41. Адиабатное дросселирование. Представление процесса дросселирования водяного пара в -диаграмме. Коэффициент Джоуля-Томпсона.

Адиабатное дросселирование – процесс течения потока через местное сопротивление при отсутствии теплообмена и производства технической работы

,

,

,

,

.

Процесс дросселирования существенно необратимый ( ) и неравновесный.

Для процесса адиабатного дросселирования известны начальное и конечное состояния вещества, а как изменяются его параметры в промежуточных точках не известно. Поэтому в диаграммах такие процессы условно изображают пунктирными линиями.

Коэффициент Джоуля-Томпсона (характеризует изменение температуры вещества при адиабатном дросселировании)

,

, – понижение температуры вещества,

, – повышение температуры,

, – температура не изменяется.

42. Дифференциальное и интегральное уравнения адиабатного дроссель-эффекта. Кривая инверсии, ее уравнение и представление в -диаграммах.

, – дифференциальный дроссель-эффект,

, – интегральный дроссель-эффект.

,

,

,

,

,

,

, – уравнение кривой инверсии.

Кривая инверсии не может пересекать линию насыщения, так как влажный пар при адиабатном дросселировании всегда охлаждается.

43. Термодинамические свойства реальных газов в однофазной области. Коэффициент сжимаемости. Приведенные параметры. Точки Бойля, линия Бойля, температура Бойля. Подобие термодинамических свойств веществ.

Термическое уравнение состояния реального газа

,

– коэффициент сжимаемости, сложная функция температуры и плотности (или давления).

Приведенные параметры:

, – приведенное давление,

, – приведенная температура,

, – приведенный удельный объем.

Точки Бойля – точки минимумов изотерм

.

Линия Бойля – геометрическое место точек минимумов изотерм.

Температура Бойля – температура, при которой линия Бойля переходит в точку .

Подобие термодинамических свойств веществ

Критерии подобия (приведенные параметры) характеризуют отличие заданного состояния вещества от физически одинакового для всех веществ критического состояния.

Правило соответственных состояний:

если , , то .

Это означает, что подобные вещества, в соответствии с этим правилом, подчиняются единому приведенному уравнению состояния.

44. Зависимость изобарной теплоемкости реального газа в однофазной области от температуры и давления.

В сверхкритической области на изобарах имеются максимумы, в которых значение теплоемкости тем больше, чем ближе давление к критическому, а в критической точке изобарная теплоемкость равна бесконечности.

45. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Физический смысл поправок в его составе. Возможные решения уравнения. Устойчивые и неустойчивые состояния вещества.

Уравнение Ван-дер-Ваальса – уравнение состояния реального газа

,

– число, которое входит в поправку, учитывает внутреннее давление газа, то есть учитывает взаимодействие молекул,

– поправка, учитывающая собственный объем молекул.

Возможные решения:

1) 3 равных действительных корня – ,

,

,

,

находим , , или , .

2) 3 различных действительных корня – ;

фазовый переход (докритическое давление),

,

– давление насыщения,

– перегретая жидкость,

– переохлажденный пар,

– физически нереализуемое состояние.

Существование участка рассматривается как доказательство необходимости распада вещества на 2 фазы – жидкость и газ.

Состояния и – метастабильные (устойчивые).

Точки – неустойчивое состояние. При их достижении вещество должно распадаться на 2 фазы.

3) 1 действительный и 2 мнимых корня – ;

сверхкритическое давление, при заданных давлении, температуре, возможно значение объема, мнимые корни не имеют физического смысла.