Для измерения давления газа существуют различные приборы (манометры, барометры), для измерения температуры – термометры. Формула Связь постоянной Больцмана, постоянной Авогадро и универсальной газовой постоянной. КлапейронаУравнение Менделеев. То, что это действительно так, было подтверждено экспериментально для разных газов, находящихся в условиях теплового равновесия при постоянном объеме (измерялось давление).
Идеальная газовая постоянная (R)
Универсальная газовая постоянная — универсальная, фундаментальная физическая константа R, равная произведению постоянной Больцмана k на постоянную Авогадро. Универсальная газовая постоянная (R) — это величина, которая является константой, численно равная работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 K. Универсальная газовая постоянная равна разности молярных теплоёмкостей идеального газа при постоянном давлении и постоянном объёме: а энергия моля такого газа — на. Она содержит основные характеристики поведения газов: p, V и T — соответственно давление, объем и абсолютная температура газа (в градусах Кельвина), R — универсальная газовая постоянная, общая для всех газов, а n — число. Другими словами, универсальная газовая постоянная количественно характеризует способность газа к тепловому расширению при постоянном давлении. физическая константа, которая входит в ряд фундаментальных уравнений в физических науках, таких как закон идеального газа и уравнение Нернста.
Что это за универсальная газовая постоянная [чтобы все поняли]
Причины этих отклонений. Уравнение состояния реальных газов. Реальные газы — газы, свойства которых зависят от взаимодействия молекул. В обычных условиях, когда средняя потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия много меньше средней кинетической энергии молекул, свойства реальных и идеальных газов отличаются незначительно. Поведение этих газов резко различно при высоких давлениях и низких температурах, когда начинают проявляться квантовые эффекты.
Отклонения свойств реальных газов от свойств идеального газа объясняются наличием сил притяжения между молекулами газа и наличием определенного объема у каждой молекулы газа в кинетической теории предполагается, что этот объем пренебрежимо мал. Критическое состояние. Коэффициент сжимаемости. Сжижение газов.
При использовании значения R по ISO расчетное давление увеличивается всего на 0,62 паскаль на 11 км эквивалент разницы всего в 17,4 сантиметра или 6,8 дюйма и на 0,292 Па на 20 км эквивалент разницы всего в 33,8 см или 13,2 дюйма. Также обратите внимание, что это было задолго до переопределения SI 2019 года, благодаря которому константе было присвоено точное значение.
Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. Клапейрона уравнение , где р давление, v объём, Т абсолютная температура.
Литература Partington J. Partington J. An Advanced Treatise on Physical Chemistry.
Fundamental Principles. The Properties of Gases. Zeuner G.
9.2. Уравнения состояния и закономерности движения газа
| В чем измеряется универсальная газовая | Физическая постоянная, эквивалентная постоянной Больцмана, но в других единицах измерения Газовая постоянная (также известная как молярная газовая постоянная, универсальная газовая постоянная или идеальная газовая постоянная. |
| Универсальная газовая постоянная — Википедия | Пользователь Никита Пушкаренко задал вопрос в категории Другие предметы и получил на него 1 ответ. |
| Глава 8. Строение вещества | Главная» Новости» В чем измеряется универсальная газовая постоянная. |
| Что такое газовая постоянная и как она определяется | В удельная газовая постоянная газа или смеси газов (рспецифический) дается делением молярной газовой постоянной на молярная масса (M) газа или смеси. |
В чем измеряется универсальная газовая постоянная
| ВСЕ, ЧТО ТЫ ХОТЕЛ ЗНАТЬ О ГАЗАХ, НО БОЯЛСЯ СПРОСИТЬ | Универсальная газовая постоянная — термин, впервые введённый в употребление Д. Менделеевым в 1874 г. Численно равна работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К. |
| Газовые законы | То, что это действительно так, было подтверждено экспериментально для разных газов, находящихся в условиях теплового равновесия при постоянном объеме (измерялось давление). |
