Процесс - расширение - идеальный газ
Cтраница 1
Процесс расширения идеального газа происходит без изменения-энтальпии, и температура его не изменяется. Дросселирование же реальных газов сопровождается понижением температуры, несмотря на постоянство энтальпии. Явление изменения температуры реального газа при епгдросселировании называется дроссельным эффектом. При прохождении газа через детандер - машину, подобную-компрессору - газ, расширяясь, совершает работу. [1]
Рассмотрим процесс расширения идеального газа. Пустб некоторое количество газа находится в цилиндре с подвижным невесомым поршнем и с абсолютно гладкими стенками, так что трение можно считать отсутствующим. Над поршнем - полный вакуум, а давление газа на поршень уравновешивается за счет груза - дроби, насыпанной на верхнюю часть поршня. [2]
Рассмотрим процесс расширения идеального газа в вакуум. Для облегчения вычислений будем считать, что в газе имеется всего четыре молекулы. Конечно, такую систему нельзя рассматривать в качестве макроскопической. Но для наших целей даже такой крайне упрощенной модели достаточно. В начальном состоянии газ занимает одну половину разделенного перегородкой на две равные части сосуда. В процессе расширения число молекул в левой половине сосуда уменьшается, в правой - увеличивается. [3]
Рассмотрим процесс расширения идеального газа. Пустб некоторое количество газа находится в цилиндре с подвижным невесомым поршнем и с абсолютно гладкими стенками, так что трение можно считать отсутствующим. Над поршнем - полный вакуум, а давление газа на поршень уравновешивается за счет груза - дроби, насыпанной на верхнюю часть поршня. [4]
Процесс разбавления разбавленного раствора аналогичен процессу расширения идеального газа. Такая аналогия между идеальным газом и разбавленным раствором позволяет найти выражение для химического потенциала растворенного вещества. При добавлении молекул растворенного вещества в разбавленный раствор, как уже отмечалось выше, происходит взаимодействие только между молекулами растворенного вещества и растворителя. Отсюда следует, что добавление каждой новой молекулы растворенного вещества в раствор сопровождается таким же приращением внутренней энергии ( или энтальпии), как при введении ее в чистый растворитель. [5]
Процесс растворения веществ в разбавленном растворе аналогичен процессу расширения идеального газа, так как в обоих случаях внутренняя энергия остается постоянной, а энтропия растворенного вещества увеличивается. [6]
 |
Прямой цикл Карно, совершаемый идеальным газом. Работы обозначены. положительная - вертикальной штриховкой. отрицательная - косой штриховкой. [7] |
Найденные выше значения максимальных работ при раз - личных процессах расширения идеального газа позволяют рассчитывать предельный коэффициент полезного действия t тепловой машины, которая использует идеальный газ в качестве рабочего вещества и работает за счет теплоты тепло-отдатчика, отдавая неиспользованную теплоту другому более холодному резервуару, называемому теплоприемником. [8]
Положительна, отрицательна или равна нулю величина Д5 для процесса расширения идеального газа из баллона, где он находится под высоким давлением ( 230 атм), в вакуумированный сосуд. Вычислите AS и г. 0бр при условии, что конечное давление равно 1 00 атм. [9]
При расширении сжатого газа работа, совершаемая газом, затрачивается па преодоление трения в отверстии дросселирующего устройства и переходит в тепло. Процесс расширения идеального газа происходит без изменения энтальпии, и температура газа не изменяется. Дросселирование же реальных газов сопровождается, как правило, понижением температуры, несмотря на постоянство энтадьпии. Явление изменения температуры реального газа при его дросселировании называется дроссельным эффектом. [10]
Для этого достаточно рассмотреть процесс расширения идеального газа, вытекающего из очень большого резервуара. При анализе можно принять, что первоначально газ находился в состоянии покоя, расширение его происходит адиабатически в отсутствие эффектов трения, и давление во внешней среде равно нулю. Кроме того, можно предполагать, что профиль скоростей в любом сечении сопла плоский и оно занимает строго горизонтальное положение. [11]
При адиабатическом расширении идеального газа без совершения внешней работы его внутренняя энергия не изменяется, а потому не изменяется и температура, так как внутренняя энергия идеального газа есть функция только абсолютной температуры. Нужно изотермически уменьшить объем до первоначальной величины при помощи какого-то механического устройства, например опускающейся гири. Однако при изотермическом сжатии идеального газа до первоначального объема источник теплоты приобретает такое количество теплоты, которое эквивалентно совершенной при этом работе. Таким образом, чтобы вернуть в начальное состояние не только газ и механическое устройство, при помощи которого было произведено сжатие газа, но и источник теплоты, нужно у источника теплоты отобрать соответствующее количество теплоты и сполна превратить его в работу, необходимую для приведения механического устройства ( опустившейся гири) в первоначальное положение. Но это, согласно второму началу термодинамики, невозможно. Следовательно, процесс расширения идеального газа без совершения внешней работы необратим. [12]
Страницы: 1