Удельная газовая постоянная метана

Удельная газовая постоянная метана

Универса́льная га́зовая постоя́нная — константа, численно равная работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К. Обозначается латинской буквой R .

Содержание

Общая информация [ править | править код ]

И. П. Алымов (1865) [1] [2] [3] , Цейнер (1866) [4] , Гульдберг (1867) [5] , Горстман (1873) [6] и Д. И. Менделеев (1874) [7] [2] [3] пришли к выводу, что произведение индивидуальной для каждого газа постоянной в уравнении Клапейрона на молекулярный вес газа должно быть постоянной для всех газов величиной. Д. И. Менделеев вычислил [8] [9] значение константы R , используя закон Авогадро, согласно которому 1 моль различных газов при одинаковом давлении и температуре занимает одинаковый объём ( V μ ) . <displaystyle (V_<mu >).>

Входит в уравнение состояния идеального газа p = R T V μ , <displaystyle p=>>,> в формулу для коэффициента диффузии сферических броуновских частиц D = R T 6 N A π a ξ <displaystyle D=<frac <6N_<mathrm >pi axi >>> и в ряд других уравнений молекулярно-кинетической теории.

В Международной системе единиц (СИ) универсальная газовая постоянная, в силу точно установленных численных значений постоянных Авогадро и Больцмана, в точности равна

В системе СГС универсальная газовая постоянная равна R = 8,31446261815324·10 7 эрг (моль∙К) .

Связь между газовыми константами [ править | править код ]

Универсальная газовая постоянная выражается через произведение постоянной Больцмана на число Авогадро [10] :

R = k N A . <displaystyle R=kN_<mathrm >.>

Постоянную Больцмана используют в формулах, описывающих изучаемое явление или поведение рассматриваемого объекта с микроскопической точки зрения (см. Молекулярно-кинетическая теория, Статистическая физика, Физическая кинетика), тогда как универсальная газовая постоянная более удобна при расчетах, касающихся макроскопических систем, когда число частиц задано в молях.

Пример 3.1.11. 1 кг метана при постоянной температуре t1=+15°С и начальном давлении P1=3,5 МПа сжимает­ся до давления P2=5,5 МПа. Определить удельный конечный объем и количество тепла, отводимого в про­цессе сжатия, затрачиваемую работу.

Читайте также:  Бонпри бесплатная доставка код акции

Решение

1. Процесс изотермический, то есть по условию задачи температура газа в процессе сжатия остает­ся неизменной t = + 15°С = idem.

2. Удельный начальный объем газа определяют из урав­нения состояния

м 3 /кг,

где R — газовая постоянная метана

Дж/(кг∙К).

Так как в изотермическом процессе, когда n = 1

(3.1.33)

то конечный объем газа равен

м 3 /кг.

3. Работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг метана, опре­деляется из уравнения

кДж/кг.

4. Количество тепла, отводимого от газа, численно равно работе, затраченной на сжатие. Следовательно

q = — 67,527 кДж/кг.

Пример 3.1.12. Метан массой 1 кг адиабатически расширяет­ся с давления Р1=5,5 МПа и температуры 50°С до давления Р2=1 МПа. Найти конечные объем, температуру, потен­циальную и термодинамическую работу, изменение внут­ренней энергии и энтальпии. Показатель процесса рас­ширения принять равным k = 1,4.

Решение

1.Начальный удельный объем находится из уравнения Клапейрона. Газовая постоянная для мета­на 518,3 Дж/кг∙К.

м 3 /кг.

2. Для адиабатического процесса справедливы урав­нения вида

.

К;

3. Конечный объем в процессе расширения равен

м 3 /кг.

4. Определение удельных значений работ осущест­вляется с помощью следующих уравнений

кДж/кг.

5. Изменение внутренней энергии и энтальпии в обратимом адиабатическом процессе соответственно равно термодинамической и потенциальной работам.

кДж/кг;

кДж/кг.

Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 1602 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Индивидуальные газовые постоянные и молярные массы некоторых газов Ri. Азот, Аргон, Водяной пар, Водород, Воздух, Гелий, Диоксид серы , Кислород, Метан, Пропан, Углекислый, Угарный газ

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector