О, боже, неужели я настолько глуп? Помогите решить такую задачу:
Теплоизолированный сосуд разделен теплоизолирующей перегородкой на 2 равные части. В одной части находится 40 г газа аргона при температуре 300 К, а в другой – столько же газа неона при температуре 600 К. Найдите температуру смеси газов после удаления перегородки.
Что за бред, но я не могу составить дельное уравнение. То одно неизвестное, то другое тут вылазивает.
Записываю уравнение Менд.-Кл. для аргона:
1)[ p_1V=frac{m}{mu_1}RT_1; ]
Записываю уравнение Менд.-Кл. для неона:
2)[ p_2V=frac{m}{mu_2}RT_2; ]
Если поделить ур-ния друг на друга, то можно найти отношение давлений (1/4). Оно нам надо? 
Затем если записать объединенный газовый закон для 1-го и для 2-го газа:
[ frac{p_1V}{T_1}=frac{2p^,_1V}{T^,} ] и [ frac{p_2V}{T_2}=frac{2p^,_2V}{T^,} ]
можно найти отношение установленных давлений каждым из газов (1/2).
И записав ур-ние Менд.-Кл. для смеси газов
[ p2V=frac{2m}{mu_c}RT^, ] где [ p=p_1^,+p_2^,=3p_1^,; ]
окончательно приходим в тупик 
Помогите! 
После расширения газа и занятия всего объема между газами произойдет теплообмен. Считая молярную теплоемкость газов при постоянном объеме равной (i/2 + 1) R = cM, запишем уравнение теплового баланса (в конечном состоянии газ работу не совершает):
с1m (T − T1) + с2m (T − T2) = 0.
Умножим все уравнение на M1M2, получим:
с1M1M2(T − T1) + с2M1M2(T − T2) = 0.
Сократим одинаковую молярную теплоемкость при постоянном объеме:
с1M1 = с2M2 = (i/2 + 1) R,
M2(T − T1) + M1(T − T2) = 0.
Выразим искомую температуру:
T = (M2T1 + M1T2) / (M1 + M2).
Определение температуры смеси.
В технике часто приходится иметь дело с объектами или процессами, в которых смешиваются два или более потоков. Потоки могут состоять из разных веществ в разных агрегатных состояниях, иметь разные давления и температуры (например, смешивание воды и пара). Для лучшего перемешивания иногда используется перемешивающее устройство. В частности, для системы, изображенной на рис. 3.15, балансы массы и энергии можно записать так:
Рис. 3.15. Перемешивающее устройство
Пренебрегая изменением кинетической и потенциальной энергии, запишем
Если перемешивание происходит без теплообмена с окружающей средой и без совершения работы, то это выражение упрощается:
Это соотношение можно представить в виде
или, полагая, что теплоемкости постоянны,
Таким образом, зная температуры и потоки масс компонентов на входе, можно определить стационарную температуру потока на выходе.
Например, если два вещества с температурами tx и t2, с потоками масс щ, т2 и удельными теплоемкостями ср ср2 соответственно смешиваются при постоянном давлении, то приближенное значение температуры смеси можно найти по формуле 
Если система состоит из нескольких таких фрагментов, то ее равновесную температуру приближенно можно рассчитать по формуле
Если выравнивание температур происходит при постоянном объеме, без теплообмена и совершения работы, то баланс энергии в стационарном режиме можно представить в виде равенства
где Е— энергия компонентов до смешения; Е2 — энергия после смешения,
В общем случае выполняется равенство
Если известны теплоемкости, температуры и массы компонентов, можно найти приближенное значение равновесной температуры смеси, полагая, что теплоемкости всех компонентов постоянны или используя средние значения теплоемкостей. Расчет температуры смеси в этом случае производится по формуле
В калориметре с адиабатными стенками находится mw = 800 г воды при температуре tw = 15°С, теплоемкость воды cw = 4,19 кДж/ (кг-К). Вода находится в серебряном стакане массой ms = 250 г, теплоемкость серебра cs = 0,23 кДж/ (кг-К). В воду бросают кусок алюминия массой тА = 200 г с температурой tA = 100°С. После выравнивания температур температура системы равна tm = 19,2°С. Чему равна теплоемкость алюминия?
