Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Термодинамические процессы реальных газов.Содержание книги Поиск на нашем сайте
Из всех реальных газов, используемых в теплоэнергетике и теплотехнике, наибольшее распространение имеет водяной пар. Поэтому основным направлением термодинамики реальных газов является исследование термодинамических свойств воды и водяного пара. Процесс парообразования. Рассмотрим процесс получения пара. Возьмем 1 кг воды при t=0 и поместим в цилиндр с подвижным поршнем. Применим к поршню силу, равную P. Тогда при площади поршня F давление будет постоянным: p=P/F. (см.рис.). при подводе теплоты к воде ее темп будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет температуры насыщения ts, при которой вода начинает кипеть. Удельный объем жидкости (воды) сначала уменьшается, достигая мин значения при 4°C, а затем начинает возрастать (удельный объем практически всех жидкостей с нагреванием монотонно увеличивается). Жидкость начинает закипать в точке a’. При дальнейшем подводе теплоты все большее кол-во жидкости будет превращаться в пар, т.е. все большая ее часть будет сильно увеличиваться в объеме. Теперь в цилиндре находится смесь воды и пара – влажный пар. По мере подвода теплоты кол-во жидкой фазы уменьшается, а паровой – увеличивается. Темп смеси при этом остается постоянной, т.к. вся теплота уходит на испарение жидкости, т.е. процесс изобарно-изотермический. Последняя капля жидкости превращается в пар, и весь сосуд заполняется паром, кот называется сухим насыщенным (точка a’’). Насыщенный – пар, находящийся в термическом и динамическом равновесии с жидкостью, из которой он образуется. Динамич равновесие заключается в том, что кол-во молекул, влетающих из воды в паровое пространство, равно числу молекул, конденсирующихся из парового пространства на пов-ти жидкости. В паровом пространстве при этом находится максимально возможное количество молекул при данной температуре. При увеличении темп кол-во молекул увеличивается, и равновесие восстанавливается за счет возрастания давления пара. При этом плотность увеличивается, т.е. увеличивается и кол-во молекул, конденсирующихся на пов-ти в единицу времени. Следовательно, давление насыщенного пара есть монотонно возрастающая ф-я его температуры и наоборот. При увеличении объема над пов-тью с жидкостью, имеющую темп насыщения, некоторое кол-во жидкости переходит в пар. При уменьшении объема – часть пара конденсируется, но при этом p=const. Сухой насыщенный пар – пар, в котором отсутствуют взвешенные частицы жидкой фазы. Его удельный объем и темп явл ф-ями давления, поэтому его состояние можно задать лишь одним параметром. Влажный насыщенный пар – 2хфазовая смесь: пар со взвешенными в нем частицами жидкости. Массовая доля сухого насыщенного пара ПРОДОЛЖЕНИЕ 19 во влажном – степень сухости пара χ. Массовая доля кипящей воды во влажном паре – степень влажности 1-χ. (для кипящей жидкости χ=0, для сухого насыщенного пара χ=1). Обычно состояние влажного пара определяется его давлением (температурой насыщения) и степенью сухости/влажности. При дальнейшем подводе теплоты к сухому нас пару при том же давлении, его темп будет увеличиваться, говорят, что пар перегревается. (a – состояние перегретого пара). Перегретый пар – пар, темп кот выше темп сухого насыщенного пара при том же давлении. Т.к. удельный объем перегретого пара больше удельного объема насыщенного, то кол-во молекул в нем меньше, следовательно, плотность тоже меньше. Состояние перегретого пара определяется любыми 2-мя параметрами. Если рассмотреть парообразование при большем давлении, то: удельный объем в т. а0 остается практически тем же, т.к. жидкая фаза почти несжимаема; a’ смещается вправо, т.к. с ростом давления увеличивается температура кипения; a’’ несмотря на увеличение темп кипения, удельный объем пара буде уменьшаться из-за более высокого давления. Т.к. удельный объем с увеличением давления растет, а пара – падает, то при каком-то давлении можно достичь точки, где удельный объем пара и удельный объем жидкости одинаковы. Это критическая точка. В ней физ различие между жидкостью и паром исчезает. (. Критическая температура – максимально возможная температура сосуществования 2х фаз (ж и г). При Т>Tкр возможно существование только одной фазы. Обычно название этой фазы условно считается жидкость или перегретый пар, в зависимости от того, с какого состояния мы перешли к этой фазе. Все газы находятся в сильно перегретом состоянии. Чем выше темп перегрева, тем газ ближе к идеальному. Наименьшее давление, при кот возможно равновесие воды и насыщенного пара, является давление тройной точки. Она характеризует то единственное состояние, в котором одновременно могут находиться в равновесии вода, пар и лед. (). Процесс парообразования из тройной точки – отрезок a’a’’, в котором процесс нагрева воды до начала кипения отсутствует. При более низких давлениях пар может существовать равновесно только со льдом. Процесс образования пара из твердого состояния – сублимация. Кривая II – нижняя пограничная кривая, представляет собой зависимость изменения удельного объема от давления при темп кипения. III – верхняя пограничная кривая, зависимость удельного объема сухого насыщенного пара от давления. Все точки между II и III по горизонтали – состояние влажного насыщенного пара. Влево от кривой II до нулевой изотермы – область некипящей однопарной жидкости. Вправо от III – нагретого пара, т.е. II и III ограничивают область насыщения, поэтому называются пограничными кривыми.
20. Процессы фазовых превращений. При нарушении условий равновесия многофазных систем происходит переход вещ-ва из одной фазы в другую. Жидкая и газообразная фазы, считается, имеют однозначную структуру. Твердая фаза может иметь несколько кристаллических модификаций. Фазовые переходы делят на 2 рода: Фазовый переход 1 рода – относят превращение с поглощением или выделением теплоты, называемой скрытой теплотой превращения (r) и скачкообразным изменением удельного объема. Фазовый переход 2 рода – превращение без поглощения или выделения теплоты и без изменения удельного объема dv=0; dq=0. Как правило, скачкообразно изменяется теплоемкость и др хар-ки. Границу между 2-мя фазами описывают кривые равновесия, хар-ся тем, что dp=0; dT=0. ДУ кривой равновесия, связывающее теплоту перехода , изменение удельного объема и наклон касательной кривой равновесия в точке перехода описывается: Уравнением Клапейрона-Клаузиуса – для фазового перехода 1 рода. Формулой Эренфеста – для фазового перехода 2 рода. . Т.к. при фазовом превращении все параметры описываются отношением , то удобно использовать pT диаграмму. (см.рис). на ней указываются кривые фаз. AC – равновесное состояние тв и г фаз, AK – жидк и газ фаз. Справа от CAK – газ, между AB и AK – жидкость, слева от CAB – твердая фаза. pT диаграмма для воды (см.рис).
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; просмотров: 672; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.1.63 (0.007 с.) |