Термодинамика реальных газов и паров Кошкин В.К. Михайлова Т.В. (1013767), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1. Уравнение состояния реапьного газа Вукаповича - Новикова учитывает .. ° ,0 Р' д (T С~Т й /Т) 1- — -/+ — в + — ъ ' угТ 2. Укажите уравнение, ко торов соответствует вириапьному уравнению состояния. 16 Если выражение в скобках разпожить по степеням — то / 3 уравнение состояния запишется в вириапьной форме как Ф' В, Ь'-Ы К-Ь М (~р, у у ..., 1.18 — .~- — + — + ~ +„, ( . ) если произвести точный расчет второГо, третьего и четвертого вириальных коэффициентов дпя газа, состоящего из твердых сферических молекул, то окончательно получим спедуюшее уравнение состояния этого газа в вириапьной форме Р1~ $) 0,626 Ьп 0,2869 0 ~ +~ + ~а + „у +..., (1.19) где Ьд — по-прежнему учетверенный объем сферических молекул.
Как видно из этого вкриапьного уравнения состояния, дпя газа, состоящего из твердых мопекуп, вириальные коэффициенты не зависят от температуры. Дия низких температур, как показывают эксперименты, значения второго и третьего вириальных коэффициентов отрицательны, а дпя вы соких температур (Г > 0 С) положительны. Дпя ппотных газов при высоких температурах и снежной форме мопекуп вириапьные коэффициенты становятся функциями температуры. Продопжение Глава П.
ПРОПЕСС ПАРООБРАЗОВАНИЯ й 6, Основные оп едепения Мопекупы жидкости так же, как и молекулы газа, находятся в хаотическом тепловом движеняи. Однако силы сцеппения между мопекупами жидкости эначитепьно бопьше. Скорости отдельных молекул жидкости так же, как и молекуп газов, разпичны. Если над жидкостью имеется свободное пространство, то наибоаее быстрые молекулы жидкости, т.е. сбпадаюшие достаточной кинетической энергией, могут преодолеть поверхностное натяжеиие (взаимодействие соседних мопекуп) и удалиться в наджидкостное пространство. Этот процесс и представпяет собой испарение жидкости. Дпя процесса испаения необходимо создать поверхность раздепа. Эту поверхность можно допучить и внутри жидкости.
В этом случае в ней образуются пузырьки дара. При напичии последних испарение будет происходить внутри пузырьков кипящей жидкости. Одновременно будет происходить и обратный пропесс, и и котором некоторые молекулы пара, находящиеся в свободном пространстве над жидкостью, стапкиваясь с поверхнос тью жидкости, возвращаются обратно в жидкость, Этот едс па а. Оба и оцесс предо едставпяет собой процесс конденсации р . р процесса происходят при любой тэмпера ур т е жидкости. Еспи 17 Контрольная карточка 4 Ответ Вопрос имеет температуру боль- ше температуры кипения1 состоит ие смеси нара и жидкости' образовался в последний момент испарения, когда испарипась последняя кап- ля жя кости.
1. Сухим насыщенным паром называется пар, который... 1 — Т5 Ткал ) 2 — 7б > Ткял ) 7я С 7'кал, 2. Температура сухого насыщенного пара ... 18 процесс испарения идет в ограниченном пространстве то по- Ф ка возрастает упругость пара, такой пар называется ненасыщенным. В момент, когда скорость испареняя становится равной скорости конденсации, наступает подвижное ипы динамическое равновесие, а пар ыад жидкостью называется насыщенным (при данном давлении) Насыщенный пар обладает наибольшей плотностью и упругостью при данной температуре. Насыщенный пар, образовавшийся в последний момент испарения, когда исцарипась последняя каппы жидкости, носит название сухого насыщенного пара.
Сухой насыщенный пар есть продукт законченного парообразования, причем температура етого пара равняется температуре кипения воды при данном давпении т, -т„„,. (2.1) Обозыачым параметры сухого ыасышенного пара через,0а, Я и Т~ . Если отнять тепдо от сухого насыщенного пара, то получается смесь пара и жидкости; еспи при этом частицы жидкости, взвешенные в паре, более ипи менее равномерно в нем распредепеыы, то смесь называют влажным насыщенным паром. Признаком существования впажного насыщенного пара является соприкосновение его с жидкостью, из которой он образуется ( паровой котел) . Еспи сухой насыщенный пар продолжать нагревать, то подучится перегретый паре ипи ненасыщенный пар, у которого незначительное отнятие теплоты не приводит к конденсации, а только лишь понижает нескопько его температуру.