Рассмотрим еще один пример.
Охлаждаемый объект находится в холодильнике, при этом из окружающей среды в холодильник за счет градиента температур направлен тепловой поток =50 Вт. Мощность, потребляемая холодильником, составляет W3J1 = -110 Вт. Чему равен тепловой поток, отводимый из холодильника в окружающую среду Qc q? Насколько изменится температура воздуха в помещении в течение часа работы холодильника, если объем помещения — 40 м 3 , плотность воздуха — 1,2 кг/м 3 , cv = 0,717 кДж/ (кг-К) и помещение полностью изолировано?
Баланс энергии для стационарного режима работы
В стационарном режиме суммарный поток энергии из холодильника в окружающую среду равен потребляемой мощности. При этом изменение внутренней энергии воздуха в единицу времени равно
Как найти температуру смеси газов
Простейшей моделью, рассматриваемой молекулярно-кинетической теорией, является модель идеального газа . В кинетической модели идеального газа молекулы рассматриваются как идеально упругие шарики, взаимодействующие между собой и со стенками только во время упругих столкновений. Суммарный объем всех молекул предполагается малым по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ. Модель идеального газа достаточно хорошо описывает поведение реальных газов в широком диапазоне давлений и температур. Задача молекулярно-кинетической теории состоит в том, чтобы установить связь между микроскопическими (масса, скорость, кинетическая энергия молекул) и макроскопическими параметрами (давление, объем, температура).
В результате каждого столкновения между молекулами и молекул со стенками скорости молекул могут изменяться по модулю и по направлению; на интервалах времени между последовательными столкновениями молекулы движутся равномерно и прямолинейно. В модели идеального газа предполагается, что все столкновения происходят по законам упругого удара, т. е. подчиняются законам механики Ньютона.
Используя модель идеального газа, вычислим давление газа на стенку сосуда . В процессе взаимодействия молекулы со стенкой сосуда между ними возникают силы, подчиняющиеся третьему закону Ньютона. В результате проекция скорости молекулы, перпендикулярная стенке, изменяет свой знак на противоположный, а проекция скорости, параллельная стенке, остается неизменной (рис. 3.2.1).
Поэтому изменение импульса молекулы будет равно , где – масса молекулы.
Выделим на стенке некоторую площадку (рис. 3.2.2). За время с этой площадкой столкнутся все молекулы, имеющие проекцию скорости , направленную в сторону стенки, и находящиеся в цилиндре с основанием площади и высотой .
Пусть в единице объема сосуда содержатся молекул; тогда число молекул в объеме цилиндра равно . Но из этого числа лишь половина движется в сторону стенки, а другая половина движется в противоположном направлении и со стенкой не сталкивается. Следовательно, число ударов молекул о площадку за время равно Поскольку каждая молекула при столкновении со стенкой изменяет свой импульс на величину , то полное изменение импульса всех молекул, столкнувшихся за время с площадкой , равно По законам механики это изменение импульса всех столкнувшихся со стенкой молекул происходит под действием импульса силы , где – некоторая средняя сила, действующая на молекулы со стороны стенки на площадке . Но по 3-му закону Ньютона такая же по модулю сила действует со стороны молекул на площадку . Поэтому можно записать:
Разделив обе части на , получим:
где – давление газа на стенку сосуда.
При выводе этого соотношения предполагалось, что все молекул, содержащихся в единице объема газа, имеют одинаковые проекции скоростей на ось . На самом деле это не так.
В результате многочисленных соударений молекул газа между собой и со стенками в сосуде, содержащем большое число молекул, устанавливается некоторое статистическое распределение молекул по скоростям. При этом все направления векторов скоростей молекул оказываются равноправными (равновероятными), а модули скоростей и их проекции на координатные оси подчиняются определенным закономерностям. Распределение молекул газа по модулю скоростей называется распределением Максвелла . Дж. Максвелл в 1860 г. вывел закон распределения молекул газа по скоростям, исходя из основных положений молекулярно-кинетической теории. На рис. 3.2.3 представлены типичные кривые распределения молекул по скоростям. По оси абсцисс отложен модуль скорости, а по оси ординат – относительное число молекул, скорости которых лежат в интервале от до . Это число равно площади выделенного на рис. 3.2.3 столбика.
