ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு நமக்கு ஏன் தேவை? வாயுக்களின் நிலை சமன்பாடு. சிறந்த எரிவாயு கலவை

வரையறை

இயற்பியலில் உள்ள சூத்திரங்கள் மற்றும் சட்டங்களைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் பயன்படுத்துவதற்கும் எளிதாக்க, பல்வேறு வகையான மாதிரிகள் மற்றும் எளிமைப்படுத்தல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அத்தகைய மாதிரி சிறந்த வாயு. அறிவியலில் ஒரு மாதிரி என்பது ஒரு உண்மையான அமைப்பின் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட நகலாகும்.

செயல்முறைகள் மற்றும் நிகழ்வுகளின் மிக முக்கியமான பண்புகள் மற்றும் பண்புகளை மாதிரி பிரதிபலிக்கிறது. சிறந்த வாயு மாதிரியானது வாயுவின் அடிப்படை நடத்தையை விளக்குவதற்குத் தேவைப்படும் மூலக்கூறுகளின் அடிப்படை பண்புகளை மட்டுமே கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. ஒரு சிறந்த வாயு மிகவும் குறுகிய அளவிலான அழுத்தங்கள் (p) மற்றும் வெப்பநிலையில் (T) உண்மையான வாயுவை ஒத்திருக்கிறது.

ஒரு இலட்சிய வாயுவின் மிக முக்கியமான எளிமைப்படுத்தல், மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் அவற்றின் தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றலை விட அதிகமாகக் கருதப்படுகிறது. வாயு மூலக்கூறுகளின் மோதல்கள் பந்துகளின் மீள் மோதல் விதிகளைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கப்படுகின்றன. மூலக்கூறுகள் மோதல்களுக்கு இடையில் ஒரு நேர்கோட்டில் நகர்வதாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த அனுமானங்கள் சிறப்பு சமன்பாடுகளைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்குகின்றன, அவை ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த சமன்பாடுகள் குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் உண்மையான வாயுவின் நிலைகளை விவரிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். நிலையின் சமன்பாடுகளை ஒரு சிறந்த வாயுவுக்கான சூத்திரங்கள் என்று அழைக்கலாம். ஒரு சிறந்த வாயுவின் நடத்தை மற்றும் பண்புகளைப் படிப்பதில் பயன்படுத்தப்படும் பிற அடிப்படை சூத்திரங்களையும் நாங்கள் வழங்குகிறோம்.

சிறந்த நிலையின் சமன்பாடுகள்

மெண்டலீவ்-கிளாபிரான் சமன்பாடு

இங்கு p என்பது வாயு அழுத்தம்; V என்பது வாயுவின் அளவு; T என்பது கெல்வின் அளவில் உள்ள வாயு வெப்பநிலை; மீ என்பது வாயு நிறை; - வாயுவின் மோலார் நிறை; - உலகளாவிய வாயு மாறிலி.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடும் வெளிப்பாடாகும்:

இதில் n என்பது பரிசீலனையில் உள்ள தொகுதியில் உள்ள வாயு மூலக்கூறுகளின் செறிவு ஆகும்; .

மூலக்கூறு இயக்கவியல் கோட்பாட்டின் அடிப்படை சமன்பாடு

ஒரு சிறந்த வாயு போன்ற மாதிரியைப் பயன்படுத்தி, மூலக்கூறு இயக்கக் கோட்பாட்டின் (MKT) அடிப்படை சமன்பாடு (3) பெறப்படுகிறது. ஒரு வாயுவின் அழுத்தம் வாயு அமைந்துள்ள பாத்திரத்தின் சுவர்களில் அதன் மூலக்கூறுகளின் பெரும் எண்ணிக்கையிலான தாக்கங்களின் விளைவாகும் என்று இது அறிவுறுத்துகிறது.

வாயு மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் சராசரி இயக்க ஆற்றல் எங்கே; - வாயு மூலக்கூறுகளின் செறிவு (N - பாத்திரத்தில் உள்ள வாயு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை; V - பாத்திரத்தின் அளவு); - ஒரு வாயு மூலக்கூறின் நிறை; - மூலக்கூறின் மூலக்கூறின் சதுர வேகம்.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல்

ஒரு இலட்சிய வாயுவில் மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான தொடர்பு ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகக் கருதப்படுவதால், உள் ஆற்றல் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்:

நான் என்பது ஒரு சிறந்த வாயு மூலக்கூறின் சுதந்திரத்தின் டிகிரி எண்ணிக்கை; - அவகாட்ரோவின் எண்; - பொருளின் அளவு. ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் அதன் வெப்ப இயக்க வெப்பநிலை (T) மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் அதன் வெகுஜனத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.

சிறந்த எரிவாயு வேலை

ஐசோபரிக் செயல்முறையில் ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு (), வேலை சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

ஐசோகோரிக் செயல்பாட்டில், வாயுவால் செய்யப்படும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும், ஏனெனில் கன அளவில் எந்த மாற்றமும் இல்லை:

சமவெப்ப செயல்முறைக்கு ():

ஒரு அடிபயாடிக் செயல்முறைக்கு () வேலை சமம்:

நான் என்பது ஒரு வாயு மூலக்கூறின் சுதந்திரத்தின் டிகிரி எண்ணிக்கை.

"சிறந்த வாயு" என்ற தலைப்பில் சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

எடுத்துக்காட்டு 1

சிறந்த வாயு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே பரஸ்பர ஈர்ப்பு மற்றும் விரட்டும் சக்திகள் இல்லாத ஒரு வாயு மற்றும் மூலக்கூறுகளின் அளவுகள் புறக்கணிக்கப்படுகின்றன. உயர் வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த அழுத்தங்களில் உள்ள அனைத்து உண்மையான வாயுக்களும் நடைமுறையில் சிறந்த வாயுக்களாக கருதப்படலாம்.
இலட்சிய மற்றும் உண்மையான வாயுக்கள் இரண்டிற்கும் மாநிலத்தின் சமன்பாடு சமன்பாட்டின் படி மூன்று அளவுருக்கள் மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது (1.7).
ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு மூலக்கூறு இயக்கவியல் கோட்பாட்டிலிருந்து அல்லது பாயில்-மரியோட் மற்றும் கே-லுசாக் விதிகளின் கூட்டுக் கருத்தில் இருந்து பெறப்படலாம்.
இந்த சமன்பாடு 1834 ஆம் ஆண்டில் பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் கிளாபிரானால் பெறப்பட்டது மற்றும் 1 கிலோ வாயு நிறைக்கு வடிவம் உள்ளது:

Р·υ = R·Т, (2.10)

எங்கே: R என்பது வாயு மாறிலி மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் மற்றும் 1 டிகிரி வெப்பநிலை மாற்றத்துடன் ஒரு செயல்பாட்டில் 1 கிலோ வாயுவால் செய்யப்படும் வேலையைக் குறிக்கிறது.
சமன்பாடு (2.7) டி என்று அழைக்கப்படுகிறது மாநிலத்தின் வெப்ப சமன்பாடு அல்லது சிறப்பியல்பு சமன்பாடு .
மீ நிறை வாயுவின் தன்னிச்சையான அளவு, மாநிலத்தின் சமன்பாடு:

