LECTURĂ 17
REAL GASES
1. Energia potențială a interacțiunii intermoleculare.
Legile gazelor ideale nu prevăd, de exemplu, un fenomen precum condensarea. Motivul este că moleculele interacționează unul cu celălalt.
Compresibilitatea scăzută a gazelor la presiuni ridicate, precum și capacitatea corpurilor lichide și solide de a rezista la comprimare, indică faptul că forțele de repulsie reciprocă acționează între molecule. Forțele de atracție și repulsie acționează simultan.
kT este starea lichidă.
^ 2. Ecuația lui Van der Waals. Izotermele de gaz Van der Waals și compararea lor cu izotermele experimentale
Prezența forțelor atractive și repulsive conduce la faptul că la presiuni mari (când distanța dintre molecule scade) comportamentul unui gaz real va fi diferit de modelul unui gaz ideal. Forțele repulsive contracarează penetrarea unei particule date în acea regiune a volumului vasului ocupată de alte molecule. Volumul intrinsec V0 ocupat de o particula poate fi reprezentat ca volumul unei sfere cu un anumit diametru efectiv d. Prin urmare, "volumul liber" V *, în care moleculele unui gaz real pot circula liber (ca într-un gaz ideal), va fi cu puțin mai mică decât volumul V ocupat de gaz. "Volumul liber" va fi egal cu
unde b este factorul de corecție pentru un mol de gaz.
La o distanță de perete mai mică decât o anumită rază efectivă a interacțiunii intermoleculare, molecula eficientă este acționată de o anumită forță rezultantă îndreptată departe de perete și tinzând să reducă energia cinetică a moleculei
Mărimea muncii acestei forțe depinde de numărul de molecule din sfera interacțiunii efective, adică de din concentrația moleculelor din vasul n. Prin urmare, se poate argumenta că activitatea forțelor atractive este proporțională cu concentrația moleculelor: Ap = a1n. iar energia cinetică a moleculelor când se apropie de perete scade cu o cantitate Ap. Prin scăderea energiei cinetice medii a moleculelor în ecuația de bază a teoriei cinetice a gazelor, obținem o expresie pentru presiunea gazului pe peretele vasului:
Luând în considerare și denotând, primim:
Înmulțind ambele părți ale (17,3), în volumul de gaz V * si punerea nV * = νNA, în care numărul de NA- Avogadro, ν - numărul de moli de gaz, KNA = R (R - constanta de gaz), obținem expresia
Valoarea pi poate fi exprimată în termeni de volum molar Vμ; concentrarea moleculelor.Apoi, unde este coeficientul de proporționalitate, care depinde de natura moleculelor sau, dat fiind faptul că reprezentăm expresia pentru pi în forma
Înlocuind expresia (17.4) în (17.5) în loc de piu (17.1) în loc de V *, obținem ecuația stării van der Waals pentru un gaz real
Trebuie remarcat faptul că ecuația lui van der Waals este mai bine de acord cu datele experimentale decât ecuația Clapeyron-Mendeleev, în special la presiuni mari.
^ 3. Izotermele experimentale ale unui gaz real. Curba de tranziție de fază
Fizicianul englez T. Andrews a investigat experimental dependența volumului molar de dioxid de carbon de presiunea sub compresiune izotermică (1866). Rezultatele acestor experimente sub formă de dependențe în coordonatele volumului de presiune-molar (p-Vμ) sunt prezentate în Fig. 17,2 (T1TK.
4. Parametrii critici.
Ecuația lui Van der Waals poate fi scrisă în această formă:
În funcție de valorile numerice ale lui p și T pentru un anumit gaz, această ecuație poate avea una sau trei rădăcini reale. Izotermele de gaze construite conform ecuației (17.7):
Ris.17.3
(T1p2). Presiunile p1 și p2 de pe ambele laturi ale partiției sunt menținute constante
Deoarece procesul este adiabatic, conform primei legi a termodinamicii:
Lucrul mecanic total de tranziție de la starea 1 la starea 2 este compus din muncă produse atunci când se schimbă volumul la zero la V1do constantă P1 presiune și lucrarea produsă atunci când se schimbă volumul la zero la V2pri p2 presiune constantă.
