименті, перетворюються на компоненти теоретичного знання про реальність: факти, закономір­ності, закони.
10. Грошовий обіг і його закони.
11. Грошовий обіг і його закони. Поняття інфляції.

Переглядів: 5225