Р·V = m·R·Т. (2.11)

1874 ஆம் ஆண்டில், டால்டனின் சட்டத்தின் அடிப்படையில் டி.ஐ. "ஒரே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் வெவ்வேறு இலட்சிய வாயுக்களின் சம அளவுகளில் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகள் உள்ளன.") 1 கிலோ எரிவாயுக்கான மாநிலத்தின் உலகளாவிய சமன்பாட்டை முன்மொழிந்தது, இது அழைக்கப்படுகிறது கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு:

Р·υ = R μ ·Т/μ , (2.12)

எங்கே: μ - மோலார் (மூலக்கூறு) வாயு நிறை, (கிலோ/கிமீல்);

R μ = 8314.20 J/kmol (8.3142 kJ/kmol) - உலகளாவிய வாயு மாறிலி மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் மற்றும் 1 டிகிரி வெப்பநிலை மாற்றத்துடன் ஒரு செயல்பாட்டில் 1 கிமீல் ஒரு சிறந்த வாயுவால் செய்யப்படும் வேலையைக் குறிக்கிறது.
R μ ஐ அறிந்தால், R = R μ/ μ என்ற வாயு மாறிலியைக் கண்டறியலாம்.
தன்னிச்சையான வெகுஜன வாயுவிற்கு, கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு வடிவம் கொண்டிருக்கும்:

Р·V = m·R μ ·Т/μ. (2.13)

சிறந்த வாயுக்களின் கலவை.

எரிவாயு கலவைஒருவருக்கொருவர் எந்த இரசாயன எதிர்வினைகளிலும் நுழையும் தனிப்பட்ட வாயுக்களின் கலவையைக் குறிக்கிறது. கலவையில் உள்ள ஒவ்வொரு வாயுவும் (கூறு), மற்ற வாயுக்களைப் பொருட்படுத்தாமல், அதன் அனைத்து பண்புகளையும் முழுமையாகத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது மற்றும் கலவையின் முழு அளவையும் அது மட்டுமே ஆக்கிரமித்துள்ளது போல் செயல்படுகிறது.
ஓர் சார்பு நிலை அழுத்தம்- இந்த வாயு ஒரே அளவு, அதே அளவு மற்றும் அதே வெப்பநிலையில் கலவையில் இருந்தால், கலவையில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள ஒவ்வொரு வாயுவும் கொண்டிருக்கும் அழுத்தம் இதுவாகும்.
வாயு கலவை கீழ்ப்படிகிறது டால்டனின் சட்டம்:
║வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்║கலவையை உருவாக்கும் தனிப்பட்ட வாயுக்கள்.

பி = பி 1 + பி 2 + பி 3 + . . . Р n = ∑ Р i , (2.14)

பி 1, பி 2, பி 3. . . Р n - பகுதி அழுத்தங்கள்.
கலவையின் கலவை தொகுதி, நிறை மற்றும் மோல் பின்னங்களால் குறிப்பிடப்படுகிறது, அவை முறையே பின்வரும் சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்படுகின்றன:

r 1 = V 1 / V செமீ; r 2 = V 2 / V செமீ; … r n = V n / V cm, (2.15)
g 1 = m 1 / m cm; g 2 = m 2 / m cm; … g n = m n / m cm, (2.16)
r 1 ′ = ν 1 / ν செமீ; r 2 ′ = ν 2 / ν செ.மீ; … r n ′ = ν n / ν cm, (2.17)

எங்கே V 1; வி 2 ; … வி என்; வி செமீ - கூறுகள் மற்றும் கலவையின் தொகுதிகள்;
மீ 1; மீ2; … m n; m cm - கூறுகள் மற்றும் கலவையின் வெகுஜனங்கள்;
ν 1; ν 2 ; … ν n; ν செமீ - பொருளின் அளவு (கிலோமோல்)
கூறுகள் மற்றும் கலவைகள்.
டால்டனின் சட்டத்தின்படி ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு:

r 1 = r 1′; r 2 = r 2′; … ஆர் என் = ஆர் என் ′. (2.18)

V 1 +V 2 + ... + V n = V cm மற்றும் m 1 + m 2 + ... + m n = m cm,

பிறகு r 1 + r 2 + … + r n = 1, (2.19)
g 1 + g 2 + … + g n = 1. (2.20)

தொகுதி மற்றும் நிறை பின்னங்களுக்கு இடையிலான உறவு பின்வருமாறு:

g 1 = r 1 ∙μ 1 /μ cm; g 2 = r 2 ∙μ 2 /μ cm; … g n = r n ∙μn /μ cm, (2.21)

எங்கே: μ 1, μ 2, ... μn, μ cm - கூறுகள் மற்றும் கலவையின் மூலக்கூறு எடைகள்.
கலவையின் மூலக்கூறு எடை:

μ cm = μ 1 r 1 + r 2 μ 2 + … + r n μn. (2.22)

கலவையின் வாயு மாறிலி:

R cm = g 1 R 1 + g 2 R 2 + ... + g n R n =
= R μ (g 1 /μ 1 + g 2 /μ 2 + … + g n /μn) =
= 1 / (r 1 /R 1 + r 2 /R 2 + ... + r n /R n) . (2.23)

கலவையின் குறிப்பிட்ட வெகுஜன வெப்ப திறன்கள்:

р cm உடன் = g 1 உடன் р 1 + g 2 உடன் р 2 + ... + g n உடன் р n. (2.24)
v உடன் பார்க்க = g 1 உடன் p 1 + g 2 உடன் v 2 + ... + g n உடன் v n. (2.25)

கலவையின் குறிப்பிட்ட மோலார் (மூலக்கூறு) வெப்ப திறன்கள்:

rμ 1 + r 2 உடன் rμ cm உடன். rμ 2 + ... + r n உடன் rμn. (2.26)
vμ cm உடன் = r 1 உடன் vμ 1 + r 2 உடன் vμ 2 + ... + r n உடன் vμn (2.27)

தலைப்பு 3. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி.

