Үлесті (меншікті) көлем деп газ массасы бірлігінің көлемін айтады:
, (3)
мұндағы - газдың толық көлемі, ; - газдың массасы,
Үлесті көлемге кері шама тығыздық ( ) деп аталады
, (4)
Жүйені біркелкі күй қалыпта сипаттайтын шамаларды салыстыру үшін «қалыпты жағдай» ұғымы қолданылады.
Физикалық қалыпты жағдайда:
Р=760 мм.сын.бағ. =101,325 кПа;
Т=273,15 К (t=0 0C).
Техникалық қалыпты жағдайда:
Р=735,6 мм.сын.бағ. =98 кПа;
Т=288 К (t=15 0C).
Газдың (будың) күй параметрлері 1. - меншікті көлем, м3/кг.– = V/M.
Мұнда: V – газдың көлемі, м3; М – газдың массасы, кг.
2. Т – абсолюттік температура, К, t – Цельсий шкаласымен өлшенетін температура, 0С
Т = 273.15 + t
3. Р – абсолюттік қысым, Па
Р = Рбар + РМ– Рбар – барометрлік (атмосфералық) қысым, Па. –РМ – манометрлік қысым, Па
Р = Рбар – Рвак Рвак – вакуум шамасы, Па
1 кесте
1 кПа =103Па; 1МПа = 106Па.
1 есеп. 1 м3 метанның белгілі жағдайдағы массасы 0.7 кг. Метанның тығыздығы мен меншікті көлемін табыңыздар.
Жауабы: = 0.7 кг/м3; = 1.429 кг/м3.
2 есеп. Будың абсолюттік қысымын табыңыз. Манометрдің көрсетуі 0.245 МПа, ал атмосфералық қысым Рбар = 93325 Па.
Жауабы: Р = 0.338 МПа
3 есеп. Бу турбинасының конденсатордағы абсолюттік қысымды табыңыз. Вакуумметрдің көрсетуі 94 кПа. Атмосфералық қысым 99,6 кПа.
Жауабы: Р = 5,6 кПа
№ 2 ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
ИДЕАЛЬДЫ ГАЗДАР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ НЕГІЗГІ ЗАҢДАРЫ
ГАЗ КҮЙІНІҢ ТЕҢДЕУІ Термодинамикалық жүйенің тепе-теңдік жағдайында оның күй қалпы параметрлері өзара функционалды байланыста болады. Осы байланыстың математикалық өрнегі күй қалпы теңдеуі деп аталады. Бұл байланыс жалпы түрде термиялық теңдеумен төмендегідей жазылады
(1)
Бұл теңдеуді басқаша былай жазуға болады:
, (2)
соңғы теңдеулерден жүйенің күй қалпын анықтайтын негізгі үш параметрдің кез-келген екеуі тәуелсіз болатындығы көрінеді.
Теңдеулердің нақтылы түрі тәжірибе арқылы немесе статистикалық физика тәсілдерімен анықталады.
Мысалы, Клапейрон теңдеуі мына түрде жазылады:
-1 кг газға (3)
-м кг газға (4)
мұндағы -газ тұрақтысы,
Газ тұрақтысының өлшем бірлігіне қарап, оның физикалық мағынасын оңай анықтауға болады. Ол 1 кг газдың тұрақты қысымда температурасын 1 Кельвинге өзгерткендегі атқаратын жұмысы.
Егер (4) теңдеуіндегі -ді молекулалық масса -мен алмастырып, молярлық көлем -екенін ескерсек, Клапейрон-Менделеев теңдеуін аламыз:
, (5)
мұндағы - жұмыстық дененің (газдың) молярлық көлемі, м3/кмоль (физикалық қалыпты жағдайда м3/кмоль);
- универсал газ тұрақтысы. Универсал газ тұрақтысының - шама мөлшері барлық газдар үшін олардың кез-келген күй қалпында тұрақты бір мәнге ғана тең болады. Оның сан мәні қалыпты жағдайда (Р=101325 Па, Т=273,15 К) былайша анықталады:
Кез-келген газ үшін газ тұрақтысын мына теңдеумен анықтайды:
(6)
Нақты газдардың идеал газдардан ерекшелігі молекулалар арасындағы қарым-қатынастың әлде қайда күшті болуына байланысты. Сондықтан, нақты жұмыстық дененің термиялық күй қалпы параметрлерінің өзара байланысын Ван-дер-Ваальс теңдеуімен өрнектейді:
(7)
мұндағы -нақты газдың табиғатына байланысты пропорционал коэффициент,
-нақты газдың минималды сығылу көлемі,
Нақты газдар екі, үш және одан да көп молекуладан құралатындықтан (1.12) теңдеуінің нәтижесі тәжірибелік нәтижемен әр қашанда сәйкес келмеуі мүмкін.