Характерными параметрами распределения Максвелла являются наиболее вероятная скорость , соответствующая максимуму кривой распределения, и среднеквадратичная скорость где – среднее значение квадрата скорости.
С ростом температуры максимум кривой распределения смещается в сторону больших скоростей, при этом и увеличиваются.
Чтобы уточнить формулу для давления газа на стенку сосуда, предположим, что все молекулы, содержащиеся в единице объема, разбиты на группы, содержащие , , и т. д. молекул с проекциями скоростей , , и т. д. соответственно. При этом Каждая группа молекул вносит свой вклад в давление газа. В результате соударений со стенкой молекул с различными значениями проекций скоростей возникает суммарное давление
Входящая в это выражение сумма – это сумма квадратов проекций всех молекул в единичном объеме газа. Если эту сумму разделить на , то мы получим среднее значение квадрата проекции скорости молекул:
Теперь формулу для давления газа можно записать в виде
Так как все направления для векторов скоростей молекул равновероятны, среднее значение квадратов их проекций на координатные оси равны между собой:
Последнее равенство вытекает из формулы:
Формула для среднего давления газа на стенку сосуда запишется в виде
Это уравнение устанавливает связь между давлением идеального газа, массой молекулы , концентрацией молекул , средним значением квадрата скорости и средней кинетической энергией поступательного движения молекул. Его называют основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов.
Таким образом, давление газа равно двум третям средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема .
В основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов входит произведение концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения. Если предположить, что газ находится в сосуде неизменного объема , то ( – число молекул в сосуде). В этом случае изменение давления пропорционально изменению средней кинетической энергии.
Возникают вопросы: каким образом можно на опыте изменять среднюю кинетическую энергию движения молекул в сосуде неизменного объема? Какую физическую величину нужно изменить, чтобы изменилась средняя кинетическая энергия Опыт показывает, что такой величиной является температура .
Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия . Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты .
Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными. Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Возможность введения понятия температуры следует из опыта и носит название нулевого закона термодинамики .
Для измерения температуры используются физические приборы – термометры , в которых о величине температуры судят по изменению какого-либо физического параметра. Для создания термометра необходимо выбрать термометрическое вещество (например, ртуть, спирт) и термометрическую величину , характеризующую свойство вещества (например, длина ртутного или спиртового столбика). В различных конструкциях термометров используются разнообразные физические свойства вещества (например, изменение линейных размеров твердых тел или изменение электрического сопротивления проводников при нагревании).
Термометры должны быть откалиброваны. Для этого их приводят в тепловой контакт с телами, температуры которых считаются заданными. Чаще всего используют простые природные системы, в которых температура остается неизменной, несмотря на теплообмен с окружающей средой – это смесь льда и воды и смесь воды и пара при кипении при нормальном атмосферном давлении. По температурной шкале Цельсия точке плавления льда приписывается температура , а точке кипения воды – . Изменение длины столба жидкости в капиллярах термометра на одну сотую длины между отметками и принимается равным . В ряде стран (США) широко используется шкала Фаренгейта (F), в которой температура замерзающей воды принимается равной 32 °F, а температура кипения воды равной 212 °F. Следовательно,
Особое место в физике занимают газовые термометры (рис. 3.2.4), в которых термометрическим веществом является разреженный газ (гелий, воздух) в сосуде неизменного объема (), а термометрической величиной – давление газа . Опыт показывает, что давление газа (при ) растет с ростом температуры, измеренной по шкале Цельсия.
Чтобы проградуировать газовый термометр постоянного объема, можно измерить давление при двух значениях температуры (например, 0 °C и 100 °C), нанести точки и на график, а затем провести между ними прямую линию (рис. 3.2.5). Используя полученный таким образом калибровочный график, можно определять температуры, соответствующие другим значениям давления. Экстраполируя график в область низких давлений, можно определить некоторую «гипотетическую» температуру, при которой давление газа стало бы равным нулю. Опыт показывает, что эта температура равна и не зависит от свойств газа . На опыте получить путем охлаждения газ в состоянии с нулевым давлением невозможно, так как при очень низких температурах все газы переходят в жидкое или твердое состояние.
