КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теоретические основы работыСтр 1 из 3Следующая ⇒ Отношение теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме, обозначаемое буквой К, часто используется в различных термодинамических расчетах. Показатель К называют показателе адиабаты. Значение К можно выразить через отношения массовых, объемных или мольных теплоемкостей: (1) В молекулярно-кинетической теории газов для определения показателя адиабаты приводится следующая формула: (2) где п – число степеней свободы движения молекулы газа. Для одноатомного газа п = 3, К = 1,667, для двухатомных газов п = 5, К = 1,4 и для трехатомных газов п = 6, К = 1,33. Теплоемкости Ср и зависят от температуры, следовательно, и показатель адиабаты “К” должен зависеть от температуры. Установим эту зависимость следующим образцом: Используя уравнение Майера, . (3) Запишем выражение, (1) в виде . (4) Для 1 моля газа получается . (5) Обычно зависимость показателя адиабаты от температуры выражается формулой вида: , (6) где К0 – значение показателя “К”при 00С ; - коэффициент. Для двухатомных газов при температурах до 20000С эмпирически получена следующая зависимость: (7) Изменение состояния термодинамической системы, происходящее без теплообмена с окружающей средой ( ) называется адиабатным процессом. Обратимый адиабатный процесс ( и ) называется изоэнтропным процессом, т.е. процессом, в котором , - диссилативные потери. Из первого начала термодинамики следует, что для 1 кг закрытой термохимической гомогенной (однородной) системы, совершающей обратимый процесс, внешняя теплота. . (8) или используя известные выражения: ; ; получим выражение: (9), Но так как для атмосферного воздуха допустимы равенства , ; , совершенно точные лишь для идеального газа, то (10) Так как в обратимых адиабатных термодинамических процессах и , то: (11) где - введенный ранее показатель адиабаты. Разделив переменные и исключив P и V, при помощи равенства , являющегося дифференциальной формой уравнения Клайперона, получим три уравнения адиабаты: ; (12) В интегральной форме при ( ) они принимают вид: ; ; Следовательно, показатель адиабатного процесса может быть выражен также и равенствами ; (13) В идеальном изотермическом процессе , и или (14) Поэтому, если через определенную точку с параметрами в и - осях (рис.1 ) процессы и , то в состоянии I отношении или , входящее в уравнение (13) и (14), будет одно и то же. Тогда величина: (15)
Рис.1 Но если в уравнение (15) подставить малые конечные приращения, то при средний показатель адиабаты а при Р = Рб, т.е. равном барометрическому давлению. (16) При уменьшении избыточного давления Ри1 средний показатель адиабаты будет приближаться к истинному К, присущему атмосферному воздуху. Определив средний показатель адиабаты и используя равенство: (17) можно вычислить, и , а затем известных и найти , , и , т.е. определить средние изохорные и изобарные весовые, мольные и объемные теплоемкости воздуха.
|