Теоретические основы. Параметры состояния и газовые законы

Параметры состояния и газовые законы

Состояние любого вещества принято характеризовать рядом величин, которые в термодинамике называются параметрами состояния. Чаще всего состояние тела определяется следующими параметрами: удельным объемом u, давлением Р и температурой Т.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона) Связывает между собой все указанные выше параметры (Р, u, Т) и имеет вид:

для 1 кг, Рu = RT,

для G кг, РV = GRT,

для 1 кмоля, Pu = T,

для G кмолей, PV = T, (3.1.1)

где Р – абсолютное давление газа, Пa; u - удельный объем газа, м³/кг; R – газовая постоянная для 1 кг газа, Дж/(кгК); Т - абсолютная температура газа, К,

Т = 273,2 + t;

V – объем газа, м³; G - масса газа, кг; = mu - удельный объем 1 кмоля газа, м³/кмоль,

u = mu;

= mR – универсальная газовая постоянная газа, Дж/кмоль∙К; – число кмолей газа в объеме; m - масса 1 кмоля газа в кг (численно равная молекулярной массе газа).

Следует особо отметить, что в уравнении состояния входит только абсолютное давление.

Абсолютное давление определяется из отношения

Р_абс=Р_ман+ В,

где Р_ман - давление газа по манометру; B – атмосферное (барометрическое) давление.

Кроме того, при решении практических задач пользуются следующими законами идеальных газов:

Закон Бойля – Мариотта – устанавливает зависимость давления и удельного объема газа при постоянной температуре (Т – idem)

Р₁υ₁= Р₂ υ₂ или

Закон Гей–Люссака при постоянном давлении (P – idem) объем газа при нагревании изменяется прямопропорционально повышению температуры

υ = υ₀ (1 + αt),

где υ – удельный объем при температуре t ⁰C,υ₀ - удельный объем газа при температуре t =⁰C,α -температурный коэффициент объемного расширения идеальных газов при t = 0 ⁰Cодинаковый для различных газов и сохраняющий одно и тоже значение α=1/273,16 1/К.

.