Английский физик У. Кельвин (Томсон) в 1848 г. предложил использовать точку нулевого давления газа для построения новой температурной шкалы ( шкала Кельвина ). В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута:
В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K. Например, комнатная температура по шкале Кельвина равна .
Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур . Она оказывается наиболее удобной при построении физических теорий.
Нет необходимости привязывать шкалу Кельвина к двум фиксированным точкам – точке плавления льда и точке кипения воды при нормальном атмосферном давлении, как это принято в шкале Цельсия.
Кроме точки нулевого давления газа, которая называется абсолютным нулем температуры , достаточно принять еще одну фиксированную опорную точку. В шкале Кельвина в качестве такой точки используется температура тройной точки воды ), в которой в тепловом равновесии находятся все три фазы – лед, вода и пар. По шкале Кельвина температура тройной точки принимается равной .
Газовые термометры громоздки и неудобны для практического применения: они используются в качестве прецизионного стандарта для калибровки других термометров.
Сравнивая соотношения с основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов, можно получить:
Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре.
Таким образом, температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул .
В этом соотношении , , , … – концентрации молекул различных газов в смеси. Это соотношение выражает на языке молекулярно-кинетической теории экспериментально установленный в начале XIX столетия закон Дальтона : давление в смеси химически невзаимодействующих газов равно сумме их парциальных давлений .
1.5. Смеси газов
Возникает естественный вопрос: какими уравнениями описываются смеси идеальных газов? Ведь с чистыми газами нам редко приходится встречаться в природе. Например, наша естественная среда обитания — воздух — состоит из азота N2 (78,08 %), кислорода O2 (20,95 %), инертных газов (0,94 %), углекислого газа СO2 (0,03 %).
Пусть в некотором объеме V при некоторой температуре Т содержится смесь газов (которые мы будем нумеровать
индексом i ). Роль каждого компонента смеси будем характеризовать массовой долей:
где mi — масса i-го компонента. Наша задача — написать уравнение, подобное уравнению Клапейрона — Менделеева, и разобраться с эффективным числом степеней свободы смеси, где могут содержаться и одноатомные, и многоатомные молекулы.
Прежде всего, заметим, что мы рассматриваем идеальные газы. Молекулы не взаимодействуют друг с другом, и потому каждый компонент не мешает любому другому «жить» в том же общем сосуде. Различные газы в сосуде, в силу их предполагаемой идеальности, просто «не замечают» друг друга. Поэтому для каждого из компонентов справедливо одно и то же уравнение Клапейрона — Менделеева:
где ni — число молей вещества в i -м компоненте. Полное число n молей в смеси равно сумме числа молей ni в каждом из компонентов:
Аналогично, полная масса смеси равна сумме масс каждого из компонентов
и естественно определить молярную массу смеси m как массу одного моля смеси:
Введем величину, называемую парциальным давлением.
Парциальное давление pi — это давление, оказываемое i-м компонентом газовой смеси.
Имеет место закон Дальтона для газовой смеси:
Полное давление газовой смеси равно сумме всех парциальных давлений
Суммируя левые и правые части (1.21), приходим к стандартной форме уравнения Клапейрона — Менделеева
где m, μ, n определяются из условия конкретной задачи. Например, если заданы массовые доли компонентов, то молярную массу смеси находим из соотношения
Внутренняя энергия Ui i-го компонента смеси определяется в соответствии с формулами (1.16) и (1.19):
С одной стороны, полная внутренняя энергия смеси равна сумме энергий каждого компонента:
С другой стороны, запишем стандартное выражение вида (1.25)
Сравнивая (1.26) и (1.27), получаем формулу для показателя адиабаты смеси
Найдя массу моля и показатель адиабаты смеси, мы можем пользоваться всеми формулами, полученными ранее для «чистых» идеальных газов.