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியின் அடிப்படை விதிகள்.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, வெப்பத்தை வேலையாக மாற்றலாம் என்றும், வெப்பமாக வேலை செய்யலாம் என்றும், இந்த மாற்றங்கள் சாத்தியமான சூழ்நிலைகளை நிறுவவில்லை என்றும் கூறுகிறது.
வேலையை வெப்பமாக மாற்றுவது எப்போதும் முற்றிலும் மற்றும் நிபந்தனையின்றி நிகழ்கிறது. அதன் தொடர்ச்சியான மாற்றத்தின் போது வெப்பத்தை வேலையாக மாற்றுவதற்கான தலைகீழ் செயல்முறை சில நிபந்தனைகளின் கீழ் மட்டுமே சாத்தியமாகும் மற்றும் முழுமையாக அல்ல. வெப்பம் இயற்கையாகவே வெப்பமான உடல்களிலிருந்து குளிர்ச்சியான பகுதிகளுக்கு நகரும். குளிர்ந்த உடல்களில் இருந்து வெப்பம் சூடாக்கப்பட்ட பொருட்களுக்கு வெப்பத்தை மாற்றுவது தானாகவே நிகழாது. இதற்கு கூடுதல் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.
எனவே, நிகழ்வுகள் மற்றும் செயல்முறைகளின் முழுமையான பகுப்பாய்விற்கு, வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதிக்கு கூடுதலாக, கூடுதல் சட்டத்தை வைத்திருப்பது அவசியம். இந்த சட்டம் வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி . ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறை சாத்தியமா அல்லது சாத்தியமற்றதா என்பதை இது நிறுவுகிறது, செயல்முறை எந்த திசையில் செல்கிறது, வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலை அடையும் போது, ​​மற்றும் எந்த சூழ்நிலையில் அதிகபட்ச வேலை பெற முடியும்.
வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியின் சூத்திரங்கள்.
ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தின் இருப்புக்கு, 2 ஆதாரங்கள் தேவை - சூடான நீரூற்று மற்றும் குளிர் வசந்த (சுற்றுச்சூழல்). ஒரு வெப்ப இயந்திரம் ஒரே ஒரு மூலத்திலிருந்து இயங்கினால், அது அழைக்கப்படுகிறது 2 வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம்.
1 உருவாக்கம் (ஆஸ்ட்வால்ட்):
| "2வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம் சாத்தியமற்றது."

1 வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம் என்பது ஒரு வெப்ப இயந்திரமாகும், இதில் L>Q 1, Q1 என்பது வழங்கப்பட்ட வெப்பம். வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தை உருவாக்கும் சாத்தியத்தை "அனுமதிக்கிறது" இது வழங்கப்பட்ட வெப்ப Q 1 ஐ வேலை L ஆக முழுமையாக மாற்றுகிறது, அதாவது. எல் = கே 1. இரண்டாவது சட்டம் மிகவும் கடுமையான கட்டுப்பாடுகளை விதிக்கிறது மற்றும் வேலை வழங்கப்படும் வெப்பத்தை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் என்று கூறுகிறது (L வெப்ப Q 2 ஐ குளிர்ந்த மூலத்திலிருந்து சூடான ஒன்றிற்கு மாற்றினால், 2வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரத்தை உணர முடியும். ஆனால் இதற்காக, வெப்பம் தன்னிச்சையாக குளிர்ந்த உடலில் இருந்து சூடான இடத்திற்கு மாற்றப்பட வேண்டும், இது சாத்தியமற்றது. இது 2வது உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது (கிளாசியஸ் மூலம்):
|| "வெப்பத்தை தன்னிச்சையாக அதிகமாக மாற்ற முடியாது
|| குளிர்ச்சியான உடல் வெப்பமானதாக இருக்கும்."
வெப்ப இயந்திரத்தை இயக்க, இரண்டு ஆதாரங்கள் தேவை - சூடான மற்றும் குளிர். 3வது சூத்திரம் (கார்னோட்):
|| "வெப்பநிலை வேறுபாடு இருக்கும் இடத்தில், அதை செய்ய முடியும்
|| வேலை."
இந்த சூத்திரங்கள் அனைத்தும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன;

என்ட்ரோபி.

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பின் நிலையின் செயல்பாடுகளில் ஒன்று என்ட்ரோபி. என்ட்ரோபி என்பது வெளிப்பாட்டால் வரையறுக்கப்பட்ட அளவு:

dS = dQ / T. [J/K] (3.1)

அல்லது குறிப்பிட்ட என்ட்ரோபிக்கு:

ds = dq / T. [J/(kg K)] (3.2)

என்ட்ரோபி என்பது ஒரு உடலின் நிலையின் தெளிவற்ற செயல்பாடாகும், இது ஒவ்வொரு மாநிலத்திற்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பைப் பெறுகிறது. இது ஒரு விரிவான (பொருளின் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்து) நிலை அளவுரு மற்றும் எந்த வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறையிலும் உடலின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலையால் முழுமையாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் செயல்முறையின் பாதையை சார்ந்தது அல்ல.
என்ட்ரோபியை அடிப்படை நிலை அளவுருக்களின் செயல்பாடாக வரையறுக்கலாம்:

S = f 1 (P,V) ; S = f 2 (P,T) ; S = f 3 (V,T) ; (3.3)

அல்லது குறிப்பிட்ட என்ட்ரோபிக்கு:

s = f 1 (P,υ) ; s = f 2 (P,T) ; S = f 3 (υ,T) ; (3.4)

என்ட்ரோபி செயல்முறையின் வகையைச் சார்ந்து இல்லை மற்றும் வேலை செய்யும் திரவத்தின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலைகளால் தீர்மானிக்கப்படுவதால், கொடுக்கப்பட்ட செயல்பாட்டில் அதன் மாற்றம் மட்டுமே காணப்படுகிறது, இது பின்வரும் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி கண்டறியப்படுகிறது:

Ds = c v ln(T 2 /T 1) + R ln(υ 2 /υ 1); (3.5)
Ds = c p ln(T 2 /T 1) - R ln(P 2 /P 1) ; (3.6)
Ds = c v ln(P 2 /P 1) + c p ln(υ 2 /υ 1) . (3.7)

கணினியின் என்ட்ரோபி அதிகரித்தால் (Ds > 0), பின்னர் கணினிக்கு வெப்பம் வழங்கப்படுகிறது.
அமைப்பின் என்ட்ரோபி குறைந்தால் (Ds< 0), то системе отводится тепло.
கணினியின் என்ட்ரோபி மாறவில்லை என்றால் (Ds = 0, s = Const), பின்னர் வெப்பமானது கணினிக்கு வழங்கப்படாது அல்லது அகற்றப்படாது (அடியாபாடிக் செயல்முறை).

கார்னோட் சுழற்சி மற்றும் கோட்பாடுகள்.

கார்னோட் சுழற்சி என்பது 2 சமவெப்ப மற்றும் 2 அடிபயாடிக் செயல்முறைகளைக் கொண்ட ஒரு வட்ட சுழற்சி ஆகும். p,υ- மற்றும் T,s-வரைபடங்களில் உள்ள மீளக்கூடிய கார்னோட் சுழற்சி படம் 3.1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

1-2 - s 1 இல் மீளக்கூடிய அடியாபாடிக் விரிவாக்கம் = கான்ஸ்ட். வெப்பநிலை T 1 முதல் T 2 வரை குறைகிறது.
2-3 - சமவெப்ப சுருக்கம், வெப்பத்தை அகற்றுதல் q 2 வேலை செய்யும் திரவத்திலிருந்து ஒரு குளிர் மூலத்திற்கு.
3-4 – s 2 =Const இல் மீளக்கூடிய அடியாபாடிக் சுருக்கம். வெப்பநிலை டி 3 முதல் டி 4 வரை உயர்கிறது.
4-1 - சமவெப்ப விரிவாக்கம், வேலை செய்யும் திரவத்திற்கு வெப்ப மூலத்திற்கு வெப்ப q 1 வழங்கல்.
எந்த சுழற்சியின் முக்கிய பண்பு வெப்ப திறன்(டி.கே.பி.டி.)

h t = L c / Q c, (3.8)

h t = (Q 1 – Q 2) / Q 1.