Astfel, munca totală a tranziției este
Înlocuim (17.19) în (17.18):
Folosind expresia (17.17), reprezentăm formula (17.20) în formă
Formula (8.21) exprimă efectul integral Joule-Thomson. Observată la presiunea diferențială finală de pe clapeta de accelerație.
Trebuie remarcat faptul că în gazul ideal ΔWn = 0 efectul Joule-Thomson este absent, deoarece gazul ideal urmează de la (8.18) pentru gazul ideal
care este satisfăcută numai la ΔT = 0.
Temperatura Ti la care semnul schimbării efectului Joule-Thomson se numește temperatura de inversiune.
Experiența a arătat că același gaz poate fi încălzit și răcit, în funcție de condițiile de zgomot.
^ Dependența de temperatură Inversarea presiunii gazului în amonte de restricție se numește curba inversii.Krivayainversii depinde de ecuația de stare a gazului și separă sovokupnostsostoyaniygaza, tranziția între care este răcit din statele între care este încălzit.
Din grafic rezultă că temperatura inversiunii are valori maxime și minime, care corespund p = 0. Calculul arată că aceste temperaturi sunt legate de temperatura critică a gazului Tc prin formule
Presiunea maximă de inversiune pentru un gaz care respectă ecuația de stare van der Waals este.
Pentru marea majoritate a gazelor, temperatura inversiunii este peste temperatura normală. Prin urmare, extinderea la temperatura normală, gazele sunt răcite. La scurgeri mari de presiune la accelerație, temperatura gazului poate varia semnificativ. De exemplu, la o temperatură de la 200 atm la 1 atm și la o temperatură inițială de 17 ° C, aerul este răcit la 35 ° C. Acest efect integrat este baza majorității proceselor tehnice de lichefiere a gazelor.
Diagrama instalației pentru gazele lichefiate este prezentată în Fig. 17.9. Gazul, comprimat la presiune înaltă și răcit la temperatura camerei, curge prin conducta 1 la schimbătorul de căldură A.
În supapa B, gazul este agitat adiabatic la o presiune apropiată de presiunea atmosferică. În același timp, se răcește. Dacă scăderea temperaturii insuficiente pentru depozitele de gaze lichefiate, apoi returnat prin conducta 2 la schimbătorul de căldură A, unde se răcește noile porțiuni ale gazului comprimat și este evacuat prin conducta. Astfel, temperatura gazului din spatele supapei B scade treptat, până când în cele din urmă începe lichefierea gazului. Gazul condensat este colectat într-un vas C.
Numele băncii
În concluzie, atragem atenția asupra faptului că aceasta este o evaluare preliminară a costurilor. Costurile reale vor fi calculate prin.
-
Pentru prima dată, o persoană poate vedea în mod clar inconsecvențe reale și absurdități imaginate. Drogul este o lege veche și cel mai vechi legiuitor.
Maria Shekunova a dat naștere unui băiat adevărat
Actrita din seria "Băieții adevărați", Maria Tchukunova (Skornitskaya), a devenit pentru prima dată mama
Seria nouă a sezonului din Moscova
Când băieții adevărați trăiau în Perm, nu aveau nimic. Kolyana nu avea o viață de familie fericită, Vovan și Antokha.
Procesul lui Peter Ackroyd Elizabeth Cree Scanare: Ronja Rovardotter; ocrSpellCheck: golma1
Iar personajele reale istorice - Karl Marx, Oskar Wilde, Charles Dickens, clipind în paginile romanului, adaugă spectaculosului.
Curs 2 Sisteme în ecologie
Este baza ecologiei. Sistemul ecologic este obiectul principal al ecologiei. Conform teoriei generale a sistemelor, sistemul este înțeles.
De ce țară sunteți?
Să fim de acord cu japonezii, dar vom face fără sânge. Nu vom afirma despre toți locuitorii Pământului, dar rușii sunt, cel puțin, divizibili.
Platon consideră puterea ca o forță bazată pe o cunoaștere specifică a cunoașterii guvernului
Politica, 1254 A, aceasta este "legea generală a naturii". Puterea lui Aristotel joacă rolul unei forme active care transformă materia pasivă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: