Keverékek ideális gázok, hogy meghatározzák összetételüket és a hőkapacitása a gázkeverék - studopediya
A termikus motorok (gépek) a munkaközeg egy keveréke a különböző gázok. Ha a komponensek a keverék nem lépnek kémiai reakcióba egymással, és az egyes komponens kielégíti az egyenletet Clapeyron állapotban, ezt a keveréket nem tekinthető ideális gáz.
A számításhoz a keverék szükséges meghatározni # 956; cm - srednemolyarnuyu tömeg és RCM az adott gáz állandó a keverék. Ezeket meghatározni, ismerni kell a keverék összetétele, azaz a. E. Mi alkatrészek és milyen mennyiségben keveréket képezve, amely paramétereket minden egyes komponens tartalmaz a keverék.
Mindegyik komponenst az elegy úgy viselkedik, mintha a keverék nem volt más gázok elfoglalja a teljes rendelkezésre álló térfogatot, amelyben a keverék, hogy legyen a állapotegyenlet és fejti ki az úgynevezett parciális nyomása a falakon, miközben a hőmérsékletet a keverék komponensek azonos, és egyenlő hőmérsékletű keverék.
A törvény szerint a Dalton keverék P nyomás egyenlő az összege parciális nyomások az egyes komponensek a keverék:
N-, ahol a száma keverék komponensei.
A törvény amagat - a V térfogata egyenlő a keverék részleges térfogat az egyes komponensek a keverék olyan hőmérsékleten és nyomáson keveréke:
ahol - a részleges térfogat, m3; V- keveréket térfogata, m3
Az elegyet készítmény beállított mennyiség (moláris), vagy tömeg frakciók.
A térfogathányada az i-edik komponense - .. az aránya a részleges térfogat térfogatarányú elegyét a komponens, azaz, az összege térfogatarányából komponenseket egy keverék egyenlő 1, azaz, ... Ha a megadott érték% -ban, ezek összege 100%.
A móltörttel i-edik komponense ni -. A számának aránya kmol Ni komponenst között kmol g N, azaz, ahol, azaz száma kmol az egyes komponensek és az egész keveréket a megfelelő arányban által elfoglalt térfogat egy kmol komponens ... és keverékek általában.
Tekintettel arra, hogy ideális gáz azonos körülmények között, azonos térfogatú kilomole, majd miután helyettesítésével kapjuk, azaz a moláris frakció és a hangerő számszerűen egyenlő ideális gázok ...
Tömegtörtje i-edik komponense - egy összetevő tömegaránya a keverék tömegét: ez azt jelenti, hogy a tömeg a keverék összegével egyenlő a tömegek a komponensek, valamint az összege tömegarányai komponensek egyenlő 1 (vagy 100%).
Újraszámítása térfogatú frakciókat tömeges és vissza alapul, a következő összefüggések:
ahol # 961; = # 956; / 22,4 kg / m 3.
Ebből eredően az következik, hogy a tömeghányada az i-edik komponense határozza következő összefüggésből:
ahol - a keverék sűrűsége, kg / m 3. - térfogathányada az i-edik komponense.
A jövőben lehet meghatározni térfogatarányát.
A sűrűség térfogatarányából Meghatározzuk a keverék a kapcsolatban
A parciális nyomás határozza meg a képletek:
Állapotegyenlet keverék komponenseit, és általában a formában:
ahonnan, transzformációk után megkapjuk a tömeges frakciók
A sűrűség és a fajlagos térfogat elegyét tömegarányai:
Kiszámításához parciális nyomása a képletet használjuk:
Újraszámítása tömeges frakciók térfogata végezzük az alábbi képlet szerint:
Annak megállapítására, a hőkapacitása a gázkeverék származhatnak a helyzetben, hogy a fűtés (hűtés) a gázkeverék a melegítendő (hűtött), mind a keverék komponensek
ahol Qi = Mi ci # 8710; t - hő fordítható hőmérséklet-változás i-edik keveréket komponens CI - tömege hőkapacitása i-edik komponense a keverék.
A hőkapacitása keveréket meghatározzuk a kapcsolat (ha a keveréket adott tömeges arányban)
A moláris térfogata és hőkapacitása a keverék előre meghatározott térfogatú frakciókat definiált
1.5 példa A száraz levegő tömege áll GO2 = 23,3% oxigén és GN2 = 76,6% nitrogént. Határozzuk meg az összetétele a levegő térfogatát (és RO2 RN2), és az elegyet gázállandó.
1. Az 1. táblázat azt találjuk kg / kmol és kg / kmol
2. térfogatarányát határozza oxigén és nitrogén:
1. A gázállandó levegő (keverék) úgy határozzuk meg, a képlet:
Példa 1.6. Határozza meg a hőmennyiség fűtési igény a gázelegy tömeg M = 2 kg P = const, amely tömeg% -ban: ,,,, a hőmérséklet pedig körülbelül 900 t1 = t2 = C 1200 ° C-on
1. Határozza meg az átlagos ömlesztett hőkapacitása alkotó komponensek a gázkeverék p = const és t1 = 900 ° C (a P2):
= 1,0258 kJ / kg · K; = 1.1045 kJ / kg · K;
= 1,1078 kJ / kg · K; = 2,1097 kJ / kg · K;
2. Határozza meg az átlagos ömlesztett hőkapacitása komponenst alkotó gázkeverék p = const és t1 = 1200 ° C (P2):
= 1,0509 kJ / kg · K; = 1,153 kJ / kg · K;
= 1,1359 kJ / kg · K; = 2,2106 kJ / kg · K;
3. Határozza meg az átlagos hőkapacitása a keverék tömege hőmérséklet-tartomány: t2 = 1200 ° C, és a t1 = 900 ° C-on:
4. A hőmennyiséget a keverék melegítése 2 kg F = const:
A termodinamika első főtétele létrehozza a mennyiségi kapcsolat a változás belső energia a rendszer és a mechanikai munka ellen a külső nyomást erők környezet következtében a dolgozó szervezet a hőszolgáltatás.