| Уравнение Клапейрона-Менделеева. Единицы измерения универсальной газовой постоянной. Пример задачи | Еще одним свойством газов является их способность смешиваться друг с другом в любых соотношениях. |
| Универсальная газовая постоянная — Википедия. Что такое Универсальная газовая постоянная | КлапейронаУравнение Менделеев. |
| Ахметов М. | Конспект лекций по общей химии | Журнал «Химия» № 12/2006 | Универсальная газовая постоянная, её физический смысл, численное значение и размерность. |
Идеальная газовая постоянная (R)
| Универсальная постоянная идеального газа - | Газовое агрегатное состояние материи характеризуется хаотичным расположением. |
| Уравнение состояния идеального газа | Макропараметры и универсальная газовая постоянная. |
| Идеальная газовая постоянная (R) | идеальная газовая постоянная, универсальная газовая постоянная или молярная газовая постоянная. Газовая постоянная (R) - это константа пропорциональности, используемая в уравнении идеального газа и уравнении Нернста. |
| Универсальная газовая постоянная - определение термина | Она содержит основные характеристики поведения газов: p, V и T — соответственно давление, объем и абсолютная температура газа (в градусах Кельвина), R — универсальная газовая постоянная, общая для всех газов, а n — число. |
| Идеальная газовая постоянная (R) | Универсальная газовая постоянная возникает и в приложениях термодинамики, относящихся к жидкостям и твёрдым телам. |
Газовая постоянная
В таких случаях, универсальная газовая постоянная обычно дается другой символ , такой как R , чтобы отличить его. Обратите внимание на использование единиц измерения в киломолях, что дает коэффициент 1000 в константе. USSA1976 признает, что это значение не согласуется с приведенными значениями для постоянной Авогадро и постоянной Больцмана.
Практически отсутствует Большая Газы.
Наиболее характерным свойством является сжимаемость и способность расширяться. Газы не имеют собственной формы, они расширяются до тех пор, пока равномерно не заполнят весь сосуд, куда их поместили. Это означает, что газы не имеют собственного объема, то есть объем газа определяется объемом сосуда, в котором он находится.
Газ оказывает на стенки сосуда давление, одинаковое во всех направлениях. Еще одним свойством газов является их способность смешиваться друг с другом в любых соотношениях. Подобно газам, жидкости не имеют определенной формы.
Первый - отсечка по массе заполненной углекислоты, обеспеченная специально сконструированным для нас электронным устройством, присоединенным к весам, неплохо функционирующему, на работу с маленькими баллонами однако не рассчитанным. Второй - отсечка по давлению в линии, обеспеченная электроконтактным манометром ЭКМ , настроенным на отключение насоса при повышении давления более 40-50атм. Теперь надо иметь виду, что обычно закачка баллонов велась при не слишком низких температурах, что-нибудь в районе -10… -15 градусов минимум. Если обратиться к фазовой диаграмме углекислоты, видно, что закачка в этих условиях до средних плотностей, превышающих 0,85, невозможна даже при несработке отсечки по массе и ошибках персонала - сработает отсечка по давлению, а она на моей памяти еще ни разу не подводила. Реально, средняя плотность была даже еще ниже - порядка 0,7-0,75, так как закачка идет импульсами толчками и стрелка манометра постоянно дрожит, а срабатывает он при первом же касании стрелкой контакта. Таким образом, если нарушения и были а они, таки, наверное были!
Третий вопрос: Нет никаких сомнений, что если некоторые раздолбаи не отладят работу отсечки по массе для ВСЕХ типов баллонов до надежности швейцарских часов, не заинструктируют и не замордуют аппаратчиков до слез, то каждую зиму в начале оттепели, после того, как пару дней постоит мороз в -20… -30 градусов, эти раздолбаи будут гибнуть через одного. Или, как вариант, будут садится на тюремные нары, если накачанные в мороз баллоны будут отгружены клиентам. Не говорите потом, что я вас не предупреждал. Я с вами сидеть не хочу! И своими руками обезвреживать такие баллоны путем высверливания отверстия в вентиле - тоже! Руководителю газового хозяйства, если он не дурак, не самоубийца и не любитель тюремной пищи, крайне рекомендуется периодически выборочно проверять заполненные его аппаратчиками баллоны на предмет соответствия массы закачанной в них углекислоты нормам.