Пример. Дана смесь кислорода O2 (компонент 1) и аргона Ar (компонент 2), причем количества вещества обоих компонентов одинаковы n1 = n2. Найдем показатель адиабаты смеси.
Полное условие задачи
Краткое условие задачи
Решение задачи
Запишем закон Дальтона для смеси газов:
Плотность смеси найдется следующим образом:
Запишем уравнение состояния идеального газа для гелия и кислорода:
Выразим массы гелия и кислорода:
Подставим массы в формулу для плотности смеси:
Из закона Дальтона имеем:
Тогда получаем:
Преобразуем последнее выражение:
Парциальное давление гелия определим через его концентрацию:
Подставляем это выражение вместо парциального давления гелия:
Подставляем данные и находим численный ответ:
Ответ: 300 К.
Пусть имеется смесь из п идеальных газов. Температура газовой смеси Т, давление ее р, объем V массы газов, находящихся в смеси, равны соответственно т , mj, числа молей отдельных [c.22]
Температура газовой смеси Т может быть определена через осредненную по всем компонентам кинетическую энергию теплового движения [c.7]
Температура газовой смеси 7 Тензор напряжений 12 [c.314]
Разберем вычерченную индикатором диаграмму рис. 196, б. Ее можно разделить на четыре части, соответствующие четырем так называемым тактам работы двигателя. Первый такт начинается в крайнем правом положении поршня, соответствующем точке А на диаграмме. В момент, когда поршень занимает это положение, в среду сжатого воздуха, находящегося в правой части цилиндра, подается в распыленном виде нефть. Так как воздух вследствие сильного сжатия нагрет до нескольких сотен градусов, то нефть воспламеняется, температура газовой смеси повышается, и смесь, увеличиваясь в объеме, давит на поршень, который движется влево. Несмотря на происходящее при этом увеличение объема, давление в цилиндре остается приблизительно постоянным, ибо продолжается сгорание непрерывно поступающей в цилиндр нефти. Давление остается постоянным до положения поршня, соответствующего точке В на диаграмме, когда прекращается поступление нефти в цилиндр. Далее газы, получившиеся после сгорания нефти, продолжают расширяться и гонят поршень дальше влево дв крайнего положения, соответствующего точке С на диаграмме. П]>и этом давление падает. [c.327]
В газовом топливе влага содержится в виде паров, предельное содержание которых зависит от температуры топлива. Если температура газовой смеси становится ниже той, которая является темпе- [c.252]
Т— абсолютная температура газовой смеси, °К [c.21]
Здесь Д/7 есть разность (взятая по абсолютной величине) парциальных давлений у стенки и в потоке на большом удалении от последней. В тех случаях, когда массо- и теплоперенос накладываются друг на друга, т. е. градиенты концентрации существуют в неоднородном поле температур, формула (н имеет преимущество перед основным выражением закона Фика (6-10), так как делает явным влияние местной температуры газовой смеси. [c.183]
Напомним, что в соответствии с законом Дальтона каждый отдельный газ ведет себя в газовой смеси так, как будто он один при температуре газовой смеси занимает весь объем смеси или, что то же самое, сумма парциальных давлений газов, входящих в газовую смесь, равна общему давлению газовой смеси. [c.460]
Здесь через V обозначен объем газовой смеси, заполняемый в то же время каждым из составляющих газов, через Т — температура газовой смеси и, следовательно, каждого из составляющих газов. [c.34]
Для того чтобы иметь объемный состав газовой смеси, надо знать так называемые приведенные объемы составляющих газов. Дело в том, что составляющие газовую смесь газы, из которых каждый заполняет один общий объем смеси имеют разные давления, а сравнивать между собой объемы газов можно только в равных условиях, в нашем случае в условии одинакового давления. Температура у всех составляющих газов одинакова и равна температуре газовой смеси. Таким образом, возникает необходимость привести объемы составляющих газов к одному общему давлению. За это давление принимается давление газовой смеси р. [c.35]
Определим действительную работу расширения, зная температуру газовой смеси в конце расширения. Для этого в табл, III-4, 8, 10 и 12 найдем энтальпию компонентов [c.13]
