Toate dependențele obținute mai sus pentru gaze ideale sunt valabile și pentru amestecuri ale acestora, în cazul în care substituie o capacitate de gaz manual constantă greutatea și căldura moleculară a amestecului.
Legea lui Dalton. In ingineria prac-căpușă de multe ori trebuie să se ocupe de substanțe în formă de gaz aproape de proprietăți ideale pentru gaze și pre-resents un amestec mecanic al componentelor individuale ale diferitelor gaze, reacționând chimic unul cu celălalt. Această așa-numita de gaz-CME-si. Ca un exemplu pot fi menționate produsele de ardere a combustibilului în motoarele cu ardere internă, cuptoare și cuptoare pas rovyh cazane, aer umed în instalațiile de uscare-TION și altele asemenea. N.
Principala lege care reglementează comportamentul amestecului de gaze este legea lui Dalton: presiunea totală a unui amestec de gaz idee cială egală cu suma presiunilor parțiale ale tuturor Compo-piesele originale:
Davleniepi parțială - presiune, care gazul ar fi dacă el singur, la aceeași temperatură umple întregul volum al amestecului.
Metode de specificare a amestecurilor acestora. amestec-n gazos Compoziția poate fi specificată mi masa, volum sau proporții molare.
fracție de masă este raportul dintre masa unui component Mi. greutatea amestecului M:
Este evident că.
fracțiunea de masă a întrebat frecvent ca procent. De exemplu, aerul uscat; .
Fracțiunea de volum este raportul dintre volumul redus de gaz V, la volumul total al amestecului V :.
Listate este volumul care ar fi ocupat componenta gaz ec fie că presiunea și temperatura au fost egale, presiunea și temperatura amestecului.
Pentru a calcula volumul corectat scrie două ecuații constând din depozite i-lea component:
Prima ecuație se referă la o componentă de gaz în amestec, atunci când acesta are o pi presiune parțială și ocupă volum etajul al amestecului, iar a doua ecuație - adaugă o stare în care componentele de presiune și temperatură sunt pentru amestec, p și T. rezultă din ecuațiile care
Rezumând relația (2.2) pentru toate componentele amestecului ajunge având în vedere legea Dalton, în cazul în care. Fracțiunile de volum, de asemenea, de multe ori sunt stabilite în procente. OMS-spirit.
Uneori este mai convenabil pentru a seta co-devenind un amestec de fracții molare. fracție molară clorhidric este raportul dintre numărul de moli de Ni componentei la numărul total de moli dintr-un amestec de N.
Să presupunem că amestecul gazos format din moli primului component N1, N2 în moli component Auto-cerned și așa mai departe. D. Numărul de moli de amestec, și fracția molară a componentei va fi egală.
În conformitate cu legea lui Avogadro volume mol de orice gaz la aceeași O-p și T, în special sub temperatura și presiunea amestecului în aceeași stare de gaz ideal. Prin urmare, suma pref-denny oricărei componente poate fi calculată ca produs al volumului la mol număr de moli din acea componentă, adică un volum al amestecului - .. Utilizarea Eq. Apoi, și, prin urmare, de referință mixere gaz încălzitoare de fracții molare de fracțiuni de volum egal de atribuire sale.
amestec de gaz constant de gaze. Prosummirovavuravneniya (2.1) pentru toate componentele amestecului-ing obține. Luând în considerare, putem scrie
Din ecuația (2.3), că amestecul de gaze ideale se supune, de asemenea, Clapeyron. De atunci (2.4) care constanta de gaz amestec [J / (kg K)] are forma
Greutatea moleculară aparentă a amestecului. Exprimă formal amestecul R. constant de gaz care intră în ocularul greutatea aparentă a amestecului (2,6)
Atunci când se compară laturile din dreapta ale ecuațiilor (2.5) și (2.6) le găsim
fracțiuni de masă Izopredeleniya implică
Rezumând această relație pentru toate componentele, și având în vedere că obținem o expresie pentru greutate moleculară aparentă a amestecului și, date fiind fracțiuni de volum:
Raportul dintre cea mai mare parte și greutatea și acțiunile Vym. Luând în considerare (2.7), obținem.
Divizând numărătorul și numitorul formulei pentru masa amestecului M, obținem
Expresia analitică a primei legi a termodinamicii
Prima lege a termodinamicii pre-resents un caz special al universală de drept de conservare și de transformare a energiei termice aplicate la fenomenele-Niyama. În conformitate cu ecuația Ein Stein trebuie considerată o singură lege de conservare și de transformare a masei și a energiei. Cu toate acestea, in termodinamica de inginerie avem de a face cu o astfel de viteză redusă a obiectului, că defectul de masă este zero, și, prin urmare, legea de stocare a energiei, pot fi luate în considerare în mod independent.
Legea conservării și transformării energiei este fundamentală pentru natura-Kon, care a fost preparat pe generalizări a-Nova cantitatea mare de date experimentale și se aplică tuturor fenomenelor naturale. El zhdaet afirmația-că energia nu dispare sau care apare din nou, acesta este convertit numai de la o formă la alta, iar reducerea de energie a unei specii dă o cantitate echivalentă de energie a unui alt tip.
