Рассмотрим в системе координат, где по оси ординат отложено давление р, а по оси абсцисс удельный объем газа v, процессы расширения массы газа, равной 1 кг (рис. 2). Начальное состояние газа в точке 1определяется параметрами Т1р1 и vx. Первоначально к газу подводится теплота в количестве q так, что газ расширяется до состояния, характеризуемого параметрами в точке m при неизменном давлении, равном рг.Параметры состояния газа в точке m будут Рт - Pu vm и Тт. Затем к газу подводится теплота в количестве qt так, что процесс расширения от точки т до точки 2 происходит при постоянной температуре, и в конце этого процесса параметры газа будут иметь значения р2, Т2 - Тт и i?2.
Из уравнения видно, что в процессе изменения состояния газа при постоянном давлении объемы газов изменяются прямо пропорционально температуре.Рассмотрим далее процесс расширения газа от точки mдо точки 2. В соответствии с законом Бойля-Мариотта в процессе, происходящем при постоянной температуре, объем газа меняется обратно пропорционально давлениюСогласно закону Авогадро в равных объемах различных газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул.Обозначив через ^ и ца молекулярные массы каждого из двух рассматриваемых газов, а через Gt и G2 соответственно их массы, можно, пользуясь приведенным выше условием, основанным на законе Авогадро, Уравнение показывает, что массы газов относятся, как их молекулярные массы.Для определения количества газа удобно пользоваться килограмм-молем. Килограмм-молем, или киломолем (кмолъ) называется количество газа, масса которого в килограммах численно равна его молекулярной массе.Произведение молекулярной массы [i и удельного объема v представляет собой объем кмолъ данного газа
Пользуясь уравнением (17), можно определить объем 1 кмолъ газа, если известен удельный объем газа и его молекулярная масса.Подсчитаем объем V^, занимаемый 1 кмолъ газа при нормальных физических условиях, когда р = 1,013 бар = 1,033 кГ1смг и t = 0° С. Рассмотрим для примера кислород 02. М олекулярная масса кислорода ц,ог - 32, его удельный объем при указанных параметрах (t = 0° С и р = 1,013 бар) vQ, = 0,7 м3/кг. Тогда, согласно уравнению (17), p = ixv = 32 • 0,7 = 22,4 мА/кмолъ *.Из закона Авогадро следует, что массы разных газов при одних и тех же значениях температуры и давлении занимают одинаковый объем. Следовательно, при t = 0° С и р = 1,013 бар объем 1 кмолъ любого идеального газа V^. = 22,4 м3/кмолъ.При р = 0,981 бар = 1,0 кГ/см? и/ = 15° С для любого газа Vy. = 24,4 м3/кмолъ.
Последняя величина часто используется в технических расчетах.Следовательно, газовая постоянная R^ является постоянной величиной для 1 кмоль любого газа и называется универсальной газовой постоянной.Подставив величину iR в уравнение , получим характеристическое уравнение для 1 кмоль газа в виде{V.v = pVv. = iiRT = 83147'. В старых единицах pV^ = 8487'.
|
