Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №1

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №2

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №3

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №4

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №5

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №6

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №7

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №8

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №9

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №10

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №11

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №12

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №13

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №14

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №15

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №16

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №17

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №18

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №19

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №20

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №21

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №22

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №23

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №24

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №25

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №26

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №27

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №28

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №29

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №30

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №31

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №32

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №33

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №34

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №35

Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды, слайд №36

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Реальные газы. Уравнения состояний. Тройная точка воды. Доклад-сообщение содержит 36 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ТНиС 05 ● Реальные газы ● Уравнения состояний ● Тройная точка воды

Слайд 2

Описание слайда:

Реальные газы В реальных газах молекулы представляют собой упругие тела, имеют собственный объем и взаимодействуют между собой. Исторически первое уравнение состояния реальных газов было получено Ван-Дер-Ваальсом. Из уравнения состояния идеальных газов (Клапейрона) pv=RT; v=RT/p, то есть при p=∞: v=0, что не соответствует действительности.

Слайд 3

Описание слайда:

К выводу уравнения Ван-Дер-Ваальса Обозначим собственный объем молекул реального газа буквой b, тогда: v-b=RT/p, то есть при p=∞: (v-b) 0; v b, где b – константа Ван-Дер-Ваальса. Выразим из полученного уравнения давление p=RT/(v-b) и учтем взаимодействие между молекулами.

Слайд 4

Описание слайда:

Константа Ван-Дер-Ваальса Давление – это результат ударов молекул о ● ● стенки сосуда. ● Притяжение других молекул ослабляет силу удара молекулы на поправку Δp, которая пропорциональна числу притягиваемых и притягивающих молекул, то есть: Δp=aρ2=a/v2, где а – константа Ван-Дер-Ваальса. C учетом этого: p=RT/(v-b)-Δp=RT/(v-b)-a/v2.

Слайд 5

Описание слайда:

Уравнение Ван-Дер-Ваальса Итак, уравнение состояния реальных газов Ван-Дер-Ваальса: . Ван-Дер-Ваальс учел только два фактора, отличающих реальные газы от идеальных, поэтому его уравнение не очень точное.

Слайд 6

Описание слайда:

Уравнение состояния реальных газов Более точным является уравнение Вукаловича-Новикова, в котором учтены дополнительно ассоциация (объединение в многомолекулярные комплексы) и диссоциация (раздробление) комплексов. С учетом ассоциации и диссоциации 2-х молекулярных комплексов уравнение Вукаловича-Новикова, имеет вид: .

Слайд 7

Описание слайда:

Термодинамическая поверхность воды

Слайд 8

Описание слайда:

Парообразование на поверхности воды (испарение) Испарение – это парообразование на поверхностиводы, которое происходит при любой температуре. Явление заключается в том, что молекулы воды с повышенной кинетической энергией преодолевают силу притяжения соседних молекул и вылетают в воздух. Интенсивность испарения возрастает с увеличением температуры воды, так как при этом растет кинетическая энергия движения молекул и уменьшается сила взаимодействия между ними.

Слайд 9

Описание слайда:

Воздушно-испарительное охлаждение При вылете из воды самых быстрых молекул уменьшается средняя кинетическая энергия движения молекул воды, то есть температура воды падает. Это так называемое воздушно-испарительное охлаждение широко используется в технике (брызгальные бассейны, градирни, барботажные теплообменники).

Слайд 10

Описание слайда:

Парообразование во всем объеме воды (кипение) Когда вода нагрета до температуры кипения (насыщения), начинается парообразование во всем объеме (кипение). При кипении температура воды остается постоянной. Центрами парообразования являются шероховатости поверхности нагрева, пылинки и пузырьки воздуха в воде. С повышением давления растет температура кипения (вода атмосферного давления кипит при температуре 100 °С). Идеально чистая вода в сосуде с полированными стенками может быть перегрета до температуры, превышающей температуру кипения (нет центров парообразования).

Слайд 11

Описание слайда:

Конденсация пара. Насыщенный пар При охлаждении пара происходит его конденсация, то есть превращение пара в воду. Образовавшаяся при этом вода называется конденсатом. При парообразовании в закрытом сосуде часть молекул из парового пространства могут снова вернуться в жидкость. При динамическом равновесии: число молекул, вылетающих из воды, равно числу молекул пара, возвращающихся в воду, пар называется насыщенным. Сухой насыщенный пар получается при переходе в пар всей воды.