Теперь задача сводится к определению такой температуры газовой смеси, которой соответствует найденное значение Ц5°2 – Для этого предварительно примем конечную температуру изоэнтропного процесса расширения смеси, близкой к температуре для преобладающего компонента, — в данном случае азота (см. приближенное решение). Для удобства интерполяции округлим ее до десятков в большую сторону, учитывая, что конечные температуры для других газов при раздельном нх расширении выше, чем у азота. Итак, примем г г=230°С. [c.14]
Теперь путем интерполяции найдем значение температуры газовой смеси в конце ее изоэнтропного расширения [c.14]
ТОМ случае, когда в процессе расширения температура и давление смеси понижаются за время, которое 1) мало по сравнению с временем жизни верхнего лазерного уровня и 2) велико по сравнению с временем жизни нижнего лазерного уровня. Чтобы удовлетворить этим условиям, расширение должно проходить со сверхзвуковыми скоростями (число Маха 4). В заключение следует заметить, что начальную высокую температуру газовой смеси получают за счет сгорания специально подобранного топлива (например, сгорания СО и Ог или бензола СеНе с закисью азота (N2O), при этом автоматически образуется смесь СО2/Н2О в отношении 2 1). [c.377]
Имеется смесь из двух идеальных газов. Температура газовой смеси Т, ее давление р, а объем V. Массы газов, находящихся в смеси, равны Шь /Пг. Так как смесь находится в равновесии, то температуры газов одинаковы и равны температуре смеси, молекулы всех газов равномерно распределены по всему объему смеси, т. е. объемы компонентов равны объему смеси V. На основании закона Дальтона для смеси идеальных газов известно, что сумма парциальных давлений равна давлению смеси [c.9]
Т ндч—начальная температура газовой смеси [c.35]
Вышедшие из сопла продукты сгорания смешиваются в мундштуке с поступающим через ствол 6, штуцер 4 и трубку 5-сжатым воздухом. Температуру газовой смеси, состоящей из продуктов [c.97]
Толщина диффузионного слоя находится в прямой зависимости от температуры газовой смеси (фиг. 128), а также продолжительности процесса (фиг. 129). Существенное влияние на тол- [c.196]
Аэростат заполнен смесью, в которой по массе 40% водорода и 60% гелия. Объем на высоте 8 км равен 6000 м . Определить подъемную силу аэростата, если температура газовой смеси равна —3°С, а температура и давление наружного воздуха соответствуют стандартной атмосфере (см. приложение VI) масса оболочки аэростата 1,2 т. [c.17]
Определение теплоемкостей С , газов при высоких температурах может быть проведено методом взрыва. Принцип метода заключается в следующем. В сферической бомбе, где находится известное количество исследуемого газа, взрывают смесь газов, например О2 + Н2, при этом исследуемый газ не должен участвовать в проходящей реакции. Зная теплоту реакции, среднюю теплоемкость ее продуктов и их массу, а также начальную и конечную температуры газовой смеси t и 1%, можно вычислить среднюю теплоемкость С исследуемого газа в интервале 2—i В опытах обычно определяют максимальное давление во время взрыва, по которому можно рассчитать конечную температуру газовой смеси. Продолжительность взрыва очень мала (порядка 0,01 сек), и его можно рассматривать как процесс адиабатический. [c.355]
Кинетический метод позволяет определять коэффициенты переноса как функции температуры газовой смеси, молекулярных весов компонент смеси и некоторых параметров, описывающих поле межмолекулярных сил, а также составлять макроскопические уравнения движения рассматриваемого газа. [c.526]
Очевидно, что для увеличения температуры газовой смеси на Г необходимо увеличить температуру на Г каждого газа этой смеси. [c.127]
На фиг. 10 дана зависимость температуры газовой смеси в конце наполнения от температуры смеси, поступающей в цилиндр и от давления в начале сжатия при следующих постоянных величинах степень сжатия е = 8, давление и температура отработавших газов Р, =1,1 ama, = 750° абс. [c.30]
В процессе дальнейшего сжатия температура газовой смеси возрастает и тепловой поток меняет свое направление. Дальше он идет от газовой смеси к стенкам. Показатель политропы сжатия уменьшается и становится меньше показателя адиабаты. [c.31]