மீளக்கூடிய கார்னோட் சுழற்சிக்கு t.k.p.d. சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

h tk = (T 1 – T 2) / T 1. (3.9)

இது குறிக்கிறது கார்னோட்டின் 1வது தேற்றம் :
|| "மீளக்கூடிய கார்னோட் சுழற்சியின் வெப்ப செயல்திறன் சார்ந்து இல்லை
|| வேலை செய்யும் திரவத்தின் பண்புகள் மற்றும் வெப்பநிலையால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது
|| ஆதாரங்கள்."
ஒரு தன்னிச்சையான மீளக்கூடிய சுழற்சி மற்றும் ஒரு கார்னோட் சுழற்சியின் ஒப்பீட்டிலிருந்து அது பின்வருமாறு கார்னோட்டின் 2வது தேற்றம்:
|| "ரிவர்சிபிள் கார்னோட் சுழற்சியானது || கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலை வரம்பில் சிறந்த சுழற்சியாகும்"
அந்த. டி.கே.பி.டி. கார்னோட் சுழற்சி எப்போதும் செயல்திறனின் குணகத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். தன்னிச்சையான வளையம்:
h tк > h t . (3.10)

தலைப்பு 4. வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறைகள்.

ஒரு பொருள் இருக்கக்கூடிய நான்கு நிலைகளில் வாயுவும் ஒன்று.

வாயுவை உருவாக்கும் துகள்கள் மிகவும் மொபைல் ஆகும். அவை கிட்டத்தட்ட சுதந்திரமாகவும் குழப்பமாகவும் நகர்கின்றன, அவ்வப்போது பில்லியர்ட் பந்துகளைப் போல ஒன்றோடு ஒன்று மோதுகின்றன. அத்தகைய மோதல் அழைக்கப்படுகிறது மீள் மோதல் . மோதலின் போது, ​​அவர்கள் தங்கள் இயக்கத்தின் தன்மையை வியத்தகு முறையில் மாற்றுகிறார்கள்.

வாயுப் பொருட்களில் மூலக்கூறுகள், அணுக்கள் மற்றும் அயனிகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் அவற்றின் அளவை விட அதிகமாக இருப்பதால், இந்த துகள்கள் ஒன்றுக்கொன்று மிகவும் பலவீனமாக தொடர்பு கொள்கின்றன, மேலும் அவற்றின் சாத்தியமான தொடர்பு ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் சிறியது.

ஒரு உண்மையான வாயுவில் உள்ள மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகள் சிக்கலானவை. எனவே, அதன் வெப்பநிலை, அழுத்தம், மூலக்கூறுகளின் பண்புகள், அவற்றின் அளவு மற்றும் அவற்றின் இயக்கத்தின் வேகம் ஆகியவற்றின் மீது சார்ந்திருப்பதை விவரிப்பது மிகவும் கடினம். ஆனால் உண்மையான வாயுவிற்கு பதிலாக, அதன் கணித மாதிரியை நாம் கருத்தில் கொண்டால், பணி மிகவும் எளிமைப்படுத்தப்படுகிறது - சிறந்த வாயு .

சிறந்த வாயு மாதிரியில் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் கவர்ச்சிகரமான அல்லது விரட்டும் சக்திகள் இல்லை என்று கருதப்படுகிறது. அவை அனைத்தும் ஒருவருக்கொருவர் சுயாதீனமாக நகர்கின்றன. கிளாசிக்கல் நியூட்டனின் இயக்கவியலின் விதிகள் ஒவ்வொன்றிற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம். மேலும் அவை மீள் மோதல்களின் போது மட்டுமே ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன. மோதல்களுக்கு இடையிலான நேரத்துடன் ஒப்பிடும்போது மோதலின் நேரமே மிகக் குறைவு.

கிளாசிக்கல் சிறந்த வாயு

ஒரு சிறந்த வாயுவின் மூலக்கூறுகளை ஒருவருக்கொருவர் வெகு தொலைவில் ஒரு பெரிய கனசதுரத்தில் அமைந்துள்ள சிறிய பந்துகளாக கற்பனை செய்ய முயற்சிப்போம். இந்த தூரம் காரணமாக, அவர்களால் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ள முடியாது. எனவே, அவற்றின் சாத்தியமான ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும். ஆனால் இந்த பந்துகள் அதிக வேகத்தில் நகரும். இதன் பொருள் அவை இயக்க ஆற்றல் கொண்டவை. அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் கனசதுரத்தின் சுவர்களுடன் மோதும்போது, ​​அவை பந்துகளைப் போல நடந்துகொள்கின்றன, அதாவது அவை மீள்தன்மையுடன் குதிக்கின்றன. அதே நேரத்தில், அவை தங்கள் இயக்கத்தின் திசையை மாற்றுகின்றன, ஆனால் அவற்றின் வேகத்தை மாற்றாது. ஒரு சிறந்த வாயுவில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் இயக்கம் தோராயமாக இப்படித்தான் இருக்கும்.

1. ஒரு சிறந்த வாயுவின் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலுடன் ஒப்பிடும்போது புறக்கணிக்கப்படுவதால் மிகவும் சிறியது.
2. ஒரு சிறந்த வாயுவில் உள்ள மூலக்கூறுகள் மிகவும் சிறியவை, அவை பொருள் புள்ளிகளாக கருதப்படலாம். மற்றும் இதன் பொருள் அவர்கள் மொத்த அளவுவாயு அமைந்துள்ள கப்பலின் அளவோடு ஒப்பிடும்போது இது மிகக் குறைவு. மேலும் இந்த தொகுதியும் புறக்கணிக்கப்படுகிறது.
3. மூலக்கூறுகளின் மோதல்களுக்கு இடையிலான சராசரி நேரம் மோதலின் போது அவற்றின் தொடர்பு நேரத்தை விட அதிகமாக உள்ளது. எனவே, தொடர்பு நேரமும் புறக்கணிக்கப்படுகிறது.

வாயு எப்போதும் அது அமைந்துள்ள கொள்கலனின் வடிவத்தை எடுக்கும். நகரும் துகள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் கொள்கலனின் சுவர்களில் மோதுகின்றன. ஒரு தாக்கத்தின் போது, ​​ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் சுவரில் சில சக்தியை மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு செலுத்துகிறது. இப்படித்தான் எழுகிறது அழுத்தம் . மொத்த வாயு அழுத்தம் என்பது அனைத்து மூலக்கூறுகளின் அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகையாகும்.

மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாடு

ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை மூன்று அளவுருக்களால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது: அழுத்தம், தொகுதிமற்றும் வெப்ப நிலை. அவற்றுக்கிடையேயான உறவு சமன்பாட்டால் விவரிக்கப்படுகிறது:

எங்கே ஆர் - அழுத்தம்,

வி எம் - மோலார் தொகுதி,

ஆர் - உலகளாவிய வாயு மாறிலி,

டி - முழுமையான வெப்பநிலை (டிகிரி கெல்வின்).

ஏனெனில் வி எம் = வி / n , எங்கே வி - தொகுதி, n - பொருளின் அளவு, மற்றும் n= மீ/எம் , அந்த

எங்கே மீ - வாயு நிறை, எம் - மோலார் நிறை. இந்த சமன்பாடு அழைக்கப்படுகிறது மெண்டலீவ்-கிளேபெரோன் சமன்பாடு .

நிலையான வெகுஜனத்தில் சமன்பாடு மாறும்:

இந்த சமன்பாடு அழைக்கப்படுகிறது ஐக்கிய எரிவாயு சட்டம் .

மெண்டலீவ்-கிளிபெரோன் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி, மற்ற இரண்டும் தெரிந்திருந்தால், வாயு அளவுருக்களில் ஒன்றைத் தீர்மானிக்க முடியும்.

ஐசோபிராசஸ்கள்

ஒருங்கிணைந்த வாயு விதியின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி, வாயுவின் நிறை மற்றும் மிக முக்கியமான அளவுருக்களில் ஒன்று - அழுத்தம், வெப்பநிலை அல்லது அளவு - நிலையானதாக இருக்கும் செயல்முறைகளைப் படிக்க முடியும். இயற்பியலில் இத்தகைய செயல்முறைகள் அழைக்கப்படுகின்றன ஐசோபிராசஸ்கள் .

இருந்து ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட எரிவாயு சட்டம் மற்ற முக்கியமான எரிவாயு சட்டங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது: பாயில்-மாரியட் சட்டம், கே-லுசாக்கின் சட்டம், சார்லஸின் சட்டம் அல்லது கே-லுசாக்கின் இரண்டாவது விதி.

சமவெப்ப செயல்முறை

அழுத்தம் அல்லது அளவு மாறுகிறது ஆனால் வெப்பநிலை மாறாமல் இருக்கும் ஒரு செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது சமவெப்ப செயல்முறை .

ஒரு சமவெப்ப செயல்பாட்டில் T = const, m = const .

ஒரு சமவெப்ப செயல்பாட்டில் ஒரு வாயுவின் நடத்தை விவரிக்கப்படுகிறது பாயில்-மாரியட் சட்டம் . இந்த சட்டம் சோதனை முறையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது ஆங்கில இயற்பியலாளர் ராபர்ட் பாயில் 1662 இல் மற்றும் பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் எட்மே மரியோட் 1679 இல். மேலும், அவர்கள் ஒருவருக்கொருவர் சுதந்திரமாக இதைச் செய்தார்கள். Boyle-Mariotte சட்டம் பின்வருமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது: ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில் ஒரு சிறந்த வாயுவில், வாயு அழுத்தம் மற்றும் அதன் அளவு ஆகியவற்றின் உற்பத்தியும் நிலையானது.

பாயில்-மேரியட் சமன்பாடு ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வாயு விதியிலிருந்து பெறப்படலாம். சூத்திரத்தில் மாற்றுதல் T = const , நாம் பெறுகிறோம்

ப · வி = நிலையான

அது தான் பாயில்-மாரியட் சட்டம் . சூத்திரத்திலிருந்து அது தெளிவாகிறது நிலையான வெப்பநிலையில் ஒரு வாயுவின் அழுத்தம் அதன் தொகுதிக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும். அதிக அழுத்தம், குறைந்த அளவு, மற்றும் நேர்மாறாகவும்.

இந்த நிகழ்வை எவ்வாறு விளக்குவது? ஒரு வாயுவின் அளவு அதிகரிக்கும் போது வாயுவின் அழுத்தம் ஏன் குறைகிறது?

வாயுவின் வெப்பநிலை மாறாது என்பதால், பாத்திரத்தின் சுவர்களில் மூலக்கூறுகளின் மோதல்களின் அதிர்வெண் மாறாது. அளவு அதிகரித்தால், மூலக்கூறுகளின் செறிவு குறைவாக இருக்கும். இதன் விளைவாக, ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு சுவர்களில் மோதும் குறைவான மூலக்கூறுகள் இருக்கும். அழுத்தம் குறைகிறது. தொகுதி குறையும் போது, ​​மோதல்களின் எண்ணிக்கை, மாறாக, அதிகரிக்கிறது. அதன்படி, அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது.

வரைபட ரீதியாக, ஒரு சமவெப்ப செயல்முறை ஒரு வளைவு விமானத்தில் காட்டப்படும், இது அழைக்கப்படுகிறது சமவெப்பம் . அவளுக்கு ஒரு வடிவம் இருக்கிறது மிகைப்படுத்தல்கள்.

ஒவ்வொரு வெப்பநிலை மதிப்புக்கும் அதன் சொந்த சமவெப்பம் உள்ளது. அதிக வெப்பநிலை, தொடர்புடைய சமவெப்பம் அதிகமாக அமைந்துள்ளது.

ஐசோபரிக் செயல்முறை

நிலையான அழுத்தத்தில் ஒரு வாயுவின் வெப்பநிலை மற்றும் அளவை மாற்றும் செயல்முறைகள் அழைக்கப்படுகின்றன ஐசோபாரிக் . இந்த செயல்முறைக்கு m = const, P = const.

நிலையான அழுத்தத்தில் ஒரு வாயுவின் அளவை அதன் வெப்பநிலையில் சார்ந்திருப்பதும் நிறுவப்பட்டது சோதனை முறையில் பிரெஞ்சு வேதியியலாளர் மற்றும் இயற்பியலாளர் ஜோசப் லூயிஸ் கே-லுசாக் 1802 இல் வெளியிட்டவர். அதனால்தான் இது அழைக்கப்படுகிறது கே-லுசாக்கின் சட்டம் : " முதலியன மற்றும் நிலையான அழுத்தம், ஒரு நிலையான வெகுஜன வாயுவின் அளவின் விகிதம் அதன் முழுமையான வெப்பநிலைக்கு ஒரு நிலையான மதிப்பு."

மணிக்கு பி = நிலையான ஒருங்கிணைந்த வாயு சட்டத்தின் சமன்பாடு மாறுகிறது கே-லுசாக் சமன்பாடு .

ஒரு ஐசோபரிக் செயல்முறைக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஒரு சிலிண்டரின் உள்ளே அமைந்துள்ள ஒரு வாயு ஆகும், அதில் ஒரு பிஸ்டன் நகரும். வெப்பநிலை உயரும் போது, ​​சுவர்களில் தாக்கும் மூலக்கூறுகளின் அதிர்வெண் அதிகரிக்கிறது. அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் பிஸ்டன் உயர்கிறது. இதன் விளைவாக, சிலிண்டரில் வாயுவால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவு அதிகரிக்கிறது.

