Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания - Глушко В.П.
Глушко В.П. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания — Москва, 1971. — 263 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamiteplofizsvoystv1971.pdf
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 172 >> Следующая

P = f(v, T) (3.1)
и калорическое уравнение Состояния
U = f(v,T). (3.2)
Широко применяемым частным случаем уравнений (3.1) и (3.2) является уравнение состояния идеального газа. Вывод уравнения состояния идеального газа может быть сделан из статистической механики или принят на основе феноменологической термодинамики. Для двух форм уравнения состояния (3.1) и (3.2) этот вывод практически одинаков.
1.1. Индивидуальные вещества
Согласно статистической механике, давление в системе определяется следующим соотношением [143]:
р-«г<?ж)г <3-3>
где z — статистическая сумма по состояниям молекул.
Статистическая сумма обычно записывается в виде произведения трех независимых сомножителей [419]
* Метод расчета с учетом образования идеальных растворов конденсированных веществ рассмотрен в работе [349]. В большинстве случаев гетерогенные продукты сгорания приводимых в Справочнике топлив содержат одно конденсированное вещество.
— 23 —
(3.4)
где 2„oct, zBHyT — статистические суммы для поступательных и внутримолекулярных состояний молекул, z„.c — составляющая статистической суммы для спинов ядер.
Методы расчета статистических сумм и практическое применение методов подробно представлены в фундаментальном Справочнике [419].
Идеальным принято считать газ, в котором потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия пренебрежимо мала по сравнению с общей энергией системы. Это позволяет записать:
zO = vN?3NN\,
(3.5)
где X = h2/2^tnkT, k—постоянная Больцмана, N—число молекул с массой т. в объеме v, h—постоянная Планка.
Подстановка величины г° в уравнение (3.3) позволяет записать
pv = NkT, (3.6)
или для одного моля газа
pv = R0T, (3.7)
где R0-универсальная газовая постоянная.
Основные термодинамические функции одного моля идеального газа могут быть вычислены по соотношениям:
H°t-H°0 = R0t(?P)
д In г\
(3.8)
N ' 'ч<>' [дТ V (3,9)
C?P = 2R0T(d-p) + ^№1,(3.10)
V = R0InI + R0T(^),
G°T=H°0 + R0TIn^r,
(3.11)
где верхний индекс нуль относится к стандартному состоянию.
Значения термодинамических функций при постоянном объеме определяются по известным соотношениям термодинамики.
Как видно, термодинамические свойства идеальных индивидуальных веществ являются функциями только температуры.
Термодинамический вывод уравнения состояния (3.7) основан на записи функциональной зависимости химического потенциала от температуры и давления в виде:
= ^(T) + R0T\n^
(3.12)
Удобно величину давления р0 выбрать равной 1 атм, тогда
V. = V.°(T) + R0Tlnp. (3.13)
Уравнение (3.13) является тождеством, следовательно, справедливо выражение
др)т P
(3.14)
С другой стороны, на основании известного термодинамического соотношения
(3.15)
следовательно,
pv - R0T.
1.2. Идеальная гомогенная смесь
Статистическая сумма идеальной газовой смеси молекул і и / определяется выражением 1143]
N1 N
2 =?!?- ехР И ^N1 + HjNj)IkT], (3.16)
где ./V,, Nj—число молекул видов і и /; Zj, Zj—статистические суммы, приходящиеся на одну молекулу; eoi, e0J—энергия молекул і и / в основном состоянии.
Уравнение состояния идеальной газовой смеси можно получить аналогично уравнению состояния индивидуального газообразного вещества. Для суммарного числа молей смеси 2fy оно записывается в виде:
pv=1nrR0T,
(3.17)
где общее давление смеси, согласно закону Дальтона, равно
= 2 Pi-
(3.18)
Парциальное давление pt индивидуального газообразного вещества і в идеальной газовой смеси, согласно определению, связано с общим объемом и температурой уравнением состояния
PiV = K1R0T, (3.19)
откуда, в частности, можно получить
#^- = ^ . (3.20)
Важным следствием уравнения (3.16) является условие аддитивности термодинамических функций для смеси:
U=^x1IA, (3.21)
І
H=4ZXiH0, (3.22)
S = Zxi^-R0Hxi\nxi, (3.23) і і
I = !,*/*, (3-24)
і
где U, H, S—внутренняя энергия, энтальпия
24 -
и энтропия смеси; R0^x1InX1—энтропия сме-
i
шения; X1—мольная доля; #?, lft, S°t—энталь-лия, внутренняя энергия и энтропия одного моля вещества в стандартном состоянии. і
1.3. Идеальная гетерогенная смесь
Уравнение состояния идеальной гетерогенной смеси с учетом принятых выше допущений может быть получено следующим образом.
Объем, занимаемый гетерогенной смесью, равен объему газовой фазы (объем конденсированной фазы пренебрежимо мал), следовательно,
*-О**, (3.25)
где N — суммарное число молей газовой фазы.
С другой стороны, средняя плотность гетерогенной смеси определяется равенством
G
P = -
(3.26)
где G— общая масса продуктов сгорания. Подставляя в равенство (3.26) выражение для V, запишем
р „_Я.Г
р GlN '
{3.27)
где GIN — средний молекулярный вес продуктов сгорания.
В настоящем Справочнике для идеальной гетерогенной смеси принимается уравнение состояния вида (3.27), частными формами которого являются уравнения (3.7) и (3.17).
§ 2. ИДЕАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Теоретическое определение параметров процессов с учетом условий их реального протекания в двигателях и энергетических установках представляет значительные трудности. Формальное описание процессов возможно с помощью уравнений аэротермохимии, однако получаемые расчетом количественные результаты часто являются оценочными. Современный уровень знаний о процессах при высокой температуре, стремление получить простую расчетную схему приводят к необходимости введения упрощающих допущений, идеализации процессов.
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 172 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.