Слайд 12

Описание слайда:

Влажный насыщенный пар При неполном испарении воды пар называется влажным насыщенным. Массовая доля пара во влажном паре (смеси пара с капельками воды) называется степенью сухости пара «х». Для сухого насыщенного пара х=1. Степень сухости пара х=0 соответствует воде на линии насыщения (закипающей воде). Если сухой насыщенный пар подогревать, он становится перегретым с температурой t, степень перегрева которого равна разности температур t-tн.

Слайд 13

Описание слайда:

Водяной пар Водяной пар является рабочим телом паротурбинных установок (ПТУ). Водяной пар – это реальный газ, состояние которого можно описать уравнением состояния Вукаловича-Новикова. Для удобства, состояния пара были просчитаны в большом диапазоне параметров, а результаты представлены в виде таблиц термодинамических свойств воды и пара и в форме pv-, Ts-, hs-диаграмм.

Слайд 14

Описание слайда:

рv-диаграмма водяного пара aa’ – вода нулевой температуры; bb’k – нижняя (левая) пограничная кривая (х=0); dd’k – верхняя (правая) пограничная кривая (х=1); k – критическая точка (для воды: pкр≈22,1 МПа; tкр≈374С).

Слайд 15

Описание слайда:

К pv-диаграмме Слева от пограничной кривой – вода; между пограничными кривыми – влажный пар; правее верхней пограничной кривой – перегретый пар. На верхней пограничной кривой – сухой, насыщенный пар. Точка а(v0) – вода нулевой температуры; процесс ab – изобарный нагрев воды от 0С до температуры кипения (насыщения) tн;

Слайд 16

Описание слайда:

Процессы и состояния воды и пара точка b (v’; х=0) – вода на линии насыщения (закипающая); процесс bd – изобарно-изотермическое парообразование (кипение воды) при tн=Const; точка d (v”; х=1) – сухой, насыщенный пар; точка c – влажный, насыщенный пар (х – степень сухости пара: массовая доля пара во влажном паре); процесс de – изобарный перегрев пара; точка e (v) – перегретый пар.

Слайд 17

Описание слайда:

pt-диаграмма В pt -диаграмме процессы изменения агрегатного состояния (2-фазные состояния при t=const) изображаются точками («b» – таяние льда; «c» – испарение воды; «k» – возгонка или сублимация). Процессы: аb – изобарный нагрев льда до температуры плавления; (ek – нагрев до температуры сублимации); bс – изобарный нагрев воды до температуры кипения; cd и km – перегрев пара.

Слайд 18

Описание слайда:

Тройная точка воды Линия АВ – зависимость температуры плавления льда от давления; она является границей твердой и жидкой фаз. Линия АС – зависимость температуры кипения воды от давления; она разделяет жидкую и газообразную фазы. При снижении давления эти две линии сходятся в точке «А», которая называется тройной точкой воды (рА=613 Па; tA=0,0075 °С). В тройной точке воды все три фазы воды (твердая, жидкая и газообразная) находятся в состоянии равновесия.

Слайд 19

Описание слайда:

Возгонка или сублимация. Параметры состояния Если лед нагревать при p

Слайд 20

Описание слайда:

Теплота нагрева воды до температуры насыщения Для изобарного нагрева bc 1 кг воды от t0=0 °C до температуры насыщения (кипения) tн к ней надо подвести теплоту, Дж/кг: (1) или из I закона термодинамики: . (2) Но u’0=0, а работа расширения воды при умеренных давлениях ничтожна: . В изобарном процессе теплоту можно выразить также через разность энтальпий: , (3) то есть из (1…3) следует: . (4)

Слайд 21

Описание слайда:

Изменение энтропии Увеличение энтропии воды в изобарном процессе в интервале температур t=0…tн (Т=273…Тн) можно найти по формуле, Дж/(кг·К): . (5) При t0=0 °С (273 К) энтропия воды нулевой температуры s’0=0, а теплоемкость воды срв=4187 Дж/(кг·К), тогда из (5) энтропия воды на линии насыщения, Дж/(кг·К): .

