Термодинамика реальных газов и паров Кошкин В.К. Михайлова Т.В. (1013767), страница 6
Текст из файла (страница 6)
(2 33) Юк // С уменьшением температуры от Т теппоемкость Б~ сухого насыщенного пара, оставаясь отрицательной, уменьшается по абсопютной вепичине. При некоторой температуре знач е ени а/ мажет достичь нуля и даже стать попожитепьной е вепичиной. Такой ход теппоемкости ~~ обнаруживается у сухих насыщенных пэров дифенипоксида, бензола, этилового эфира и некоторых других органических жидкостей.
Поскольку С' становится попажитепьиой вепичяной,верхняя пограничная кривая и координатах /" дпя таких жид Ф / ° кс отей частично ипи цепиком идет впево, а не вправо, как дпя воды. 34 Итак, дпя воды и многих други~ жидкостея, Рых /» всегда отрицатепьна, имеем такой ход верхних пограничных кривых (рис.
]]). Рис. 1! Рис. 12 Рис, 13 Дпя дифенипоксида и некотоРых других органичес // жидкостей, дпя которых С» частично ипи полностью на всей пинии становится попожитепьной величиной, имеем иной ход верхних пограничных кривых (рис. 12, 13). Контропьная карточка 11 Продопжение Вопрос Ответ 1- >О; 2- сО; 3- =01 4 — 2С к 2. Какое соотношение опредепяет теппаемкость сухого несьпценного водяного пара 6~ > 01 с О; О; 1 2— 3- 4— 3. Чему равна теплоемкость ппя водяного пара в критической точке К? (2.36) >О; с О1 = О; 1- 2- 3- 4- 4.
Какое соотношение определяет теппоемкость сухого насышеннага пера любой жидкости С ? ипи (2.37) Контропьная карточка 12 ангес М~ Рис. 14 37 36 13, Связь между теплотой па ооб аэования н степенью изменения давпення с темпе ату ой. У авнение Кпапей она-Кпа зи са Можно получить связь между тенистой парообразования Г с изменением давления при изменении температуры.
Эта зависимость будет действительной не только дпя однофазной системы (гаэ ипи жипкость), но и длн двухфазной сястемы (жидкость гаэ (пар)). Дпя попучения указанной зависимости рассмотрим процесс парообразования в,бее и Тб -диаграммах (рис. 14). Рассмотрим цякп 1 -2 -3-4 при бесконечно мздой разности давления й,а и соответственно бесконечно малой разности температур е~еТ . В,дЕг †координат дпя этого цикпа имеем спедующее выражение работы никла; <И Др~д' -ее ) (2 34) соответственна перенося этот пики в Т8 -координаты бу- Г дем иметь выражение работы цикпа Ж = — 1T Джlкг. (2,36) Так как работа э обоих спучаях одна я та же, тое спедовательно, Это уравнение и представпяет собой уравнение КпапейронаКпаузиуса.
Оно находит широкое применение при расчетах, связанных с изменением агрегатного состояния вещества, Так, например, очень просто из опыта определить термическую упругость паров,— и изменение объемов ( Ее~ р -ц" ), а затем по уравнению Кпапейрона-Кпаузиуса вычислить теппоту пароабраэования1' .
В некоторых случаях, когда величина теплоты параобразования точно опредепяется из эксперимента, по уравнению Клапейрона- Кпаузиуса можно подсчитать изменение объемов ( ~е~ — Е/~е ). Продопжепне Ответ Вопрос р йа д)я), ~T гор Т бу' (' -~' )' 3— 3 — Т(Ф' -Ф' ). 2. Какое из спедуюших выражений равно теплоте испарения Г ? 3.
Какое из спедуюших вырвжений ревно изменению объемв ( Ра -а" ) при нспврения жидкости? 4. Какое из спедуюших выражений соответствует температуре кипения жидкости? Г р 1 ~И' Ы?' 2 - —— 9' а(р т ы? 3 - — —. Г аат? Г ЫТ 1 /Ж-Фяа) Ир ' ~у 2 -Г(и -и ) — ° ~р У 3-®~~) ~~.
Г аеР Диеграмма юб водяного пара позволяет без применения формул и таблиц определять парвметры перв неп и е тепьпию энт н родню, темперзтуру, пвросодержение (ст н е степень , т,е. параметры, вычисление которых требует применения громоздкях формул и сдожных врифметических вычиспений. р- СапФ, Твк кзк мы исспедовзпи процесс пзрообрвзования цри 8, то выражения теплот, полученных прн этом и будут представпять собой величины изменения энте тедьпии у Ф М вЂ” дизграммз дпя парв строится спедуюшим об азом (рис. 15). 6 14.
Диаграмме сМ водяного перв Дивгрзммв Т8, весьме наглядно изобрзжаюшая процессы перообразованяя, дает полную херзктеристику свойств водяного паре. Однако у диаграммы?з есть один сушественный недостаток, эакпючаюшийся в том, что копичество тенисты, учзствуюшее в процессе нв этой дивгрзмме, изображается плошадью под процессом. Это приводит к затруднению дпя првктического испопьзоввния и вычиспения по этим дяаграммзм.
Этого недостатка пишена дивгрвммв г5 которая диет воэможность подучить значения теплоты изобарного процессе не в виде ппошвдей, кзк это имеет место в диегремме ? 1, е в виде отрезков прямых. Дпя процессе ф сопев д б" Я- у )=д1 дж/ т.е. тепдо, сообшениое в процессе Р =Ю~ЯЯ1, равно изменению эитапьпии в этом процессе, о чем уже было подробно сказано при анапиэе изобзрного процесса. 38 Рис.
13 1. Нз оси абсцисс отклэдываются значения энтропий 8, з не оси ординат значения знтвпьпии С . Условно положим, что ентельпия и энтропия воды при г О С равна нулю о О), т.е. начальная точке 1 изоберного процессе ( 1 0) а пзрообразовения усповио перемещзется в начало координвт. (2.39) все ичине (2.42) (2.43) ра в ие под же пи- ьная к ивая кипящей воды 2. Вначэпе строится предепьная р ая (Х О) па формупвм (нижняя погрвничнвя кривая) л',= ' =~ =/Ф»; (2.38) бед~~~' д~я е» ~г»' в я пог аничная кривая (кривзя 3. Звтем строится верхняя о р па а (Х 1) по формупвм сухого нвсыщенного пара) л 1П б + — -фр~. 7~ 1' Агд о па наносится ряц линий 4. В области впзжного пара антзпьпии зобе ) до урзвнению дпя антзп рзвнага давления (иэобзр впзжного пера (2.40) — л Поскольку вепичинь ~ х и х дпя данного дзвпения пзро- оспеднее уравнение оя постоянными, то по образования явпяюто й тепени от Х (пиней- звнение перво сте представляет собой ур ной функцией от Х ) (2.41) г' =й+с'.»Х.
Х опредепя- па а са степенью сухости Энтвпьпия впэжного пара ется согпзсно соати ошению 2,30 Х а1с ~оддс~» грЗ + т~ Поскольку в т ур э ом авнении п при данном дэвпении ыми то и веп к оме Х, явпиются постоянны в пичииы, раме является также пинейно явп 8 = а»+ь»Х Р Х гпе ~2 Ь вЂ” постоянные. звестно, что если две ве величины эзвиИэ математики известно, ей, та они пянейно заа ной и той же третье, от сят пинейна от адно д г от друга. Иными сповзми, ми зэвисимасть;СС о можно представить в виде Х ма с„=,~»~я,, ые настоянные коэффициенты.