Egy zárt termodinamikai egyenlet az első törvény által adott
A hő adódik át a munkaközeg (vagy rendszer), hogy növeljük a belső energia (dU) növekedése miatt a testhőmérséklet és teljesíteni külső munkát (dl) bővülése miatt a munkaközeg és növeli a térfogatát.
Első Törvény felírható dH = dq + VDP = dq-d L0,
ahol d L0 = VDP - elemi munka nyomás változása az úgynevezett hasznos külső (technikai) működését.
dU - változás a belső energia a munkaközeg (rendszer), beleértve az energia termikus molekuláris mozgását (transzlációs, rotációs és vibrációs) és a potenciális energiája kölcsönhatás a molekulák.
Mivel az átmenet az egyik állapotból a másikba annak eredményeként jön létre a hőszolgáltató, így a munkafolyadék melegítjük és hőmérséklet-emelkedés által dT és a hangerő növekszik dV.
Fokozott testhőmérséklet növekedését okozza a kinetikus energia a részecskék, és a növekedés és a test térfogata változásához vezet a potenciális energia a részecskék. Ennek eredményeként, a belső energia a test növekszik dU, ezért a belső energia U függvénye az állapotban a test és leírhatók függvényében két független változó U = f1 (P, V); U = f2 (P, T), U = f3 (# 965 ;, T). A változás a belső energia a termodinamikai folyamat határozza csak a kezdeti (U1), és a végén (U2) állapota t. E.
A differenciális formában a változás belső energia felírható
a) a hőmérséklet függvényében és a fajlagos térfogat
b) a hőmérséklet függvényében, mint majd
Gyakorlati célokra, ami figyelembe kell vennie a hőmérséklet-különbség Cv, empirikus képletek és táblázatok külön belső energia (gyakran moláris). Az ideális gázok, moláris energia belső Um elegyet formula határozza meg
Előállítása a megadott tömeg arányokat. Így a belső energia sistemyi tulajdonság jellemzi a rendszer állapotát.
Entalpia - a hő állami funkció bevezetett Kamerlingh Onnes (Nobel, 1913), amely összege a belső energia a rendszer U és a P rendszer nyomása kapacitása termék térfogatának V.
Óta tagja funkcióit állami mennyiségek, azonban az is funkciója az állam H t H F = f1 (P, V) ..; H = f2 (V, T); H = f3 (P, T).
A entalpiaváltozást nK beleszeret termodinamikai folyamat H1 által meghatározott kezdeti és a végső állapotban H2 és nem függ a folyamat. Ha a rendszer tartalmaz 1 kg anyag, az alkalmazott fajlagos entalpia J / kg.
Egy ideális gáz a differenciálegyenlet formájában
illetve fajlagos entalpia határozza meg a képlet
Az egyenlet első főtétel dq = dU + Pd # 965;, ahol az egyetlen fajta munka a munka expanziós Pd # 965; = d (P # 965;) - # 965; dP, majd dq = d (U + P # 965) - # 965; dP, ahol
A izobár (dP = 0), akkor
A gyakorlati számításokban, ez a kifejezés gyakran használják, így van egy csomó táblázatok, amelyek értékei entalpia.
Közötti arány dh és dU fel, azaz a. E. entalpia változás a termodinamikai folyamatot a „k” idők változását belső energia.
A számításhoz az ideális gázkeverék arányt használunk, illetve a poláros tömeg és entalpia,
Entrópia - intézkedés a visszafordíthatatlan energiaelnyelő bevezetett Clausius P. (1865)
A termodinamikai rendszer végrehajtó végtelenül lassú (kvázistatikusan) ciklikus folyamat, amelyben a rendszer egymás után kapja kis hőmennyiség dQ a megfelelő értékek a T hőmérséklet, az integrál egy adott hőmennyiség a ciklus alatt értéke 0 (azaz. E., Egyenlő Clausius) A differenciális E funkció állam úgynevezett entrópia. Egy tetszőleges számú gáz entrópia úgy határozzuk meg, 1 kg anyag, J / (kg · K). Differentsmal elemi reverzibilis folyamat egyik kg gáz lesz, ha a dQ = SDT majd
Entrópia is képviselteti függvényében bármely két állapot paraméterek ;
Közeli hőmérsékleten abszolút nulla, az entrópia anyag a kondenzált állapotban, hogy a megrendelt kristályszerkezet, nullához (r. F. S0 = 0 T = 0, K).
A mérnöki termodinamika entrópia változása # 8710; S a folyamat határozza meg a képlet
Ezért, entrópia mérjük egy önkényesen kiválasztott szint csak a „növekmény”.
Egy ideális gáz Cv = const
vagy után helyettesítési
Mivel entrópia függvényében a üzemi állapotban a test, akkor a fenti képlet nem függ a beadás a munkaközeg közötti átmenet államok az 1. és 2., valamint az egyensúlyi shift vagy nem.
A számítások során a T-S grafikon, amely a rendszer állapotot képviseli „pont”, és a termodinamikai folyamat sor.
Diagram T-S - elemi folyamat hő # 948; q ábrázolt elemi peronmagasság T és bázis dS, és a vonala alatti terület megegyezik a folyamat hő folyamatot.
ha # 948; q> 0, akkor a szállított hő és a munkaközeg növeljük entrópia (dS> 0), ha # 948; q <0, то теплота отводится и энтропия тела убывает (dS <0)