ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
I.4. Состояния системы. Уравнения состояния системы.
Каждому взаимодействию данного рода соответствует своя координата и свой потенциал, как было показано ранее. Так, для термодеформационной системы можно записать четвёрку параметров:
Совокупность координат и потенциалов общим числом 2n называется термодинамическими параметрами состояния системы. Пример. Для термодеформационной системы n = 2, так как система допускает тепловое и деформационное взаимодействии. Как было установлено в ходе развития термодинамики, вся совокупность координат состояния системы полностью характеризует состояние системы. Так, внутренняя энергия системы U = U(x1, x2,…,xn) Потенциалы также являются однозначными функциями всей совокупности координат системы, то есть Pk = Pk(x1, x2,…,xn) (13) Уравнение (13) называется уравнением состояния системы в общем виде. Рассмотрим термодеформационную систему, для которой (13) запишется как два уравнения: T = T(S, v) и p = p(S, v). Так как приборов для измерения энтропии нет, то желательно энтропию из этих уравнений исключить. Выразим S из первого уравнения, подставим во второе и окончательно получим F(p, T, v) = 0 (14) Уравнение (14) называется уравнением состояния термодеформационной системы в общем виде. Конкретный вид этого уравнения состояния системы классическая термодинамика вследствие макроскопичности получить не может и вынуждена заимствовать у других наук. Из физики известно уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона): pv = RT (15) Здесь, R, удельная газовая постоянная. R является индивидуальной характеристикой газа, содержится в справочной литературе или вычисляется через универсальную газовую постоянную R = , (16) где μ – молярная масса. Например, для воздуха μ = 28,96 и R= 8314/28,96= 287
Идеальный газ– это газ, молекулы которого не имеют объёма, отсутствуют силы межмолекулярного притяжения и ассоциации молекул. Таким образом, идеальный газ – это научная абстракция, в природе его нет. При малых давлениях и высоких температурах любой газ можно условно считать идеальным и применять к нему уравнение состояния идеального газа. Чем выше давление и ниже температура, тем больше свойства газа отклоняются от свойств идеального газа. Уравнением (15) рекомендуется пользоваться, если давление газа не превышает 3 МПа. Чем выше давление, тем выше погрешность уравнения Менделеева-Клапейрона. Уравнение состояния идеального газа записывется в различных формах. pvμ = RμT (17) Уравнение (17) было получено Д.И. Менделеевым; Здесь, vμ – молярный объём. Удельный объем и молярный объем связаны между собой соотношением (18) Если подставить в уравнение (17) соотношения (18) и (16), то получим pv = RT. В таком виде уравнение состояния идеального газа получил Клапейрон. pW = MRT (19) М – масса системы, кг; W – объем системы, м3.
(20) где – число киломолей вещества системы. Киломоль – это количество вещества в килограммах, численно равное его молекулярной массе. Например, 1 кмоль воздуха (µ = 28,96) имеет массу 28,96 кг.
p = ρRT (21) где ρ = , плотность, (22) Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|