е л и О - некоторые носта о насыщенного пз где и иэобэры вцэжного нас Спедовэтепьно, и б й п ямые прохадящ едстзвпяют со а пр сь -диагрзмме пред м к оси Я . эк из К звестно, этими некоторым нэкпоном 40 Контропьнзя карточка 13 Ответ Вопрос 1-0 (ту-т ~, 3- »".
Чему равно изменение эн- тапьпии в процессе паро- образования 2-3? 2 1 — пагарифмические кривые; 2 — прямые, нэкпанные под некоторым углом к оси — о 1 3 — горизонте пьные пинии. Что иэ себя предстевпя- ют иэабэры в сб — коор- динзтвх в обнести впвж- ного пара? 41 ниями будут опредепяться и изотермы влажного паре, поскопьку в области влажного несыщенного пара иэотермы и язобэры совпадают. б.
В обнести перегретого пзрз изобзры наносятся по формупвм спер - ряс +у +»упер ~мс~Х' +~р '1 тпер ~~ »;, (2.44) — Д~ — + — .»- ».' ~»~ — . (2.43) т„ пер йод, и, (~ т~ р»»т Изотерма перегретого парэ поднимается сцевз неправа, но горээдо спэбее, чем иэобэрэ, Подъем ее уменьшэется по мере удепения от погрэничной кривой Х в 1 и онз эсимптатически приближается к гориэонтзпи, будучи обращена выпукпастью к верху. Это объясняется тем, что с увепичеиием степени перегретости пере его свойства приближаются к свойствэм идеапьного газе, у которого с й7»Сбс при т = =Фс»»сап . Тэх как обивать с мапым язросодержэнием не имеет практического интереСа, то при прэктическом испопьзовэнии сз -диаграммы водяного парэ честь диаграммы, примыквющэя к нижней пограничной кривой, обычно не строится, что позвопяет применить дпя остальной части дие— граммы более крупный месштвб и нанести подробную сеть изобзр, иэотерм и кривых постоянного пэросодержания.
4. Лж/кг, отсюда ! /, Ряс. 16 Рис. 17 йж/кг. (2,49) й 15. Основные те модинамическяе и оцессы в па ах При исспедованни процессов с паром имеется одна характерная особеянссть, о хоторой уже указывапось выше. Эта особенность закпючается в свойстве пара изменять свое агрегатное состоянИе во время процесса. Так, перегретый пар в резупьтате процесса может стать сухим насышенным паром, а в дальнейшем даже сконденсироваться в воду.
Определение изменения физического состояния пара просто выясняется на всех диаграммах (,ФФ', 7~, 1'М ), на которых нанесены верхняя и нижняя пограничные кривые. Рассмотрим кратко основные термодинамические процессы в парах. 1. Изохорный црсцесс ( (/ РР/1Й). Изохорный процесс в,бр", Тб и 1Э вЂ” координатах изображен на рис. 16. При изохорном охпаждении перегретого ипи сухого насышеннсго пара 'давпение и температура его уменьшаются, а сам пар может перейти во влажный с последуюшим увепичением степени влажности, Однако псиной конденсации пара в процессе ц'«ь0/ЕЙ попучить непьзя, так как всегда при любом давпении над жидкостью сохраняется некоторое копичество насышенного пара.
Спедоватепьно, изохора, которая пересекпа верхнюю пограничную кривую, никогда не пересечет нижнюю пограничную кривую, как бы близко она к ней не подходипа, что хорошо видно яэ ,ЬЭ" -диаграммы процесса парообразования. процесса в обшем с Лучае ф =д//+Е, но так д намики дпя ном процессе ~ «О , то ч=дМ, т,е. в изохо но все подведенное т орном процессе ое тепло йдет на изменение вн т е гии, как в спучае е идеального газа. внутренней знерПо гб -диаграмме изохорный процесс считая спедую б шим о разом. сс может быть расИзвестио> что и - г-Р1У Дж/кг, (2.46) г ~~ ~~ «Фг /7/ Дж/кг; (2,47) о диаграмме опредепяем д э з/ / ву3 и Рассчитываем ве 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