Занимает это ровно две минуты - для нескольких баллонов из партии производится контрольное взвешивание, после чего из полученных цифр вычитаются выбитый на каждом баллоне вес оболочки ну плюс, скажем, грамм четыреста - вес вентиля. Эта операция, кстати, очень благотворно сказывается на качестве заправки, расходе углекислоты и объеме рекламаций клиентов. К вопросу о баллонах и магистралях Еще несколько слов хотелось бы сказать о разного рода таре для хранения сжатых и сжиженных газов, а так же магистралях для их перекачки. В качестве простейшего примера рассмотрим цилиндрический сосуд известного радиуса, который мы будем обозначать за R. Спрашивается, какова должна быть толщина стенки сосуда обозначим ее буквой d , чтобы от него не оторвало днище? Тогда совокупная сила, которая отрывает днище от стенки, есть Fотрыв.
Только сталь, которой это днище крепится к корпусу собственно это и есть сталь корпуса в районе днища. Предельное усилие, которое она может выдержать при условии равномерного приложения нагрузки , зависит от толщины стенки, ее длины по окружности и прочности стали на разрыв. Ясно, что чем толще и длиннее по сечению отрыва, то есть по окружности стенка, тем больше в ней тех самых мм2, каждый из которых выдерживает, будем говорить, 100кгс. Тогда предельное усилие, которое может выдержать сталь стенки на отрыв Fотрыв. Кроме того, таким серьезным вещам, как 100 и более атмосфер приличествует по меньшей мере 4-5 кратный запас прочности. Впрочем, важно не это.
Пусть правильный коэффициент не 0,002, а, скажем, 0,001, имея ввиду хорошую сталь и более аккуратные расчеты хотя для самоделок я рекомендовал бы все же 0,002! Причем, замечу в скобках, не грузя лишними и подчас сложными расчетами, что это соотношение верно для любых не очень извращенных сосудов, только в качестве радиуса выступает любой характерный размер сосуда: для трубки - диаметр, для кубического сосуда - длина ребра и т. Главное ясно понимать: если заменяешь в магистрали высокого давления одну трубку на другую, большего диаметра, убедись, что стенка у нее соответственно более толстая. Если заменяешь предохранительную мембрану на стационарной или транспортной емкости на самодельную у нее, правда, противоположное назначение: в случае аварийного повышения давления вылететь первой, не дав разорваться всей емкости - не останавливайся на той мысли, что жесть от консервной банки, которую ты на нее пустил, в двадцать раз тоньше, чем стенка бочки и, следовательно, все тип-топ. Диаметр-то у нее тоже в двадцать раз меньше, чем диаметр бочки! Неплохо бы выяснить, какая же там родная мембрана.
Кстати, о транспортной емкости … Если бы она работала в режиме баллона, то, сообразно нашим расчетам, толщина стенки у нее должна была бы быть около 20 сантиметров. Однако, на деле там и трех не наберется. Почему, спрашивается? Бочку с 20-сантиметровой стенкой ни одна машина с места не сдвинет, разве что танк. Поэтому транспортные емкости и не рассчитаны на полное давление углекислоты при комнатной температуре. Как только углекислота нагреется до более высокой температуры а она обязательно рано или поздно нагреется, сколько ее не теплоизолируй и давление поднимется выше 16атм, автоматически сработает предохранительный клапан, сбрасывая давление.
