Главная -> Словарь

Изобарная теплоемкость

На основании этих данных построены две кривые в прямоугольных осях координат: t и а;', у' ; эти кривые приведены на рис. 8. 2 и носят название изобарных температурных кривых . При помощи изобар можно проводить целый ряд расчетов, связанных с перераспределением молекул между фазами. Например, требуется определить состав паровой и жидкой фаз равновесной системы, состоящей из гептана и унде-кана, при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 130° С.

Равновесные паровая и жидкая фазы имеют одинаковую температуру и поэтому на изобарных температурных кривых равновесные составы фаз будут определяться точками пересечения горизонталей, отвечающих определенным температурам, с линиями кипения и конденсации. Так, температуре кипения ^ отвечают равновесные составы х{ и z/J, определяемые точками Аг и f^, температуре ^ — составы хз и г/2, соответствующие точкам Аг и Вг, и т. д.

Общий вид энтальпийной диаграммы представлен на рис. XIII-7. Верхняя кривая дает зависимость энтальпии паров от их состава, а нижняя — энтальпии жидкости от ее состава. Равновесные составы х1 и yt на энтальпийной диаграмме, отвечающие температуре системы tlt представлены точками А1 и Аь, а прямая А^А-а, соединяющая эти точки, называется конодой. На графиках изотерм коноды располагаются горизонтально, а на энтальпийной диаграмме — наклонно под разными углами к оси абсцисс. Поэтому для удобства построений энтальпийную диаграмму обычно совмещают с графиком изобарных температурных кривых. Вертикальный отрезок между кривыми энтальпий паровой и жидкой фаз равен i"—if, т. е. скрытой теплоте испарения .

Рис. XIII-10. Представление процесса ОИ бинарной смеси на изобарных температурных кривых и энтальпийной диаграмме.

Процесс многократного испарения бинарной смеси можно наглядно проанализировать на изобарных температурных кривых или при их совмещении с энтальпийной диаграммой, если определяют тепловые потоки.

При давлении п равновесные жидкая и паровая фазы имеют одинаковую температуру и на изобарных температурных кривых равновесные составы фаз при температуре системы t, определяются точками Л, и В, пересечения соответствующей горизонтали с кривыми кипения и конденсации.

Можно отметить, что как на диаграмме изобарных температурных кривых, так и энталышйной диаграмме , коноды одновременно являются и изотермами.

Для удобства построений энталышйную диаграмму обычно совмещают с графиком изобарных температурных кривых.

Для таких смесей характерным является значительное отклонение величин парциальных давлений от закона Рауля, а также наличие экстремальных точек на кривых изотерм и изобарных температурных кривых. При этом, если образуется смесь с максимумом общего давления, то она кипит при минимальной температуре системы.

Процесс однократного испарения можно проанализировать при помощи изобарных температурных кривых и энтальпийной диаграммы.

Рис. 1П-2. Процесс ОИ бинарной смеси на изобарных температурных кривых и энтальпийной диаграмме

В случае реальных газов или газо-жидкостных систем для более точного вычисления производных целесообразно использовать экспериментальные данные по зависимости давления и объема газа от температуры. При отсутствии данных изобарная теплоемкость ср может быть определена из термодинамического соотношения :

Изобарная теплоемкость всегда больше изохорной. Разность этих величин равна работе расширения системы, производимой в результате подвода дополнительного количества теплоты, и согласно закону Майера для моля газа записывается в виде:

а. Для использования этих установок при больших давлениях необходимо увеличить толщину стенок калориметрического сосуда , что приведет к росту величины собственной теплоемкости калориметра. Потери тепла, подводимого к калориметру, увеличатся, вследствие чего в значительной степени уменьшится точность измерений. Кроме того, IB наполненном жидкостью калориметрическом сосуде будет исследоваться не столько изобарная теплоемкость, сколько величина cv, причем неизбежные поправки на деформацию полости сосуда и т. п. во всех случаях будут способствовать уменьшению точности производимого эксперимента. -

щих соображениях. Во-первых, чаще всего пластовая температура как в наших, так и в зарубежных месторождениях укладывается в принятых интервалах, и, во-вторых, наиболее устойчиво можно соблюдать режим термостатирования именно в интервалах до 40° С и более . Пределы изменения давления составляют 30 — 300 кГ/см2 . Изобарная теплоемкость ср определялась по формуле , после чего с помощью уравнения вычислялась изохорная теплоемкость cv. Пересчет величин Ср и cv на среднее значение мольной и объемной теплоемкостей осуществлялся по формулам .

Рис. 39. Изобарная теплоемкость пластового газа в псевдокритическом состоянии.

т) — динамическая вязкость Ср — изобарная теплоемкость

где щ. — вязкость газа при температуре системы; С — изобарная теплоемкость газа при атмосферном давлении.

распространения пламени, % СР —истинная изобарная теплоемкость, кДж/ СУ —истинная изохорная теплоемкость, кДж/ D •—коэффициент диффузии пара в воздух, м2/с d — диаметр пятна износа, мм Е —энергия активации, кДж/кмоль; поверхностная плотность

— изобарная теплоемкость при 0°С, кДж/; Ро — плотность топлива при О "С, кг/м3;

Рис. 2.15. Теплопроводность Я, углеводородов и спиртов в зависимости от параметра П при температуре 0°С : П=срр4/зД!-1/з, где р плотность топлива при О "С, кг/м3; Ср — изобарная теплоемкость при О °С. кДж/; М — масса моля, кг/кмоль; / — метанол; 2 — этанол; 3—бензол; 4 — толуол; 5 —гексан; в — пентан; 7 — гептан; ------------по формуле .

В табл. 3.4 приведены значения изобарной теплоемкости реактивных топлив, полученных ТЦ В/О «Нефтехим» и ЦИАМ по системе АВЕСТА. Следует иметь в виду, что теплоемкость любого топлива не остается строго постоянной величиной из-за различий в составе топлива. Однако влиянием изменений химического и фракционного состава на теплоемкость в пределах одного сорта топлива можно пренебрегать, так как расхождения значений обычно меньше экспериментальной ошибки. В зависимости от диапазона температур и давлений изобарная теплоемкость экспериментально определяется с погрешностью ±%.