АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основні закони газового стану

Читайте также:
  1. I.4. ОСНОВНІ МОДЕЛІ ЗВЕРТАННЯ В УКРАЇНСЬКІЙ МОВІ
  2. II. Основні напрями роботи, завдання та функції управління
  3. III. Основні правила та обов’язки працівників
  4. IV. Основні обов’язки власника або уповноваженого ним органу
  5. IV. Основні поняття і визначення,
  6. N 1243, 31.10.2011, Наказ, Про Основні орієнтири виховання учнів 1-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів України, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
  7. XI Про Закони
  8. XXXI. ПОСЛЕЗАКОНИЕ
  9. А. ОСНОВНІ ФОРМУЛИ, ЯКІ НЕОБХІДНО ВИКОРИСТАТИ
  10. Адаптація. Характеристика адаптацій. Основні концепції адаптаційних пристосувань
  11. Аналіз складу, структури і технічного стану основних фондів
  12. Аналіз стану облікової політики

1. 1. Закон Бойля - Маріотта

При постійній температурі об'єм ідеального газу змінюється обернено пропорційно до тиску, тобто

. (1.1)

Звідси

Р1V1=P2V2=const, (1.2)

 

де V1- об'єм газу при тиску Р1;

V2 - об'єм тієї ж кількості газу при тиску Р2.

Враховуючи, що питомі об'єми газу обернено пропорційні щільності, можна записати

, (1.3)

де r1 і r2 - щільність газу відповідно при тисках Р1 і Р2.

 

1. 2. Закон Гей-Люссака

Об'єм певної кількості ідеального газу при постійному тиску збільшується з підвищенням температури. Так, якщо при температурі 00С газ займає об'єм V0, м3, то при температурі t об'єм газу складає

Vt = V0(1+at) (1.4)

де аt -коеффіціент розширення газу при підвищенні температури на 10С, приблизно рівний 1/273.

Для одного і того ж газу при постійному тиску, але різних температурах справедливе співвідношення

, (1.5)

де Т - абсолютна температура, рівна 273+t

Якщо газ знаходиться в закритій місткості постійного об'єму, то при підвищенні температури газу в ній зростатиме тиск

Рt0(1+арt), (1.6)

де ар - коефіцієнт об'ємного розширення.

Співвідношення між абсолютною температурою і тиском для однієї і тієї ж кількості газу при постійному об'ємі буде

. (1.7)

Для ідеальних газів коефіцієнт ар і а t однакові.

 

 

1. 3. Закон Авогадро

 

Рівні об'єми різних газів при однакових температурах і тиску прямо пропорційні їх молекулярним вагам, тобто

(1.8)

оскільки

і , (1.9)

то

М1V1=M2V2= const. (1.10)

Рівні об'єми різних газів при однаковій температурі і тиску містять рівне число молекул. Це число для однієї моль будь-якого газу складає N =6,025×1023 і називається числом Авогадро. З цього виходить, що при певній температурі і тиску г/міль будь-якого газу займатиме майже один і той же об'єм, рівний частці від ділення ваги одній г/міль на вагу 1м3 газа. При 00С и Р =1,01×105 Па, МV =22,4м3.

Закон Авогадро дозволяє визначити щільність будь-якого газу за нормальних умов по молекулярній вазі, кг/нм3

(1.11)

і відносна питома вага по повітрю

S = , (1.12)

де М - молекулярна вага газу, кг; Vm - молекулярний об'єм газу, нм3/моль;

1,293 - питома вага повітря, кг/нм3.

 

1. 4. Рівняння Клапейрона

const. (1.13)

 

Позначаючи постійну величину через R, отримаємо для 1 кг газу

PV=RT. (1.14)

Для m кг газу рівняння буде

PV=mRT (1.15)

де P - тиск, Па; V - об'єм газу, кг; m - маса газу, кг; R - газова стала, Дж/(кг×к); T - абсолютна температура, К.

У газовому господарстві робочим тілом являється не окремий однорідний газ, а суміш, що складається з різних газів. Суміш газів, не вступаючих між собою в хімічні сполуки, поводиться, як ідеальний газ і підкоряється рівнянню стану (1.15).

Для реальних газів рівняння стану має вигляд:

PV=zmRT, (1.16)

де z - коефіцієнт стисливості газу.

Кожен близький за своїми властивостями до ідеального газ, що входить в суміш, поводиться так, якби в суміші не було інших газів: поширюється за усім обсягом суміші і наслідує своє рівняння стану.

1. 5. Закон Дальтона

 

Суміш газів підкоряється закону Дальтона, згідно з яким загальний тиск суміші дорівнює сумі тисків окремих компонентів, що утворюють суміш, тобто сумі парціальних тисків:

P=P1+P2+..+Pn. (1.17)

Парціальним тиском називається тиск, який має кожен газ в об'ємі суміші при температурі суміші. При цьому парціальний тиск кожного компонента дорівнює загальному тиску, помноженому на величину об'ємного (молярного) вмісту цього компонента в суміші.

Pi=riP. (1.18)

Аналогічно закону Дальтона, Амага запропонував закон адитивності парціальних об'ємів, згідно з яким загальний об'єм газової суміші дорівнює сумі парціальних об'ємів компонентів суміші:

V=V1+V2+...+Vn (1.19)

Під парціальним об'ємом компонентів ідеальної газової суміші розуміється об'єм, який займав би цей компонент за відсутності інших, знаходячись в такій же кількості, під тим же тиском і при тій же температурі, що і в суміші.

Парціальний об'єм кожного компонента газової суміші дорівнює загальному об'єму, помноженому на об'ємну (молярну) концентрацію його в суміші:

Vi=riV. (1.20)

Співвідношення між кількістю окремих газів, що входять в суміш, можуть задаватися об'ємним або ваговим складами. Об'ємний склад газових сумішей являється одночасно і молярним складом, оскільки об'єм 1 кмоля вуглеводневого газу є величина постійна, рівна 22,4 нм3.

 

 

1. 6. Закон Гейама (Гремма)

Швидкість дифузії газу назад пропорційна корню квадратному з його щільності.

Поширюючи цей закон на витікання газу з малих отворів, закон Гейама свідчить, що при однакових тисках і температурах швидкості витікання різних газів з малих отворів назад пропорційні корінню квадратному з їх щільності r, тобто

. (1.21)

Час витікання газів t через отвори обернено пропорційно до швидкостей витікання цих газів w:

. (1.22)

Швидкість витікання визначається по формулі:

W= , (1.23)

де Р1 і Р2 - початковий і кінцевий тиск; r - щільність газу.

(1.22)

 

1. 7. Закон Рауля

Всі зріджені вуглеводневі гази взаємно розчинні один в одному, тому до них при невисоких тисках з достатньою для практики точністю застосуємо закон Рауля.

Парціальний тиск Рi будь-якого компонента в рідкій суміші дорівнює молекулярній концентрації його в рідкій фазі Хi помноженій на пружність його пари в чистому вигляді при цій температурі, тобто

Рi =Xi× (1.24)

Загальний тиск або пружність пари рідини Р, що складається з декількох компонентів, дорівнює сумі парціальних тисків цих компонентів:

Р=Р12+...+Рn= i (1.25)

 

1. 8. Середній моль - вага суміші

Mсум= (1.26)

де q1, q2 -вміст компонентів в суміші.

 

1. 9. Об'єм пари при випаровуванні рідини

V= × 22,4 (1.27)

де G - вага суміші (дорівнює числу моль), кг; М - моль, вага, кг/моль; 22,4 м3 - об'єм 1г - моль.

Vсм=()×22,4 (1.28)


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)