После чего клапан надо тащить на переосвидетельствование, а емкость временно эксплуатируется со вторым запасным клапаном. Если после открывания клапан обмерзнет а они имеют такую плохую привычку и перестанет сбрасывать углекислоту, то в процессе дальнейшего нагрева углекислоты давление поднимется до 25-30 атмосфер, после чего вышибет предохранительную мембрану. В результате на переосвидетельствование придется тащить уже всю бочку, так как бочки со сработавшей мембраной к эксплуатации без переаттестации не допускаются. А если ты эту мембрану, к тому же, неправильно рассчитал и она не сработала - разорвет всю бочку, после чего придется тащить всех, при этом случившихся, в морг, а тебя - на кичу. Впрочем, все это уже не предмет физики газов, которой, собственно, посвящено данное пособие. О теплопередаче, теплоемкости и потерях при транспортировке, хранении и перекачке сжиженных газов Я тешу себя мыслью, что соберусь с силами, и напишу данный раздел в будущем, так как он имеет самое непосредственное отношение к потерям, возникающим при работе наполнительных станций и, следовательно, к экономике всего газового хозяйства.
Однако, на безопасность людей, в нем занятых, эта тема как будто не влияет разве что на безопасность начальников, которым непременно достанется, если потери превысят допустимый уровень, а они будут что-то глупо бормотать про воздушный подогреватель, который, вишь ты, обмерзает в весенне-половодный период.
Аноним Отлично Всё и так отлично Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов. Аноним Отлично Отзыв о системе "Студизба" Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами.
Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория. Аноним Отлично Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Чтобы получить доступ к этому сайту, вы должны разрешить использование JavaScript.
универсальная газовая постоянная — Постоянная (R) в уравнении состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех веществ. Новости Новости. Единицей измерения универсальной газовой постоянной в системе СИ является Дж/(моль*К). Ее значение с точностью до трех знаков после запятой равно 8,314. Универсальная газовая постоянная равна разности молярных теплоёмкостей идеального газа при постоянном давлении и постоянном объёме: а энергия моля такого газа — на. универсальная газовая постоянная равная 83,14Дж ⁄ (моль × K). Универсальная газовая постоянная удобна при расчетах, касающихся макроскопических систем, когда число частиц задано в молях.
Газовая постоянная: определение, свойства и применение в термодинамике
Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение: 3. Почему газовая постоянная R называется универсальной? Другими словами, универсальная газовая постоянная количественно характеризует способность газа к тепловому расширению при постоянном давлении. Газовую постоянную одного моля газа называют универсальной, таккак для любого газа при одинаковых состояниях ее числовое значение одно ито же; универсальная газовая постоянная обозначается и имеет единицу измерения джоуль на моль-кельвин (дж/(моль к). Универсальная газовая постоянная возникает и в приложениях термодинамики, относящихся к жидкостям и твёрдым телам. Универсальная газовая постоянная — универсальная, фундаментальная физическая константа R, равная произведению постоянной Больцмана k на постоянную Авогадро. Еще одним свойством газов является их способность смешиваться друг с другом в любых соотношениях.
Газовые законы
Большинство реальных газов, которые находятся при не слишком высоких давлениях и не слишком низких температурах, можно считать с высокой точностью идеальными. Универсальное уравнение состояния Так называют уравнение, которое объединяет в рамках одного выражения все важные термодинамические параметры идеальной газовой системы. Запишем его: Здесь P и V - давление в паскалях и объем в метрах кубических, n и T - количество вещества в молях и температура системы в Кельвинах. Это равенство также называется уравнением или законом Клапейрона-Менделеева в честь французского физика и инженера и русского химика XIX века, которые вывели это уравнение из накопленного предыдущими поколениями ученых экспериментального опыта. Универсальное уравнение состояния системы позволяет получить любой газовый закон. Например, закон Гей-Люссака следует из него непосредственно, если положить постоянным объем во время термодинамического процесса. Мы выше расшифровали 4 из 5 обозначений, присутствующих в формуле. Пятым является коэффициент R.
Он называется универсальной газовой постоянной. Что это за величина, рассмотрим подробнее дальше в статье. Постоянная R в физике Выше мы увидели, что это некоторый коэффициент пропорциональности между давлением, объемом, температурой и количеством вещества. Ее значение с точностью до трех знаков после запятой равно 8,314.