Опыт показывает, что обычно процесс ионизации происходит ступенями. Вначале газ полностью ионизируется однократно, затем полностью двукратно и т. д. Для ионизированных газов с помощью статистики и опытов установлено, что можно пренебречь кулоновским взаимодействием заряженных частиц и считать электронный газ как равноправную компоненту, имеющую равновесную температуру газовой смеси — смеси совершенных газов. Условие термодинамического равновесия для таких реакций — закон действующих масс для однократной ионизации [c.79]
На выходе из мундштука короткий факел пламени нагревает газ-теплоноситель, а продукты сгорания горючего газа охлаждаются до заданной температуры. Температуру газовой смеси можно изменять в широких пределах вентилями на штуцерах горючего газа и газа-теплоносителя (табл. 9). [c.62]
Большое внимание в настояш,ее время уделяется предварительному подогреву газов. Можно до смешения нагреть один из газов или оба газа, а также газовую смесь. В результате применения любого из этих способов нагрева температура газовой смеси при выходе из сопла может быть повышена на 250—300°С. При этом, во-первых, внесенное тепло прибавляется к тепловому эффекту горения газов и соответственно повышает температуру пламени во-вторых, предварительный подогрев до температуры 250—300°С, составляю-ш,ей около половины температуры воспламенения газов, уменьшает количество теплоты и время, необходимые на подогрев газов в конусе пламени. Струя газов воспламеняется быстрее и на более коротком участке, ко-ну С пламени укорачивается, становится более четко очерченным и ярким, эффективность нагрева металла заметно повышается. [c.72]
С повышением начальной температуры газовой смеси, т. е. ее подогревом, нормальная скорость и орм резко увеличивается, и пределы воспламенения значительно раздвигаются. Объясняется это тем, что повышение температуры смеси способствует ускорению разрушения внутримолекулярных связей между реагентами, а следовательно, распаду и обмену атомами для образования продуктов сгорания. [c.88]
Пример. Определить конструктивные размеры горелки для природного газа с учетом модернизации горелки СУ по схеме, указанной па рис. 9. Мощность горелки 0 , = 1200- 1,4 = 1680 л ч расход кислорода = 1320 л/ч давление поступающего в горелку кислорода — 0,4 Мн м температура кислорода = 293° К газовая постоянная кислорода 26,5 коэффициент расхода f o =0,97 плотность кислорода при 293° К и 780 мм рт. ст. Рр = = 1,312 кг/м температура газовой смеси Та = 320° К для газовой смеси = 34,97 давление перед соплом Ра = 0,11- 0,12 Мн м , или [c.35]
В результате разложения образуется смесь из трех различных газов углекислого газа, окиси углерода и кислорода. Встречные стрелки реакции означают, что направление ее может изменяться в зависимости от внешних условий. Одним из таких условий является температура газовой смеси. При повышении температуры реакция идет вправо, в сторону увеличения кислорода и окиси углерода. Понижение температуры обусловливает соединение СО и О2 с образованием углекислого газа. Это изменение состава газовой смеси при сварке показано на фиг. 3. В различных частях сварочной дуги состав смеси неодинаков в центральной части, где температура достигает 6200—6300°, углекислый газ разлагается почти полностью в области, прилегающей к сварочной ванне, количество углекислого газа преобладает над суммарным количеством кислорода и окиси углерода. [c.26]
Определим действительную работу расширения, зная температуру газовой смеси в конце расширения. Для этого в табл. 4,, 8, ]10 и 12 найдем энтальпию компонентов при температуре /2 (в конце действительного процесса расширения) и умножим ее на соответствующие мольные доли [c.10]
Давление в трубке наконечника изменяется прямо пропорционально квадрату расхода смеси газов у1м и обратно пропорционально квадрату площади выходного канала мундштука Р и зависит от температуры газовой смеси t. [c.50]