வரைபட ரீதியாக, ஒரு ஐசோபரிக் செயல்முறை ஒரு நேர் கோட்டால் குறிப்பிடப்படுகிறது, இது அழைக்கப்படுகிறது ஐசோபார் .

வாயுவில் அதிக அழுத்தம், குறைந்த தொடர்புடைய ஐசோபார் வரைபடத்தில் அமைந்துள்ளது.

ஐசோகோரிக் செயல்முறை

ஐசோகோரிக், அல்லது ஐசோகோரிக், நிலையான கன அளவில் ஒரு சிறந்த வாயுவின் அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையை மாற்றும் செயல்முறையாகும்.

ஐசோகோரிக் செயல்முறைக்கு m = const, V = const.

அத்தகைய செயல்முறையை கற்பனை செய்வது மிகவும் எளிது. இது ஒரு நிலையான அளவு ஒரு பாத்திரத்தில் நிகழ்கிறது. உதாரணமாக, ஒரு சிலிண்டரில், பிஸ்டன் நகராது, ஆனால் கடுமையாக சரி செய்யப்படுகிறது.

ஐசோகோரிக் செயல்முறை விவரிக்கப்பட்டுள்ளது சார்லஸின் சட்டம் : « நிலையான தொகுதியில் கொடுக்கப்பட்ட வெகுஜன வாயுவிற்கு, அதன் அழுத்தம் வெப்பநிலைக்கு விகிதாசாரமாகும்" பிரெஞ்சு கண்டுபிடிப்பாளரும் விஞ்ஞானியுமான Jacques Alexandre César Charles 1787 இல் சோதனைகள் மூலம் இந்த உறவை நிறுவினார். 1802 இல், கே-லுசாக் மூலம் இது தெளிவுபடுத்தப்பட்டது. எனவே இந்த சட்டம் சில நேரங்களில் அழைக்கப்படுகிறது கே-லுசாக்கின் இரண்டாவது விதி.

மணிக்கு வி = நிலையான ஒருங்கிணைந்த வாயு சட்டத்தின் சமன்பாட்டிலிருந்து நாம் சமன்பாட்டைப் பெறுகிறோம் சார்லஸின் சட்டம் அல்லது கே-லுசாக்கின் இரண்டாவது விதி .

நிலையான கன அளவில், அதன் வெப்பநிலை அதிகரித்தால் வாயுவின் அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது. .

வரைபடங்களில், ஒரு ஐசோகோரிக் செயல்முறை எனப்படும் வரியால் குறிப்பிடப்படுகிறது ஐசோகோர் .

வாயுவால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவு பெரியது, இந்த தொகுதியுடன் தொடர்புடைய ஐசோகோர் குறைவாக அமைந்துள்ளது.

உண்மையில், எந்த வாயு அளவுருவையும் மாற்றாமல் பராமரிக்க முடியாது. இது ஆய்வக நிலைமைகளில் மட்டுமே செய்ய முடியும்.

நிச்சயமாக, ஒரு சிறந்த வாயு இயற்கையில் இல்லை. ஆனால் 200 வளிமண்டலங்களுக்கு மேல் இல்லாத மிகக் குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் உண்மையான அரிதான வாயுக்களில், மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தூரம் அவற்றின் அளவை விட அதிகமாக இருக்கும். எனவே, அவற்றின் பண்புகள் ஒரு சிறந்த வாயுவை அணுகுகின்றன.

>> இயற்பியல் மற்றும் வானியல் >> இயற்பியல் 10 ஆம் வகுப்பு >> இயற்பியல்: ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாடு

சிறந்த வாயு நிலை

இன்றைய இயற்பியல் பாடத்தை ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாடு என்ற தலைப்புக்கு அர்ப்பணிப்போம். இருப்பினும், முதலில், ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை போன்ற ஒரு கருத்தை புரிந்து கொள்ள முயற்சிப்போம். அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் போன்ற உண்மையான வாயுக்களின் துகள்கள் அவற்றின் சொந்த அளவைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் இயற்கையாகவே விண்வெளியில் சில அளவை நிரப்புகின்றன, அதன்படி அவை ஒருவருக்கொருவர் சிறிது சார்ந்து உள்ளன.

வாயு துகள்களுக்கு இடையில் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​இயற்பியல் சக்திகள் அவற்றின் இயக்கத்தைச் சுமந்து, அதன் மூலம் அவற்றின் சூழ்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. எனவே, எரிவாயு சட்டங்கள் மற்றும் அவற்றின் விளைவுகள், ஒரு விதியாக, அரிதான உண்மையான வாயுக்களுக்கு மட்டுமே மீறப்படவில்லை. அதாவது, வாயுக்களைப் பொறுத்தவரை, துகள்களுக்கு இடையிலான தூரம் வாயு துகள்களின் உள்ளார்ந்த அளவைக் கணிசமாக மீறுகிறது. கூடுதலாக, அத்தகைய துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு பொதுவாக குறைவாக இருக்கும்.

எனவே, இயற்கை வளிமண்டல அழுத்தத்தில் வாயு விதிகள் தோராயமான மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த அழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், சட்டங்கள் பொருந்தாது.

எனவே, இயற்பியலில் ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை போன்ற ஒரு கருத்தை கருத்தில் கொள்வது வழக்கம். இத்தகைய சூழ்நிலைகளில், துகள்கள் பொதுவாக நுண்ணிய பரிமாணங்களைக் கொண்ட சில வடிவியல் புள்ளிகளாகக் கருதப்படுகின்றன மற்றும் ஒருவருக்கொருவர் எந்த தொடர்பும் இல்லை.

மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாடு

ஆனால் இந்த நுண்ணிய அளவுருக்களை இணைக்கும் மற்றும் வாயுவின் நிலையை தீர்மானிக்கும் சமன்பாடு பொதுவாக ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அத்தகைய பூஜ்ஜிய அளவுருக்கள், இது இல்லாமல் வாயுவின் நிலையை தீர்மானிக்க இயலாது:

முதல் அளவுருவில் அழுத்தம் அடங்கும், இது சின்னத்தால் நியமிக்கப்பட்டது - பி;
இரண்டாவது அளவுரு தொகுதி -V;
மூன்றாவது அளவுரு வெப்பநிலை - டி.
எங்கள் பாடத்தின் முந்தைய பகுதியிலிருந்து, வாயுக்கள் எதிர்வினைகளாக செயல்படலாம் அல்லது வேதியியல் எதிர்வினைகளில் தயாரிப்புகளாக இருக்கலாம் என்பதை நாங்கள் ஏற்கனவே அறிவோம், எனவே, சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், வாயுக்கள் ஒருவருக்கொருவர் வினைபுரிவது கடினம், இதற்காக இது அவசியம் இயல்பிலிருந்து வேறுபட்ட நிலைமைகளின் கீழ் வாயுக்களின் மோல்களின் எண்ணிக்கையை தீர்மானிக்க.