R — в англоязычной литературе это "индивидуальная газовая постоянная", которая в нашей традиции вообще не вводится. Выпуск 103. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии.
Чем больше молекул газа, тем больше столкновений со стенками и, следовательно, выше давление.
Универсальная газовая постоянная R — это постоянная, которая связывает энергию молекул с их температурой. Ее значение постоянно для всех идеальных газов. Температура T представляет кинетическую энергию молекул газа. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы, что приводит к увеличению давления при постоянном объеме.
Если увеличивать температуру и дальше, резко усилится процесс термической ионизации, т. Модель идеального газа. Связь между давлением и средней кинетической энергией. Для выяснения закономерностей, которым подчиняется поведение вещества в газообразном состоянии, рассматривается идеализированная модель реальных газов — идеальный газ. Это такой газ, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, не взаимодействующие друг с другом на расстоянии, но взаимодействующие друг с другом и со стенками сосуда при столкновениях. Идеальный газ — это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. Она может описывать не любой газ. Не применима, когда газ сильно сжат, когда газ переходит в жидкое состояние. Реальные газы ведут себя как идеальный, когда среднее расстояние между молекулами во много раз больше их размеров, то есть при достаточно больших разрежениях. Свойства идеального газа: расстояние между молекулами много больше размеров молекул; молекулы газа очень малы и представляют собой упругие шары; силы притяжения стремятся к нулю; взаимодействия между молекулами газа происходят только при соударениях, а соударения считаются абсолютно упругими; молекулы этого газа двигаются беспорядочно; движение молекул по законам Ньютона. Состояние некоторой массы газообразного вещества характеризуют зависимыми друг от друга физическими величинами, называемыми параметрами состояния. К ним относятся объем V, давление p и температура T. Объем газа обозначается V. Объем газа всегда совпадает с объемом того сосуда, который он занимает. Единица объема в СИ м3.
Основное уравнение МКТ
Обозначается латинской буквой R. Как записывается закон Дальтона? Давление смеси газов, не взаимодействующих друг с другом химически, равно сумме парциальных давлений этих газов. Чему равна удельная газовая постоянная водорода н2?
Причем, в случае, когда средняя плотность ниже некоторой критической плотности, события развиваются по первому "мягкому" варианту, а если выше - по второму "жесткому". Превышение этих количеств по любым причинам, будь то раздолбайство персонала или неисправность весов влечет за собой весьма неприятные последствия в виде разрыва баллона, для которого опрессовкой гарантируется исправная работа при давлении до 225атм для углекислотных даже меньше - 150атм , а натурные испытания регулярно показывают разрушение даже абсолютно нового баллона при давлении 350-400атм.
Чем это чревато, мы уже убедились в параграфе "Идеальный газ". Почему этого не происходило раньше? Будет ли это происходить в дальнейшем? На первый вопрос ответ простой: 1 Плохо была отлажена система отсечки автоматического прекращения закачки для маленьких 5- и 10-литровых баллонов из-за недостатков в конструкции электроники весов. Второй вопрос сложнее.
Полагаю так: Чтобы понять, почему раньше не происходило взрывов баллонов, надо знать, как устроена система отсечки на углекислотной станции. Она имеет два контура. Первый - отсечка по массе заполненной углекислоты, обеспеченная специально сконструированным для нас электронным устройством, присоединенным к весам, неплохо функционирующему, на работу с маленькими баллонами однако не рассчитанным. Второй - отсечка по давлению в линии, обеспеченная электроконтактным манометром ЭКМ , настроенным на отключение насоса при повышении давления более 40-50атм. Теперь надо иметь виду, что обычно закачка баллонов велась при не слишком низких температурах, что-нибудь в районе -10… -15 градусов минимум.