Printre primii oameni de știință susțin, Shiekh principiul conservării materiei și Ener-ologie, a fost compatriotul nostru MV Lo Monosov (1711 - 1765 gg.).
Să presupunem că un lichid de lucru la volumul V și o masă M având T tem-peratura și presiunea p, este raportată deoarece cantitatea infima de căldură tine. Ca rezultat al corpului de alimentare cu căldură este încălzit la dT și crește în volum dV.
Creșterea temperaturii corpului UD-mente pentru a crește energia cinetică a particulelor sale. Creșterea volumului corpului conduce la o modificare a energiei potențiale clorhidric particule. Ca urmare a energiei, vnut-rennyaya a corpului creste cu dU. Deoarece corpul de operare este înconjurat de un mediu care are Leniye dătătoare să-l, apoi în timpul expansiunii l-Produ dit forțe mecanice de lucru împotriva presiunii externe. Deoarece nu exista alte modificări ale sistemului proish-DIT, în condițiile legii de conservare a energiei
t. e. căldura transmisă la sistemul se duce la incrementa energiei sale interne și externe pentru a efectua lucrările.
Ecuația rezultată este ma-expresie a primelor tematice termodinamicii Zuko-on. Fiecare dintre cele trei membre noi, această relație poate fi polo-zhitelnym, negativ sau zero. Să luăm în considerare anumite cazuri speciale.
1 - sistem de schimb de căldură cu OK-vironment este absent, sistemul respectiv Transatlantice-lot nu este furnizat, iar din acesta nu este dat ... Fără căldură proces de schimb este numit pe adiabatic. Pentru el, ecuația (2.8) devine:
Prin urmare, activitatea de expansiune făcută de sistem într-un proces adiabatic este o scădere a energiei interne a sistemului. Când adiabats Dl comprimat pentru fluidul de lucru este petrecut în afara muncii și mai este retrasă în întregime pe-chenie energia internă a sistemului.
2 - în care volumul corpul nu se schimbă, dV = 0. Un astfel de proces este numit pe-izocoră. pentru el
t. e. cantitatea de căldură pus într-un sistem la volum constant, egal cu creșterea energiei interne a sistemului.
3. dU = 0 - energia internă a sistemului nu este schimbat, și
și anume spune ca sistemul să pre-căldură se transformă într-o lucrare externă echivalentă.
Pentru sistemele care conțin 1 kg ale corpului care Rabo
Integrarea ecuației (2.8) și (2.9) pentru un proces, semi-denota expresia primei legi a termodinamicii-Namiki în formă integrală:
Energia interna a unui sistem, inclusiv următoarele:
energia cinetică de translație-TION, de rotație și mișcarea oscilatorie a particulelor;
energia potențială a particulelor de interacțiune-Corolar;
energia cochilii de electroni de atomi;
În cele mai multe dintre ultimele două componente ale proceselor de putere termică rămân neschimbate. Prin urmare, în distanță-Nation podvnutrenney Ener-gieybudem realiza cer energie mișcare haotică a atomilor și moleculelor, inclusiv translatie consecventă a energiei, mișcările Vera-grijă și oscilatorii ambele moleculare și intramoleculare precum potențialul energetic al forțelor de interacțiune dintre molecule.
Energia cinetică a moleculelor este o funcție de temperatură, valoarea energiei potențiale dependente de media, el distanța dintre moleculele și, prin urmare, gazul volumul V ocupat, adică. E. Este o funcție de V. În această energie internă U este o stare funcție-TION a corpului .
Pentru sistemele complexe este definit etsya suma energiilor pieselor individuale, de ex., E. este aditivă. Amploarea și = U / M-numitul specific intern Ener-Gia (J / kg) este energia internă pe unitatea de masă ve societate.
În continuare se va numi pur și simplu amploarea și energia internă pentru concizie. Deoarece energia internă este o funcție de stare a corpului, ea mo-Jette fi reprezentat ca o funcție a oricăror doi parametri independenți care definesc această stare:
O schimbare într-un proces termodinamic este independent de natura procesului și este determinată numai de starea NYM și inițială finală a corpului:
- valoarea energiei interne în starea inițială, și - în final. Matematic, acest lucru înseamnă că o schimbare infima a energiei interne-du este o diferență totală și; dacă energia interior-nyuyu expres ca o funcție a volumului și a temperaturii specifice,
Energia interna a unui gaz ideal, care nu are nici o interacțiune forță Corolarului între moleculele nu depinde de volumul sau presiunea gazului, așa cum este determinat de temperatura acestuia, astfel încât derivata energiei interne a temperaturii gazului ideal este complet derivata:
În scopul tehnice termodinamicii-ki este important să nu valoarea absolută a integrat pe energia interioară și variația acesteia în diferența de-TION a proceselor termodinamice. In aceasta, originea internă Ener-ologie poate fi ales în mod arbitrar. De exemplu, în conformitate cu apa acord NYM internațional pentru Niemann-zero la valoarea energiei interne la o temperatură de 0,01 ° C și o presiune de 610.8 Pa și gazului ideal - la 0 ° C, indiferent de presiune.