1.Основные параметры состояния рабочего вещества.

Основными параметрами являются: удельный объем, давление и температура. Эти параметры в термодинамике принято называть термическими параметрами.

Удельный объем представляет собой объем единицы массы и обозначается ,

Под плотностью понимают величину, обратную удельному объему, т.е. массу единицы объема , кг/м^{3 ,} Следовательно,    = 1, а  = 1/ и  = 1/. Давление Р представляет собой силу, действующую по нормали на единицу поверхности. В системе СИ давление измеряется в н/м², эта единица называется Паскалем (Па). Кроме этого в технике часто используются внесистемные единицы давления: Бар, Па, техническая атмосфера (1 кгс/см²), физическая атмосфера, мм водяного столба, м водяного столба, мм ртутного столба. Различают абсолютное давление, избыточное давление и разрежение. Если взять два сосуда и в одном из них создать давление, большее окружающего атмосферного давления В, а в другом - меньшее, и присоединить к ним жидкостные U-образные манометры и стрелочные пружинные приборы, то получим следующие зависимости.

Действительное давление рабочего тела на стенки сосуда Р_абс называют абсолютным давлением.. Разность Р_абс - В = Р_изб называется избыточным или манометрическим давлением. Пружинный манометр показывает также избыточное давление. Если Р_абс  В то U-образный прибор покажет насколько атмосферное давление больше Р_абс в сосуде. Величина В - Р_абс = Р_раз называется разрежением или вакуумом. Абсолютное давление в этом случае находится по формуле Р_абс = В - Р_вак.м. Температура есть мера интенсивности теплового движения молекул.

PV/N=kT N - количество молекул; k - постоянная Больцмана; T - абсолютная температура. Na-число Авогадро N = vNa v - число молей газа. (3) v=m/M m - масса газа. M - молярная масса газа

2 .Уравнение состояния(Клапейрона) Параметры состояния р,  и Т находятся между собой в определенной зависимости. Эту зависимость называют уравнением состояния.

Уравнение Клапейрона содержит константу, зависящую от природы газа и относится к 1 кг или произвольной массе газа.

Запишем уравнение состояния в следующих четырех формах.

1. Уравнение Клапейрона для 1 кг газа. р = RT, где p - абсолютное давление,; R - газовая постоянная, Дж/(кг к). Газовая постоянная R имеет физический смысл работы расширения 1 кг идеального газа при нагревании его на 1К при постоянном давлении. Она индивидуальна для каждого газа. 2. Уравнение Клапейрона для произвольной массы М

Если левую и правую части уравнения (1.3) умножить на массу М, то получим: рV = MRT,

3. Уравнение Клапейрона - Менделеева для 1 киломоля газа. Особый интерес представляет уравнение состояния идеального газа, отнесенное к специальной единице количества вещества - киломолю. Киломолем (кмоль) называется такое количество вещества, масса которого в килограммах численно равна его молекулярной массе . Согласно закону Авогадро киломоли различных идеальных газов при одинаковых условиях (т.е. при одинаковых давлениях и температурах) занимают одинаковые объемы. Так, при нормальных физических условиях (НФУ)бъем киломоля V_н = 22,4 нм³/кмоль, где нм³ - нормальный м³, т.е. объем при НФУ. Умножив обе части уравнения (1.3) на массу киломоля , получим

p   = RT или pV_ = RT. Согласно закону Авогадро величина R = PV_/T будет одинакова для всех газов при всех состояниях. Величину R называют универсальной газовой постоянной, она для всех газов равна 8314 Дж/(кмольК). Тогда уравнение (1.5) принимает вид PV_ = 8314 Т. Универсальная газовая постоянная представляет собой работу расширения 1 кмоля газа при нагревании его на 1 К при постоянном давлении. Зная численное значение R, легко вычислить газовую постоянную R 4. Уравнение Клапейрона - Менделеева для произвольного числа киломолей газа Обозначив число киломолей газа через n и умножив уравнение (1.6) на n, получим уравнение состояния для n киломолей:

рV = n  8314 T, (где V - общий объем газа, м³.

3. Чем отличается идеальный газ от реального.

Реальный газ — газ, который не описывается уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева. Зависимости между его параметрами показывают, что молекулы в реальном газе взаимодействуют между собой и занимают определенный объём. Состояние реального газа часто на практике описывается обобщённым уравнением Менделеева — Клапейрона: Идеальный газ – есть некоторая идеализация, где не учитываются собственные объёмы молекул и взаимодействия молекул друг с другом (притяжение и отталкивание). Этой идеализацией можно пользоваться когда газ достаточно разрежен. В реальном газе надо учитывать собственные объёмы молекул и взаимодействия между молекулами. молекулы идеального они не сталкиваются друг с другом. а в реальном газе они движутся сталкиваясь. идеальный газ поэтому легче рассчитывать. но в реале идеального газа не существует.