Если обратиться к фазовой диаграмме углекислоты, видно, что закачка в этих условиях до средних плотностей, превышающих 0,85, невозможна даже при несработке отсечки по массе и ошибках персонала - сработает отсечка по давлению, а она на моей памяти еще ни разу не подводила. Реально, средняя плотность была даже еще ниже - порядка 0,7-0,75, так как закачка идет импульсами толчками и стрелка манометра постоянно дрожит, а срабатывает он при первом же касании стрелкой контакта. Таким образом, если нарушения и были а они, таки, наверное были! Третий вопрос: Нет никаких сомнений, что если некоторые раздолбаи не отладят работу отсечки по массе для ВСЕХ типов баллонов до надежности швейцарских часов, не заинструктируют и не замордуют аппаратчиков до слез, то каждую зиму в начале оттепели, после того, как пару дней постоит мороз в -20… -30 градусов, эти раздолбаи будут гибнуть через одного. Или, как вариант, будут садится на тюремные нары, если накачанные в мороз баллоны будут отгружены клиентам.
Не говорите потом, что я вас не предупреждал. Я с вами сидеть не хочу! И своими руками обезвреживать такие баллоны путем высверливания отверстия в вентиле - тоже! Руководителю газового хозяйства, если он не дурак, не самоубийца и не любитель тюремной пищи, крайне рекомендуется периодически выборочно проверять заполненные его аппаратчиками баллоны на предмет соответствия массы закачанной в них углекислоты нормам. Занимает это ровно две минуты - для нескольких баллонов из партии производится контрольное взвешивание, после чего из полученных цифр вычитаются выбитый на каждом баллоне вес оболочки ну плюс, скажем, грамм четыреста - вес вентиля.
Эта операция, кстати, очень благотворно сказывается на качестве заправки, расходе углекислоты и объеме рекламаций клиентов. К вопросу о баллонах и магистралях Еще несколько слов хотелось бы сказать о разного рода таре для хранения сжатых и сжиженных газов, а так же магистралях для их перекачки. В качестве простейшего примера рассмотрим цилиндрический сосуд известного радиуса, который мы будем обозначать за R. Спрашивается, какова должна быть толщина стенки сосуда обозначим ее буквой d , чтобы от него не оторвало днище? Тогда совокупная сила, которая отрывает днище от стенки, есть Fотрыв.
Только сталь, которой это днище крепится к корпусу собственно это и есть сталь корпуса в районе днища. Предельное усилие, которое она может выдержать при условии равномерного приложения нагрузки , зависит от толщины стенки, ее длины по окружности и прочности стали на разрыв. Ясно, что чем толще и длиннее по сечению отрыва, то есть по окружности стенка, тем больше в ней тех самых мм2, каждый из которых выдерживает, будем говорить, 100кгс. Тогда предельное усилие, которое может выдержать сталь стенки на отрыв Fотрыв. Кроме того, таким серьезным вещам, как 100 и более атмосфер приличествует по меньшей мере 4-5 кратный запас прочности.
Впрочем, важно не это. Пусть правильный коэффициент не 0,002, а, скажем, 0,001, имея ввиду хорошую сталь и более аккуратные расчеты хотя для самоделок я рекомендовал бы все же 0,002! Причем, замечу в скобках, не грузя лишними и подчас сложными расчетами, что это соотношение верно для любых не очень извращенных сосудов, только в качестве радиуса выступает любой характерный размер сосуда: для трубки - диаметр, для кубического сосуда - длина ребра и т. Главное ясно понимать: если заменяешь в магистрали высокого давления одну трубку на другую, большего диаметра, убедись, что стенка у нее соответственно более толстая. Если заменяешь предохранительную мембрану на стационарной или транспортной емкости на самодельную у нее, правда, противоположное назначение: в случае аварийного повышения давления вылететь первой, не дав разорваться всей емкости - не останавливайся на той мысли, что жесть от консервной банки, которую ты на нее пустил, в двадцать раз тоньше, чем стенка бочки и, следовательно, все тип-топ.
