Процессы изменения состояния газа

На графике p/V можно проследить изменение газа при его переходе от одной точки до другой. Было бы лучше, и более нагляднее, прослеживать изменение газа на графике с тремя осями, а именно р, V и Т. Процесс изменения газа при этом будет отображаться на графике кривой, которая на самом деле будет лежать в трехмерном пространстве. Если же рассматривать отдельные процессы изменения состояния газа, то можно выделить следующие: изохорный процесс (объем при этом остается неизменным); изобарный процесс (давление газа является константой), изотермический процесс (газ имеет постоянную температуру); изотропический или адиабатический процесс (отсутствует теплообмен с внешней средой) и политропический процесс (процесс, при котором используются элементарные математические функции для описания теплообмена с внешней средой).

Примером изохорного процесса является нагревание газа в изолированном резервуаре. Что бы посчитать количество подводимой теплоты можно воспользоваться следующей формулой:

Процесс нагрева газа в цилиндре, с постоянным давлением, представляет собой изобарный процесс. При этом рассчитать количество подводимой теплоты можно по формуле:

Если рассматривать изотермический процесс сжатия, то отмечаем тот факт, что газ в цилиндре сжать по изотерме практически невозможно, т.к. это очень медленный процесс и практически невыполнимый. Что бы добиться постоянной температуры газа при его сжатии необходимо постепенно отводить то количество теплоты, которое образуется при работе сжатия.

При расчетах подводимой теплоты применяют формулу:

Изоэнтропический процесс. Данный процесс можно наблюдать при сжатии газа в изолированном объеме без сопровождения процессов теплообмена с внешней средой. Выразить в виде формулы данный процесс можно так:

Любой процесс, по сути дела, представляет собой промежуточное звено между изотермическим процессом (при теплообмене с внешней средой) и изоэнтропическим процессом (противоположен изотермическому процессу), - такой общий процесс называется политропическим.

Математически данный процесс можно представить так:

Совершенный газ - в гидроаэромеханике - газ, параметры которого удовлетворяют уравнению Клапейрона (p - давление, - плотность, R - газовая постоянная, - молярная масса). Совершенный газ имеет постоянные удельные теплоемкости при постоянном объеме и давлении (соответственно, ). В термодинамике такой газ называется идеальным газом; в гидроаэромеханике и газовой динамике под идеальным газом понимают газ, в котором отсутствует вязкость и теплопроводность (см. Идеальная жидкость). Модель совершенного газа удовлетворительно описывает поведение реальных газов и газовых смесей (например, воздуха) в ограниченном диапазоне изменения p и T и широко используется при расчетно-теоретических исследованиях течения газов.

Дата добавления: 2015-05-23