й 6, Диаграмма Р6' водяного пара Будем рассматривать процесс парообразования при у.1 = =Ю~б~(рис. 3). Точка 1 соответствует состоянию хоподной воды при 1 0 С и данном давпении. Объем холодной воды - Ф~ .Подведем некоторое количества тепла Д к холодной воде. Процесс 1-2- нагревание воды при,б Сд~гбЕ. уух Цд Рис. 3 Точка 2 соответствует состояныю горячей воды при температуре кипения Ткал и прк том же давлении, объем кипящей воды-Кис ( ~, — тепло, пошедшее на нагрев воды до кипенкч), Подведем к кипящей воде некоторое количество тепла г Процесс 2 — 3 — процесс парообразования, который происходит при постоянном давпеняи и постоянной теыпературе р, т агам, Точка 2~соответствует состоянию влажного насыщенного пара при температуре 7~ )хлл при данном давпении.
Точка 3 соответствует состоянию сухого насышеныого пара при той же температуре Т~ ~х,д~, объем сухого насыщенного пара- Ф~ ( 2 — теп по, идущее на Парообразование) . Есин к сухому насыщенному пару подвести теппо ~ то подучится перегретый пар. Процесс 3-4 - перегрев пара при том же давпеыии (,Р - С1Уугй) . 10 Контрольная кзрточка 3 Вопрос Ответ 1 — 7~ =Т~ НН. / 2 — 7~' > ~~„ 3 — Тб с 7~ , Н.П. ' 1. Укажите прзвипьное соотношение температуры сухого насыщенного пара ( Я~ ..) и температуры влажного насыщенного пере ( Я~Нн ) при одном том же давпении.
т очка 4 соответствует состоянию перегретого пара при температуре Ьнер , объем перегретого пара — 1Гр4с . Если процесс пзрообрзэования будем осуществпять и и бопее высоком давлении (ф'ъ~Ь ), то объем хоподной воды У~ незнвчитепьно уменьшится (практически остеется постоян- ным), объем кипящей воды — увеличится, а объем сухого насыщенного пара уменьшятся по сравне ю ни с исходным, 1-2 веп ч т.е. при воэрзстании дзвпения разность Ф' -~Р ( д ипи отрезок -2) увепичивзется, з разность ф-~г>ж (ипи отрезок 2-3)- уменьшается. Если процесс пзрообрзэовзния проведем при давлении меньше первоначзпьно рассмотренного (Р к Р~1 о( 1,то том спучзе объем кипящей воды уменьшится, а объем су- хого насыщенного пара увеличится по срввнению с исходным, т.е, при уменьшении дзвпения резкость Ф~ж-Рр (ипи отрезок 1 - 2) уменьшэется, а разность ф-Ф'к (ипи отрезок 2-3) увеличивается.
С оединив точки одинзковых состояний, дежещяе на изо- ерзх разпичных девпений, попучим спедуюшие пинии. КВ— — нижняя погреничная кривая (НПК), отвечающая КА-вех состоянию кипящей воды при рездичных деви ениях; — верхняя погрзничнея кривая (ВПК), отвечающая, состоянию сухого насыщенного пара.
Верхняя и нижняя пограничные кривые сходятся в точ- ке К, которая нззывзетсн критической точкой, Парзметры состояния пере (Д,Ф~, УХ ) в точке К нз- зывзются критическими. В критической точке насыщенный сухой пзр тождественен горячей воде. При состоянии пара выше критического, конденсация пара в жидкость невозмож- на. Ппя водяного пзрз критические парзметры 221,3 103 Пз; Т = 347,3 К; ~/К 0,0032 l Продолжение Ответ Вопрос 1 — уменьшении температуры в процессе; 2 - постоянной температуре; 3 — увеличении темперетуры в процессе. 2. Процесс парообрзэовзния всегдв происходит при постоянном дэвпении при ...
1 — остэется постоянной; 2 - уменьшается; 3 — увепичивается. 3. Как изменяется температура насыщения (кипения) с увепичением давления? 4. Возможно ли иэотермнчески сжимая пар при температуре пара выше критической,сконденсироветь его в жидкость? 1 — возможно; 2 - невозможно; 3 - возможно при собпюденин определенных усповий. 6 7. Па змет ы впвжного насыщенного па е 21 Впежиый нвсышенный пер — смесь перв с мельчайшими капельками примешенной к нему воды. В эевисимости от массовой пропорции воды и пера в смеси пспучвются впаж- ные пзры с раэпичной степенью влзжности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