Диаметр-то у нее тоже в двадцать раз меньше, чем диаметр бочки! Неплохо бы выяснить, какая же там родная мембрана. Кстати, о транспортной емкости … Если бы она работала в режиме баллона, то, сообразно нашим расчетам, толщина стенки у нее должна была бы быть около 20 сантиметров. Однако, на деле там и трех не наберется. Почему, спрашивается?
Бочку с 20-сантиметровой стенкой ни одна машина с места не сдвинет, разве что танк.
Причем под плотностью следует понимать усредненную плотность системы в пределах сосуда, ее содержащего. Иными словами, если в сосуде емкостью один литр при некоторых условиях содержится 0,6 кг жидкой углекислоты и 0,4кг газообразной, усредненную плотность газовой системы следует принимать равной сумме масс обоих фаз, деленную на совокупно занимаемый ими объем. Легко объяснимо поведение системы для небольших значений плотности. С повышением температуры начнется более интенсивное испарение углекислоты с поверхности жидкости, однако прирост давления будет не очень значительным, ибо если в какой-то момент испарится чуть больше жидкости, чем нужно, давление в баллоне повысится, система перейдет в область диаграммы "жидкость" и, следовательно, начнется активный процесс конденсации газообразной углекислоты то есть превращения ее обратно в жидкость. Чуть больше испарилось - увеличивается конденсация, чуть больше сконденсировалось - увеличилось испарение. В этом случае говорят, что газожидкостная система находится в термодинамическом равновесии на границе двух своих сред - жидкости и газа. Сложнее обстоит дело для высоких значений средней плотности. В этом случае даже при низких температурах количество углекислоты в баллоне в жидком состоянии весьма велико, а газовая фаза представлена незначительной областью в самой верхней части баллона.
В этом случае при повышении температуры углекислоты траектория системы также следует кривой раздела между жидкостью и газом на диаграмме состояния с поддержанием термодинамического равновесия между жидкостью и газом. Однако из-за существенного коэффициента объемного расширения углекислоты точное значение мне в литературе найти не удалось жидкая фаза с ростом температуры быстро увеличивается в объеме, занимая свободное пространство в котором раньше располагалась газовая фаза. Соответственно, в момент, когда расширившаяся жидкость заполнит весь объем баллона, произойдет отрыв траектории системы от линии раздела фаз на фазовой диаграмме, после чего давление в баллоне будет определяться объемным расширением жидкости при нагреве, а это очень мощный, в смысле возникающих при этом давлений, процесс. ВЫВОДЫ: Поведение газожидкостной системы в баллоне прямо зависит от средней плотности углекислоты в нем или, иными словами, от того, сколько туда закачано углекислоты. Причем, в случае, когда средняя плотность ниже некоторой критической плотности, события развиваются по первому "мягкому" варианту, а если выше - по второму "жесткому". Превышение этих количеств по любым причинам, будь то раздолбайство персонала или неисправность весов влечет за собой весьма неприятные последствия в виде разрыва баллона, для которого опрессовкой гарантируется исправная работа при давлении до 225атм для углекислотных даже меньше - 150атм , а натурные испытания регулярно показывают разрушение даже абсолютно нового баллона при давлении 350-400атм. Чем это чревато, мы уже убедились в параграфе "Идеальный газ". Почему этого не происходило раньше? Будет ли это происходить в дальнейшем?