Слайд 22

Описание слайда:

Парообразование Изобарно-изотермическое парообразование происходит в точке «b», при этом теплота, затраченная на преобразование 1 кг воды в пар, называется скрытой теплотой парообразования; по I закону термодинамики: . (6) Здесь: u”-u’=ρ – внутренняя теплота парообразования, пошедшая на изменение внутренней энергии; l”=p(v”-v’)=ψ – внешняя теплота парообразования, израсходованная на работу против внешних сил (на работу расширения). Таким образом: . (7)

Слайд 23

Описание слайда:

Энтальпия и энтропия воды и пара В изобарном процессе r=h”-h’; значения энтальпий сухого насыщенного пара h” и воды на линии насыщения h’ приведены в термодинамических таблицах, а значения u”, ρ и ψ находятся по формулам (6…8). Изменение энтропии в процессе парообразования: , (9) то есть: . (10)

Слайд 24

Описание слайда:

Влажный пар Удельный объем влажного пара находится как для смеси воды и сухого насыщенного пара, м3/кг: , (11) где х – степень сухости пара (массовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре). Энтальпия влажного пара, Дж/кг: ; (12) энтропия влажного пара, Дж/(кг·К): . (13)

Слайд 25

Описание слайда:

Перегрев пара Теплота перегрева пара до температуры Т, Дж/кг: , (13) где срп – средняя теплоемкость перегретого пара (в диапазоне от Тн до Т, Дж/(кг·К). Энтальпия перегретого пара, Дж/кг: , (14) или по I закону термодинамики для изобарного процесса: . (15) Из выражения (15) можно найти внутреннюю энергию пара u.

Слайд 26

Описание слайда:

Энтропия перегретого пара Изменение энтропии при перегреве пара, Дж/(кг·К): , (16) откуда энтропия перегретого пара: . (17)

Слайд 27

Описание слайда:

К Ts-диаграмме Начало отсчета параметров состояния: внутренней энергии u0=0; энтальпии h0=0; и энтропии s0=0 принимаем при 0 С (273 К) – точка а. Процесс abcde при p=const тот же, что был описан в pv-диаграмме.

Слайд 28

Описание слайда:

Ts-диаграмма водяного пара В тепловой Ts-диаграмме площади под процессами: аb – теплота нагрева воды от 0 С до температуры насыщения q’=h’-h0=h’; bd – скрытая теплота парообразования r=h”-h’; de – теплота перегрева пара q=h-h”; тогда q’+r+q=h – энтальпия перегретого пара в точке е.

Слайд 29

Описание слайда:

hs-диаграмма водяного пара При температуре 0 С h0=0, s0=0. Поэтому точка а для воды нулевой температуры совпадает с началом координат. Процесс abcde при p=const тот же, что на pv- и Ts-диаграммах. В области влажного пара изотерма совпадает с изобарой bd.

Слайд 30

Описание слайда:

Расчеты процессов водяного пара В практических расчетах обычно используются области перегретого пара и влажного с высокими степенями сухости. Поэтому изображается в большем масштабе выделенная рамкой часть диаграммы. Более точные расчеты процессов водяного пара выполняется по таблицам.

Слайд 31

Описание слайда:

Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара Бывают таблицы термодинамических свойств воды на линии насыщения и сухого насыщенного пара: (tн, v’, v”, h’, h”, r, s’, s”)=f(pн) (pн, v’, v”, h’, h”, r, s’, s”),=f(tн) где pн, tн – давление и температура насыщения; v, h, s – удельный объем, энтальпия и энтропия; индексы ’, ” относятся к воде на линии насыщения и сухому насыщенному пару. Таблицы термодинамических свойств перегретого пара: (v, h, s)=f (p, t).

Слайд 32

Описание слайда:

Внутренняя энергия В таблицах и диаграммах нет внутренней энергии воды и пара. Она находится через энтальпию, Дж/кг: u’=h’-pv’; ux=hx-pvx; u”=h”-pv”; u=h-pv, где давление подставляется в Па.

Слайд 33

Описание слайда:

Влажный пар Параметры состояния влажного пара находятся по смесевым формулам: vx=v’(1-x)+v”x; hx=h’(1-x)+h”x; sx=s’(1-x)+s”x.

Слайд 34

Описание слайда:

Простейшая схема паротурбинной установки с турбиной типа «К» ПГ – парогенератор; ПЕ – пароперегреватель; ПТ – паровая турбина; ЭГ – электрогенератор; К-р – конденсатор (Pк=3–5 кПа); КН – конденсатный насос; ПНД – подогреватели низкого давления; Д – деаэратор; ПН – питательный насос; ПВД – подогреватели ВД.