Влажный воздух. Состав и свойства - Бурцев С.И.
ISBN 5-89565-005-8
Скачать (прямая ссылка):
Авторы сочли необходимым в разделе 1 кратко изложить основные законы термодинамики идеальных газов и смесей, которым подчиняется в указанном диапазоне температур и давлений влажный воздух, и остановиться более подробно на свойствах льда и тумана, влиянии кривизны поверхности раздела фаз на давление насыщения, зависимости температуры замерзания капель воды от давления и других вопросах.
Авторы будут благодарны всем, кто ознакомится с содержанием книги и сообщит свои замечания и предложения по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, Бюро техники кондиционирования и охлаждения.
5 **************************** Предисловие ****************************
За полезные замечания при рецензировании книги авторы приносят глубокую благодарность коллективу кафедры холодильных машин Астраханского государственного технического университета (зав. кафедрой доктор техн. наук, проф. JI.B. Галимова) и доктору техн. наук, проф. Г.И. Дымову, а также E.JI. Масальцевой, Д.Е. Мышковскому и Е.М. Ниловой за огромную помощь в подготовке рукописи к изданию. +***********************************************************************
1. Термодинамика идеальных газов и смесей. Основные понятия и соотношения
1.1. Основные положения
Термодинамические исследования обычно начинаются с выделения ограниченной области пространства, подлежащей рассмотрению. Содержимое этой области называется термодинамической системой. Всё то, что находится вне системы - это внешняя окружающая среда. Система отделяется от внешней среды материальной или воображаемой поверхностью - границей системы. Границам системы часто приписывают идеализированные свойства, особенно проницаемости вещества и энергии.
Границы термодинамической системы могут быть закрытыми или открытыми.
Граница закрытой системы непроницаема для вещества, поэтому в ней содержится одно и то же количество вещества, однако объём, замкнутый границей, может меняться, если границы системы подвижны. Пример закрытой системы дан на рис. 1.1.
Если границы системы проницаемы для вещества, то такая система называется открытой. Примером такой системы является теплообменник, показанный на рис. 1.2.
Если границы системы не только непроницаемы для вещества, но и препятствуют другим взаимодействиям (например, энергообмену) между системой и её внешней средой, то такая система является изолированной. Каждая изолированная система - закрытая.
Установление границ между системой и её внешней средой является необходимым, но недостаточным элементом описания системы. Система должна описываться рядом переменных, т. е. физических величин, характеризующих её свойства. Если системой является определённое количество газа, то для описания свойств этой системы задаётся несколько макроскопических переменных, например, объём и давление.
Если переменные принимают устойчивые значения, то система находится в определённом состоянии. Эти переменные, характеризующие устойчивое состояние системы, называются параметрами состояния.
7 ************** 1 .Термодинамика идеальных газов и смесей **************
Рис. 1.1. Пример закрытой системы с подвижной границей. Термобаллон с термочувствительной жидкостью - элемент регулятора температуры прямого действия
Теплоноситель (горячая вода)
Границы системы
і
Рис. 1.2. Пример открытой системы. Водяной подогреватель воздуха
Система находится в термодинамическом равновесии, если при изоляции её от воздействия внешней среды параметры состояния системы не изменяются. Необходимо отметить, что для описания равновесных состояний достаточно нескольких параметров состояния.
8 ********************* Основные положения *********************
Система называется гомогенной, если её химический состав и физические свойства в пределах границ системы одинаковы. Однородность химического состава существует не только в случаях, когда система состоит из единственного чистого вещества. Этому требованию удовлетворяют и смеси различных газов, если только состав смеси одинаков во всей системе и они не вступают друг с другом в химические реакции. Таким образом, гомогенная система состоит из одной фазы.
Система из двух или более фаз называется гетерогенной.
Так, примером гомогенной системы является воздух, состоящий из смеси различных газов и водяного пара, а гетерогенной системы - туман, когда наряду с газовой фазой в системе присутствует жидкая (капли воды) или твёрдая (кристаллы льда) фаза.
Параметры состояния, значения которых определяются суммой параметров состояния составляющих частей условно разделённой системы, называются экстенсивными параметрами состояния. Примерами экстенсивных параметров состояния являются объём и масса.
Если рассматривается гомогенная система, то при разделении её на части объём делится пропорционально массе. Это справедливо не только для объёма, но и для всех других экстенсивных величин. Экстенсивные параметры состояния, следовательно, определяют размер рассматриваемой системы. Особенно удобна для этих целей масса вещества.