На первый вопрос ответ простой: 1 Плохо была отлажена система отсечки автоматического прекращения закачки для маленьких 5- и 10-литровых баллонов из-за недостатков в конструкции электроники весов. Второй вопрос сложнее. Полагаю так: Чтобы понять, почему раньше не происходило взрывов баллонов, надо знать, как устроена система отсечки на углекислотной станции. Она имеет два контура. Первый - отсечка по массе заполненной углекислоты, обеспеченная специально сконструированным для нас электронным устройством, присоединенным к весам, неплохо функционирующему, на работу с маленькими баллонами однако не рассчитанным. Второй - отсечка по давлению в линии, обеспеченная электроконтактным манометром ЭКМ , настроенным на отключение насоса при повышении давления более 40-50атм. Теперь надо иметь виду, что обычно закачка баллонов велась при не слишком низких температурах, что-нибудь в районе -10… -15 градусов минимум. Если обратиться к фазовой диаграмме углекислоты, видно, что закачка в этих условиях до средних плотностей, превышающих 0,85, невозможна даже при несработке отсечки по массе и ошибках персонала - сработает отсечка по давлению, а она на моей памяти еще ни разу не подводила. Реально, средняя плотность была даже еще ниже - порядка 0,7-0,75, так как закачка идет импульсами толчками и стрелка манометра постоянно дрожит, а срабатывает он при первом же касании стрелкой контакта.
Таким образом, если нарушения и были а они, таки, наверное были! Третий вопрос: Нет никаких сомнений, что если некоторые раздолбаи не отладят работу отсечки по массе для ВСЕХ типов баллонов до надежности швейцарских часов, не заинструктируют и не замордуют аппаратчиков до слез, то каждую зиму в начале оттепели, после того, как пару дней постоит мороз в -20… -30 градусов, эти раздолбаи будут гибнуть через одного. Или, как вариант, будут садится на тюремные нары, если накачанные в мороз баллоны будут отгружены клиентам. Не говорите потом, что я вас не предупреждал. Я с вами сидеть не хочу! И своими руками обезвреживать такие баллоны путем высверливания отверстия в вентиле - тоже! Руководителю газового хозяйства, если он не дурак, не самоубийца и не любитель тюремной пищи, крайне рекомендуется периодически выборочно проверять заполненные его аппаратчиками баллоны на предмет соответствия массы закачанной в них углекислоты нормам. Занимает это ровно две минуты - для нескольких баллонов из партии производится контрольное взвешивание, после чего из полученных цифр вычитаются выбитый на каждом баллоне вес оболочки ну плюс, скажем, грамм четыреста - вес вентиля. Эта операция, кстати, очень благотворно сказывается на качестве заправки, расходе углекислоты и объеме рекламаций клиентов.
К вопросу о баллонах и магистралях Еще несколько слов хотелось бы сказать о разного рода таре для хранения сжатых и сжиженных газов, а так же магистралях для их перекачки. В качестве простейшего примера рассмотрим цилиндрический сосуд известного радиуса, который мы будем обозначать за R. Спрашивается, какова должна быть толщина стенки сосуда обозначим ее буквой d , чтобы от него не оторвало днище? Тогда совокупная сила, которая отрывает днище от стенки, есть Fотрыв. Только сталь, которой это днище крепится к корпусу собственно это и есть сталь корпуса в районе днища. Предельное усилие, которое она может выдержать при условии равномерного приложения нагрузки , зависит от толщины стенки, ее длины по окружности и прочности стали на разрыв. Ясно, что чем толще и длиннее по сечению отрыва, то есть по окружности стенка, тем больше в ней тех самых мм2, каждый из которых выдерживает, будем говорить, 100кгс. Тогда предельное усилие, которое может выдержать сталь стенки на отрыв Fотрыв.
Таким образом, каждое вещество обладает своей теплоемкостью. Теплоемкостью тела называют количество теплоты ,необходимое для изменения температуры тела на один градус. Средней в интервале температур T1 — T2 теплоемкостью тела Сm называют количество теплоты q, необходимое для повышения температуры тела на 1o 14 При уменьшении разности температур Т2 — Т1 средняя теплоемкость приближается к истинной.
Глава 8. Строение вещества
Универсальная газовая постоянная (R = 8.31 Дж/(моль К)) — произведение постоянной Больцмана на число Авогадро. Газовая постоянная, универсальная физическая постоянная R, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа: pv = RT (см. Клапейрона уравнение), где р — давление, v — объём, Т — абсолютная температура. R=А, то есть универсальная газовая постоянная численно равна работе расширения одного кмоль газа при изобарическом нагревании на.