Состав сухого воздуха до высоты 90 км

(Литвинов Ю.А., Боровик В.О. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.:Машиностроение, 1979. 288 с.)

Наименование составляющей атмосферного воздуха	Хими-ческая форму-ла	Газовая посто- янная R	Масса одного киломо-ля кг/кмоль	Содержа-ние составляю-щей в процентах
Азот	N2	296.8	28.0134	78.084
Кислород	O3	259.8	31.9968	20.9476
Аргон	Ar	208.2	39.9440	0.934
Углекислый газ	CO2	188.9	44.0079	0.0314
Неон	Ne	411.9	20.1830	1.818х10-3
Метан	CH4	519.6	16.0000	0.2х10-3
Сернистый ангидрид	SO2	129.8	64.0656	0.1х10-3
Гелий	He	2077.2	4.0026	524х10-6
Криптон	Kr	99.2	83.8000	114х10-6
Водород	H2	4124.4	2.0159	50х10-6
Окись азота	N2O	188.9	44.0118	50х10-6
Ксенон	Xe	261.4	31.8000	8.7х10-6
Озон	O3	173.2	48.0000	7х10-6 (летом) 2х10-6 (зимой)
Перекись азота	NO2	180.7	46.0000	2х10-6
Йод	J2	65.5	126.9044	1х10-6

1.5. Деформационная и техническая работа идеального газа.

Продифференцируем уравнение состояния для 1 кг массы идеального газа:

Здесь - элементарная работа, связанная с изменением объёма . Эту работу в авиационной технике называют деформационной. Знак « » показывает, что эта работа не является полным дифференциалом, так как неизвестен закон (процесс) изменения давления от удельного объёма ( ).

Если процесс изменения давления от удельного объёма известен, то есть известен термодинамический процесс , то интеграл называют деформационной работой или работой сжатия при (или расширения при ).

Из этой формулы видно, что и имеют одинаковые знаки:

если , то , то есть при расширении деформационная работа рабочего положительна, при этом тело само совершает работу, например, при движении поршня в цилиндре под действием давления газов к так называемой «нижней мёртвой точке»;

если , то , то есть при сжатии деформационная работа отрицательна: это означает, что на сжатие затрачивается внешняя работа, например, при движении поршня в цилиндре к так называемой «верхней мёртвой точке».

Здесь - элементарная работа, связанная с изменением давления рабочего тела, в том числе и на границе рабочего тела с внешней средой.

Знак « » показывает, что эта работа также не является полным дифференциалом, поскольку неизвестен закон (процесс) изменения давления от удельного объёма ( ).

Если процесс изменения давления от удельного объёма известен, то есть известен термодинамический процесс , то интеграл называют технической работой в термодинамическом процессе или интегралом Даниеля Бернулли (1700 – 1782),швейцарского учёного, академика (1725 – 1733) Петербургской Академии наук, разработавшего уравнение в 1738 году, связывающее скорость, давление в потоке идеальной жидкости при установившемся течении и содержащее названный интеграл.

Из этой формулы видно, что и имеют одинаковые знаки:

если , то , то есть при увеличении давления рабочего тела техническая работа положительна, за счет подвода внешней энергии к рабочему телу, например, при сжатии воздуха в компрессоре ГТД за счет подводимой внешней энергии от рабочих лопаток;

если , то , то есть при уменьшении давления рабочего тела его техническая работа отрицательна: это означает, что рабочее тело отдаёт энергию внешней среде, например, при расширении газа в турбине ГТД, в которой энергия газа передается рабочим лопаткам.

В теплотехнике для исследования термодинамических процессов широко используется диаграмма, в которой осью абсцисс служит удельный объём , а осью ординат – давление р (рис.1.4,1.5). Поскольку состояние термодинамической системы определяется двумя параметрами, то на диаграмме оно изображается точкой. На рис.1.4,1.5 точка «1» соответствует начальному состоянию системы, точка «2» - конечному, а линия «12» - процессу расширения (удельный объём возрастает при переходе от до ).

Рис.1.4. Графическое представление деформационной работы расширения

в диаграмме

Рис.1.5. Графическое представление технической работы расширения

в диаграмме

При бесконечно малом изменении удельного объёма площадь заштрихованной вертикальной полоски равна следовательно, работа процесса «12» изображается площадью, ограниченной кривой процесса, осью абсцисс и крайними ординатами. Таким образом, деформационная работа (при изменении объема) эквивалентна площади под кривой процесса в диаграмме. Каждому пути перехода системы из состояния «1» в состояние «2» (например, «12», «1а2» или «1b2») соответствует своя работа расширения: . Следовательно, деформационная работа зависит от характера термодинамического процесса, а не является функцией только исходного и конечного состояний системы. С другой стороны, интеграл зависит от пути интегрирования и, следовательно, элементарная деформационная работа не является полным диффе­ренциалом и не может быть представле­на соотношением .