 |
|
Кривые, соответствующие этим процессам, расположены между изотермой и
адиабатой. Для процессов третьей группы γ < п < +∞. Кривые для этих про-
Цессов расположены между адиабатой и изохорой.
Понятие политропного процесса широко используется для описания
Реальных термодинамических процессов, происходящих в промышленных
Аппаратах. При этом, исследуя определенный термодинамический процесс,
Который необходимо представить как политропный, необходимо прежде
Всего определить величину показателя политропы. Если известны начальное
И конечное состояния рассматриваемого процесса, показатель политропы
Определяют следующим образом. Для известных параметров состояний
Запишем уравнение политропы (2.14). Логарифмируя это равенство, к при-
меру, получим: 1 1 2 2 ln p +nlnv = ln p +nlnv ,
откуда легко определяется показатель политропы:
Ln 1 / ln v
v
p
p
n = .
Термодинамические процессы реального газа
Реальные газы лишь приближенно описываются уравнением состояния
Идеального газа. При высоких давлениях и низких температурах (когда газ
Близок к конденсации) отклонения от идеального поведения становятся зна-
Чительными.
Удобной мерой не идеальности является фактор сжимаемости z,
Который с учетом уравнения состояния идеального газа (2.1, а), определяется
выражением:
RT
z = pv , (2.20)
при этом для идеального газа z = 1 при любых условиях.
На рис. 2.6 представлен фактор сжимаемости некоторых реальных
Газов как функция от давления при 298 К (пунктир соответствует идеальному
газу). Видно, что при высоких давлениях для всех газов z > 1, т.е. их труднее
Сжать, чем идеальный газ, поскольку в этой области преобладают силы
Межмолекулярного отталкивания. При низких давлениях для некоторых
газов z <1, что объясняется преобладанием межмолекулярного притяжения.
При р ≈ 0 для всех газов z ≈ 1, т.е. в этих условиях все газы ведут себя как
Идеальные.
Таким образом, в случае, когда фактор сжимаемости для реальных
Газов близок к единице, их можно рассматривать как идеальные газы и
Расчеты термодинамических функций (работа, теплота, изменение внут-
Ренней энергии и др.) проводить по выше рассмотренным уравнениям,
Рис. 2.6. Зависимость фактора сжимаемости
От давления для ряда газов
Используя в качестве уравнения состояния газа – уравнение Клапейрона -
Менделеева.
Для описания реальных газов используют более сложные уравнения
Состояния, в которых межмолекулярные взаимодействия учитывают с
Помощью эмпирических параметров, индивидуальных для каждого газа.
Известно более ста подобных уравнений, отличающихся числом параметров,
Степенью точности и областью применимости. Выяснилось, что ни одно из
Этих уравнений не является универсальным и достаточно точным для описа-
Ния реальных газов в широком диапазоне значений р, v и Т, кроме того все
Эти уравнения оказались непригодными в области конденсации газов.
Наиболее известным уравнением, описывающим одновременно
свойства газа и жидкости, является уравнение Ван-дер-Ваальса:
(v b ) RT
v
p + a − = ⎟
⎟
⎠
⎞
⎜ ⎜
⎝
⎛ ) 2 , (2.21)
или 0 2 3 = − + + − ⎟
⎟⎠
⎞
⎜ ⎜⎝
⎛
⎟ ⎟⎠
⎞
⎜ ⎜⎝
⎛
p
V ab p
V a p
V b RT (2.21, а)