Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
ТНиС 02
Содержание
- 1. ТНиС 02
- 2. Основное уравнение газов Если в сосуде находится
- 3. Закон Дальтона Каждая составляющая в уравнении
- 4. Смеси идеальных газов В технике часто
- 5. Массовая и объемная доли компонента Смесь можно
- 6. Объемная доля компонента Парциальный объем компонента –
- 7. Мольная доля компонента Обозначим число кило молей
- 8. Молекулярная масса смеси Масса смеси равна сумме
- 9. Соотношение между массовыми и объемными долями
- 10. Уравнение Клапейрона Запишем уравнение состояния идеальных газов
- 11. Газовая постоянная смеси При сравнении (10) и
- 12. Парциальные давления компонентов Чтобы определить парциальные давления
- 13. Параметр состояния – внутренняя энергия
- 14. Функция процесса – теплота При соприкосновении
- 15. Работа газа Пусть в цилиндре
- 16. Физический смысл pv-диаграммы Заштрихованная площадка под процессом
- 17. I закон термодинамики I закон (начало) термодинамики
- 18. Аналитическое выражение I закона термодинамики Таким
- 19. Скачать презентанцию
Основное уравнение газов Если в сосуде находится смесь идеальных газов, то ее давление можно найти по основному уравнению молекулярно-кинетической теории газов, Па: , (1) где n1, n2 – число молекул каждого газа
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1ТНиС 02
● Смеси идеальных газов
● I закон термодинамики
●
Внутренняя энергия и работа
И. © НГТУ, 2014
Слайд 2Основное уравнение газов
Если в сосуде находится смесь идеальных
газов, то ее
давление можно найти по основному уравнению
молекулярно-кинетической
теории газов, Па:, (1)
где n1, n2 – число молекул каждого газа в 1 м³ смеси;
w1, w2 – средние скорости движения молекул газов, м/с.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 3Закон Дальтона
Каждая составляющая в уравнении (1) представляет
собой парциальное давление pi компонента смеси, то есть
давление, которое имел
бы компонент, если бы он одинзанимал весь объем смеси.
Тогда закон Дальтона для смеси газов при n компонентах
имеет вид:
. (2)
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 4Смеси идеальных газов
В технике часто приходится иметь дело
со смесями газов
(продукты сгорания топлива в ПТУ, ГТУ, ДВС).
Воздух также является смесью газов: N2, O2, H2O, CO2.
Смесью газов считается механическая смесь компонентов,
не взаимодействующих между собой химически.
Каждый компонент занимает весь объем смеси, имеет
температуру смеси и свое парциальное давление.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 5Массовая и объемная доли компонента
Смесь можно задать массовыми, объемными
и мольными
долями компонентов:
● массовая доля – отношение
масс компонента и смеси:gi=mi/m.
Так как , то .
● объемная доля – это отношение парциального объема
компонента к объему смеси:
ri=Vi /V.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 6Объемная доля компонента
Парциальный объем компонента – это объем, который
имел
бы один газ при полном давлении смеси.
При T=idem
по закону Бойля-Мариотта pVi=piV, откуда парциальный объем компонента
Vi=Vpi /p. (3)
По закону Дальтона , тогда из (3): ,
то есть сумма парциальных объемов компонентов
равна объему смеси, следовательно:
. (4)
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 7Мольная доля компонента
Обозначим число кило молей компонента и смеси
соответственно Mi, M.
● Мольная доля – отношение числа кило
молей компонента и смеси Mi/M. С учетом того, что Mi=mi/μi; M=m/μ, получим:
(5)
По закону Авогадро при p=idem; T=idem: ρi/ρ = μi/μ. (6)
Подставив (6) в (5), получим , то есть
задания смеси мольными и объемными долями равнозначны.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 8Молекулярная масса смеси
Масса смеси равна сумме масс ее компонентов
.
С учетом того, что m=μM; mi=μiMi,
получим:Поделив на M левую и правую части полученного равенства
и с учетом обозначения мольной доли ri=Mi/M имеем:
(7)
то есть кажущаяся молекулярная масса смеси равна сумме
произведений молекулярных масс компонентов на их
мольные (объемные) доли.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 9Соотношение между массовыми
и объемными долями компонентов
Выразим массовую долю
компонента через мольную
(объемную):
Или с учетом выражения (7)
для молекулярной массы смеси: (8)
Выразим мольную (объемную) долю компонента через
массовую:
(9)
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 10Уравнение Клапейрона
Запишем уравнение состояния идеальных газов
(Клапейрона) для смеси
и компонента:
pV = mRT;
piV = miRiT.
(10)Просуммируем левые и правые части последнего:
.
Но по закону Дальтона ,
с учетом чего имеем: . (11)
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 11Газовая постоянная смеси
При сравнении (10) и (11) видим, что
их левые части
одинаковые, значит и правые части равны между
собой: , откуда поделив на m и с учетом mi /m=gi
имеем:
. (12)
Для определения газовой постоянной газов использовалась
формула R=8314/μ.
Ее можно использовать и для смеси газов, если подставить
в нее выражение молекулярной массы смеси, то есть:
(13)
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 12Парциальные давления компонентов
Чтобы определить парциальные давления компонентов,
запишем
уравнение Клапейрона для компонента и смеси:
piV=miRiT;
pV=mRT.
Поделим
их левые и правые части pi/p=miRi/(mR) и с учетом mi/m=gi получим:
. (14)
или через объемные доли из закона Бойля-Мариотта piV=pVi:
. (15)
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 13Параметр состояния –
внутренняя энергия
Внутренняя энергия газа
u, Дж/кг:
представляет собой сумму кинетических энергий
поступательного и
вращательного движения молекул, колебательного движения атомов в молекуле и
потенциальной энергии взаимодействия
между молекулами:
.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 14Функция процесса – теплота
При соприкосновении двух тел
они обмениваются внутренней
энергией в форме теплоты q, Дж/кг (процесс
теплообмена между телами).
Таким образом, понятие теплоты относится к процессу
изменения состояния, в то время как параметр состояния
внутренняя энергия – только к состоянию рабочего тела.
Теплота, подведенная к газу – положительная;
отведенная от газа – отрицательная.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 15Работа газа
Пусть в цилиндре находится
1 кг
газа при давлении p>pатм.
Газ стремится расшириться и
перемещает
поршень, то есть совершает положительную
работу + l, Дж/кг.
При сжатии над газом
совершается отрицательная
работа – l.
Работа, как и теплота является функцией процесса.
1 кг
p 1(p1,v1)
0 v
2(p2,v2)
dS
dv
4 3
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 16Физический смысл pv-диаграммы
Заштрихованная площадка под процессом расширения
1-2
является элементарной работой 1 кг газа
dl =pfdS=pdv,
где
p
– давление, Па; v - удельный объем газа, м3/кг;
f – сечение поршня, м²;
dS – перемещение поршня, м.
Работа газа в процессе 1-2, Дж/кг:
.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 17I закон термодинамики
I закон (начало) термодинамики является частным случаем
всеобщего закона сохранения энергии М.В. Ломоносова.
Его аналитическое
выражение вытекает из рассуждений: если к 1 кг газа в цилиндре подвести теплоту dq, то его
температура возрастет на dT.
Следовательно внутренняя энергия газа изменится на
величину du.
Объем увеличится и газ переместит поршень на величину
dS, то есть совершит работу против внешних сил dl=pdv.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 18Аналитическое выражение
I закона термодинамики
Таким образом, аналитическое выражение I
закона
термодинамики для элементарного процесса:
dq=du+dl
или
dq=du+pdv
и
для конечного процесса 1-2:q=Δu+l.
Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