Скорость химической реакции (измеряемая, скажем, ч[ слом прореагировавших в единицу времени молекул) зависит от температуры газовой смеси, в которой она происходит, уве/ нчиваясь вместе с ней. Во многих случаях эта зависиг.юсть очень сильная ). Скорость реакции может при этом оказаться при обычных температурах настоль о малой, что реакция практически вовсе не идет, несмотря на то, что состоянию термодинамического (химического) равновесия соответствовала бы газовал смесь, компоненты которой прореагировали друг с другом. При достаточном же повышении температуры реакция протекает со значительной скоростью. Если реакция эндотермична, то для ее протекания необходим непрерывный подвод тепла извне если ограничиться одним только начальным повышением температуры смеси, то прореагирует лишь незначительное количество вещества, вслед за чем температура газа настолько понизится, что реакция снова прекратится. Совсем иначе будет обстоять дело при сильно экзотермической реакции, сопровождающейся значительным выделением тепла. Здесь достаточно повысить температуру хотя бы в одном каком-нибудь месте смеси начавшаяся в этом месте реакция в результате выделения тепла сама будет производить нагревание окружающего газа и, таким образом, реакция, раз начавшись, будет сама собой распространяться по газу. В таких случаях говорят о медленном горении газовой смеси или о дефлаграции “). [c.662]
В использованной модели основными переменньши были выбраны концентрация l- и температура газовой смеси в реакторе. Расходом хлористого метила и изменениями плотности и давления в рсакторе пренебрегали. Система лифференциальнрлх уравнений, соответствующая выбранной модели, имеет следующий вид [c.11]
Последовательность расчета такая. Вначале по заданным величинам давления и температуры газовой смеси, концентрации кислорода в окислителе, избытка окислителя и концентрации легкоионизируемой присадки определяется равновесный состав продуктов сгорания (см. рис. 5.1, блок I). Тем самым подготовляются исходные данные, необходимые для расчета физических параметров газовой смеси. Затем с помощью найденных значений отдельных компонент рассчитываются термодинамические параметры (блок II), параметры переноса (блоки III, IV), плотность электронов и удельная электропроводность (блок V). Исходные данные [c.113]
Толщина диффузионного слоя зависит от температуры газовой смеси, от продолжительности процесса и колеблется в пределах 0,02—0,10 мм. Метод газового термохромирования, разработанный Н. А. Изгарышевым, и Э. С. Саркисовым , позволяет получать на стальных деталях высокохромистые покрытия, защищающие металл от коррозии. [c.164]
На основании термодинамических расчетов можно полагать, что при силицировании молибденовой проволоки, нагреваемой электросопротивлением, в окружающей ее газовой смеси в наибольшем количестве содержится силан Н51С1з, так как температура газовой смеси в этом случае всегда ниже температуры проволоки. Термодинамический расчет реакции (61) показал, что она возможна при температуре 850 К и выше. В связи с этим образованием силана Н51С1з по реакции (58) и взаимодействием его с молибденовой проволокой в соответствии с реакцией (61) можно объяснить зависимости 4 и 5 на рис. 79. Указанный химизм, по-видимому, доминирующий однако нельзя полностью исключить возможность образования субхлоридов кремния и их взаимодействия с молибденом. [c.137]
Платина — хороший катализатор многих термохимических реакций, поэтому при измерении температур газовых смесей, содержащих продукты неполного сгорания, возможно появление специфических погрешностей, вызванных выделением тепла на поверхности терморезистора. Для исключения каталитического эффекта платиновую проволоку покрывают позолотой, остекловывают или используют терморезисторы в защитных чехлах. [c.200]
Поэтому скорость, с которой вытекают из отверстий частицы газа, прилегающие к стенкам, значительно меньше средней скорости. По выходе смеси из мундштука вследствие расширения газовой струи и смешивания ее с воздухом скорость истечения снижается, особенно в наружных слоях струи, где расширение и смешивание с воздухом происходят наиболее полно. С другой стороны, скорость распространения пламени в горючей смеси, называемая скоростью воспламенения смеси, также неиостояпна и зависит от состава и температуры смеси. Для применяемых на практике смесей газообразных горючих с кислородом скорость воспламенения тем больше, чем больше в смеси кислорода. По-пышение температуры газовой смеси также увеличивает скорость ее воспламенения. [c.542]