ஆனால் இந்த நோக்கங்களுக்காக அவர்கள் ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இந்த சமன்பாடு பொதுவாக Clapeyron-Mendeleev சமன்பாடு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த சூத்திரத்தில் வாயு செறிவை விவரிக்கும் அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் சார்புக்கான சூத்திரத்திலிருந்து ஒரு சிறந்த வாயுவுக்கான மாநிலத்தின் அத்தகைய சமன்பாட்டை எளிதாகப் பெறலாம்.

இந்த சமன்பாடு மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

n என்பது வாயுவின் மோல்களின் எண்ணிக்கை;
பி - வாயு அழுத்தம், பா;
V - வாயு அளவு, m3;
டி - முழுமையான வாயு வெப்பநிலை, கே;
ஆர் - உலகளாவிய வாயு மாறிலி 8.314 J/mol×K.

முதன்முறையாக, வாயுக்களின் அழுத்தம், அளவு மற்றும் வெப்பநிலை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை நிறுவ உதவும் ஒரு சமன்பாடு 1834 ஆம் ஆண்டில் செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்கில் நீண்ட காலம் பணியாற்றிய புகழ்பெற்ற பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் பெனாய்ட் கிளாபிரோனால் பெறப்பட்டு உருவாக்கப்பட்டது. ஆனால் சிறந்த ரஷ்ய விஞ்ஞானியான டிமிட்ரி இவனோவிச் மெண்டலீவ் 1874 இல் இதை முதன்முதலில் பயன்படுத்தினார், ஆனால் அதற்கு முன்பு அவர் கிளாபிரோன் உருவாக்கிய சட்டத்துடன் அவகாட்ரோவின் சட்டத்தை இணைத்து சூத்திரத்தைப் பெற்றார்.

எனவே, வாயுக்களின் நடத்தையின் தன்மை பற்றிய முடிவுகளை எடுக்க அனுமதிக்கும் சட்டம் பொதுவாக ஐரோப்பாவில் மெண்டலீவ்-கிளாபிரோன் சட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மேலும், வாயுவின் அளவு லிட்டரில் வெளிப்படுத்தப்படும் போது, ​​Clapeyron-Mendeleev சமன்பாடு பின்வரும் வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கும் என்பதில் நீங்கள் கவனம் செலுத்த வேண்டும்:

இந்த தலைப்பைப் படிப்பதில் உங்களுக்கு எந்தப் பிரச்சினையும் இல்லை என்று நம்புகிறேன், இப்போது ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு என்னவென்று உங்களுக்குத் தெரியும், அதன் உதவியுடன் நீங்கள் உண்மையான வாயுக்களின் அளவுருக்களைக் கணக்கிட முடியும் என்பது உங்களுக்குத் தெரியும். வாயுக்களின் இயற்பியல் நிலைமைகள் சாதாரண நிலைமைகளுக்கு அருகில் இருக்கும் போது.

வாயுக்களின் நிலை அழுத்தத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது ஆர்,வெப்பநிலை 7, மற்றும் தொகுதி வி.இந்த அளவுகளுக்கு இடையிலான உறவு வாயு நிலையின் சட்டங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

எண்ணெய் மற்றும் இயற்கை வாயுக்கள் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு காரணமாக சிறந்த வாயுக்களின் விதிகளிலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க விலகல்களைக் கொண்டுள்ளன, இது உண்மையான வாயுக்கள் சுருக்கப்படும்போது ஏற்படுகிறது. சிறந்தவற்றிலிருந்து உண்மையான வாயுக்களின் சுருக்கத்தன்மையின் விலகலின் அளவு சுருக்க குணகம் z ஆல் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒரு உண்மையான வாயுவின் அளவின் விகிதத்தை அதே நிலைமைகளின் கீழ் ஒரு சிறந்த வாயுவின் அளவிற்கு காட்டுகிறது.

ஒரு நீர்த்தேக்கத்தில், ஹைட்ரோகார்பன் வாயுக்கள் பல்வேறு நிலைகளில் காணப்படுகின்றன. O இலிருந்து 3-4 MPa வரை அழுத்தம் அதிகரிப்பதன் மூலம், வாயுக்களின் அளவு குறைகிறது. இந்த வழக்கில், ஹைட்ரோகார்பன் வாயு மூலக்கூறுகள் நெருக்கமாக வந்து அவற்றுக்கிடையே உள்ள கவர்ச்சிகரமான சக்திகள் வாயுவை அழுத்தும் வெளிப்புற சக்திகளுக்கு உதவுகின்றன. ஒரு ஹைட்ரோகார்பன் வாயு மிகவும் சுருக்கப்பட்டால், மூலக்கூறு இடைவெளிகள் மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், விரட்டும் சக்திகள் அளவை மேலும் குறைப்பதை எதிர்க்கத் தொடங்குகின்றன மற்றும் வாயுவின் சுருக்கத்தன்மை குறைகிறது.

நடைமுறையில், பல்வேறு வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் உள்ள உண்மையான ஹைட்ரோகார்பன் வாயுக்களின் நிலையை Clapeyron சமன்பாட்டின் அடிப்படையில் விவரிக்கலாம்:

P-V=z-m-R-T (2.9)

எங்கே ஆர் -அழுத்தம் gz. பா; வி" -கொடுக்கப்பட்ட அழுத்தத்தில் வாயுவால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட தொகுதி, m 3; டி -வாயு நிறை, கிலோ; ஆர்-வாயு மாறிலி, J/(kg-K); டி-வெப்பநிலை, கே; ஜி -சுருக்கக் காரணி.

சோதனைத் தரவுகளிலிருந்து கட்டமைக்கப்பட்ட வரைபடங்களிலிருந்து சுருக்க குணகம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் மாற்றங்கள் கொண்ட ஹைட்ரோகார்பன் வாயு-திரவ அமைப்புகளின் நிலை.

எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு உருவாக்கம், கிணறு, சேகரிப்பு மற்றும் சுத்திகரிப்பு அமைப்புகள், அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை மாற்றம், ஹைட்ரோகார்பன்களின் கட்ட நிலையில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும் போது - திரவத்திலிருந்து வாயு நிலைக்கு மாறுதல் மற்றும் நேர்மாறாகவும். எண்ணெய் மற்றும் வாயு பல்வேறு பண்புகளைக் கொண்ட ஏராளமான கூறுகளைக் கொண்டிருப்பதால், சில நிபந்தனைகளின் கீழ் இந்த கூறுகளில் சில திரவ நிலையிலும் மற்றொன்று நீராவி (வாயு) நிலையிலும் இருக்கலாம். உருவாக்கம் மற்றும் கிணற்றில் உள்ள ஒற்றை-கட்ட அமைப்பின் இயக்கத்தின் வடிவங்கள் மல்டிஃபேஸ் இயக்கத்தின் வடிவங்களிலிருந்து கணிசமாக வேறுபட்டவை என்பது வெளிப்படையானது. எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயுவின் நீண்ட தூர போக்குவரத்துக்கான நிபந்தனைகள் மற்றும் அடுத்தடுத்த செயலாக்கத்திற்கு திரவ அமுக்கப்பட்ட பகுதியிலிருந்து எளிதில் ஆவியாகும் கூறுகளை பிரிக்க வேண்டும். எனவே, கள மேம்பாடு தொழில்நுட்பம் மற்றும் களத்தில் எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு சுத்திகரிப்பு முறை ஆகியவற்றின் தேர்வு பெரும்பாலும் மாறிவரும் வெப்ப இயக்கவியல் நிலைமைகளின் கீழ் ஹைட்ரோகார்பன்களின் நிலை நிலை பற்றிய ஆய்வுடன் தொடர்புடையது.

ஹைட்ரோகார்பன் அமைப்புகளின் கட்ட மாற்றங்கள் அழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் ஒரு பொருளின் குறிப்பிட்ட அளவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பைக் காட்டும் கட்ட வரைபடங்களால் விளக்கப்பட்டுள்ளன.

படத்தில். 2.2, ஏதூய வாயுவின் (ஈத்தேன்) மாநில வரைபடம் காட்டப்பட்டுள்ளது. வரைபடத்தில் உள்ள திடமான கோடுகள் அழுத்தம் மற்றும் நிலையான வெப்பநிலையில் ஒரு பொருளின் குறிப்பிட்ட அளவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பைக் காட்டுகின்றன. புள்ளியிடப்பட்ட வளைவின் எல்லைக்குள் செல்லும் கோடுகள் மூன்று சிறப்பியல்பு பிரிவுகளைக் கொண்டுள்ளன. உயர் அழுத்தப் பகுதியின் கோடுகளில் ஒன்றை நாம் கருத்தில் கொண்டால், முதலில் அழுத்தத்தின் அதிகரிப்பு பொருளின் குறிப்பிட்ட அளவுகளில் சிறிது அதிகரிப்புடன் இருக்கும், இது சுருக்கக்கூடியது மற்றும் இந்த பகுதியில் ஒரு திரவ நிலையில் உள்ளது.

அரிசி. 2.2 தூய வாயு கட்ட வரைபடம்

ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தில், சமவெப்பம் கூர்மையாக உடைந்து கிடைமட்டக் கோடு போல் இருக்கும். நிலையான அழுத்தத்தில், பொருளின் அளவு தொடர்ந்து அதிகரிக்கிறது. இந்த பகுதியில், திரவம் ஆவியாகி, நீராவி கட்டத்தில் நுழைகிறது. ஆவியாதல் சமவெப்பத்தின் இரண்டாவது இடைவெளியின் புள்ளியில் முடிவடைகிறது, அதன் பிறகு அளவின் மாற்றம் அழுத்தத்தில் கிட்டத்தட்ட விகிதாசாரக் குறைவுடன் சேர்ந்துள்ளது. இப்பகுதியில், அனைத்து பொருட்களும் வாயு வடிவத்தில் உள்ளன.

நிலை (நீராவி கட்டத்தில்). சமவெப்பங்களின் முறிவுப் புள்ளிகளை இணைக்கும் புள்ளியிடப்பட்ட கோடு ஒரு திரவத்திலிருந்து ஒரு நீராவி நிலைக்கு அல்லது நேர்மாறாக (குறிப்பிட்ட தொகுதிகளைக் குறைக்கும் திசையில்) ஒரு பொருளை மாற்றும் பகுதியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. ஒரு பொருள் ஒரே நேரத்தில் திரவ மற்றும் வாயு (ஒரு பொருளின் இரண்டு-கட்ட நிலையின் பகுதி) ஆகிய இரண்டு நிலைகளில் இருக்கும் நிலைமைகளுக்கு இந்தப் பகுதி ஒத்திருக்கிறது. புள்ளி C இன் இடதுபுறத்தில் அமைந்துள்ள புள்ளியிடப்பட்ட கோடு அழைக்கப்படுகிறது ஆவியாதல் புள்ளி வளைவு.இந்த வரியில் உள்ள புள்ளிகளின் ஆயத்தொலைவுகள் பொருள் கொதிக்கத் தொடங்கும் அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை ஆகும். புள்ளி C இன் வலதுபுறத்தில் ஒரு புள்ளியிடப்பட்ட கோடு உள்ளது பனி புள்ளி வளைவுஅல்லது பனி புள்ளிகள்.எந்த அழுத்தங்கள் மற்றும் வெப்பநிலையில் நீராவி ஒடுக்கம் தொடங்குகிறது என்பதை இது காட்டுகிறது - ஒரு பொருளை திரவ நிலைக்கு மாற்றுவது. இரண்டு கட்டப் பகுதியின் உச்சியில் இருக்கும் புள்ளி C என்று அழைக்கப்படுகிறது முக்கியமான புள்ளி.இந்த புள்ளியுடன் தொடர்புடைய அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில், நீராவி மற்றும் திரவ நிலைகளின் பண்புகள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். கூடுதலாக, ஒரு தூய பொருளுக்கு, முக்கியமான புள்ளி அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் மிக உயர்ந்த மதிப்புகளை தீர்மானிக்கிறது, இதில் பொருள் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு-கட்ட நிலையில் இருக்க முடியும். இரண்டு-கட்டப் பகுதியைக் கடக்காத சமவெப்பத்தைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​​​பொருளின் பண்புகள் தொடர்ந்து மாறுவதும், திரவத்திலிருந்து வாயு நிலைக்கு அல்லது நேர்மாறாக பொருளின் மாற்றம் இரண்டு-கட்ட நிலையைக் கடக்காமல் நிகழ்கிறது என்பது தெளிவாகிறது. .

படத்தில். 2.2, பிஈத்தேன் மாநில வரைபடம் காட்டப்பட்டுள்ளது, அழுத்தம்-வெப்பநிலை ஒருங்கிணைப்புகளில் மறுசீரமைக்கப்பட்டது. ஒரு தூய பொருள் நிலையான அழுத்தத்தில் ஒரு கட்ட நிலையிலிருந்து மற்றொரு நிலைக்குச் செல்வதால், இந்த வரைபடத்தில் உள்ள ஆவியாதல் மற்றும் ஒடுக்கப் புள்ளிகளின் வளைவுகள் C என்ற முக்கியமான புள்ளியுடன் ஒத்துப்போகின்றன. இதன் விளைவாக வரும் கோடு திரவ மற்றும் ஆவியான பொருட்களின் பகுதிகளை வரையறுக்கிறது. இந்த வரியின் ஆயத்தொலைவுகளுடன் தொடர்புடைய அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் மட்டுமே ஒரு பொருள் இரண்டு-கட்ட நிலையில் இருக்க முடியும்.