Перейти на главную
Справочник по гидравлике Гидравлические калькуляторы Гидравлическая аппаратура Гидроцилиндры Насосы Компрессоры
Статья оказалась полезной?
Подписаться
Подпишитесь на нашу группу ВКонтакте или канал на Youtube
    Участники группы могут:
  • Скачивать чертежи и гидросхемы
  • Получать справочные материалы
  • Влиять на тематику новых статей
  • Участвовать в голосованиях, конкурсах

Вступая в группу, подписываясь на канал, оставляя комментарии, вы помогаете развивать сайт.

Лучшие статьи
Пневмопривод / Компрессоры / Уравнение состояния идеального газа
2018-05-21

Уравнение состояния газа

При изучении термодинамических процессов, воздух считают идеальным газом, то есть таким газом, у которого молекулы бесконечно малы по объему, но имеют конечную массу, а силы взаимодействия между молекулами отсутствуют.

Состояние воздуха (и любого другого идеального газа), может быть охарактеризовано уравнением Менделеева-Клапейрона:

pV = mRT

Это уравнение связывает основные физические величины, характеризующее состояние газа:

  • р - давление
  • V - объем
  • Т - температура
  • m - масса

Газовая постоянная R равна работе расширения, совершаемой 1 кг газа при нагревании его на 1 К при постоянном давлении.

R = cp - cv
Для воздуха R= 287 Дж/(кг)×К

При сжатии и расширении газа изменяются его характеристики. На основе уравнения состояния могут быть получены зависимости состояния газа (воздуха) при различных процессах, которые характеризуются разными условиями протекания. Рассмотрим каждый из возможных характерных процессов отдельно.

Изотермический процесс

Иллюстрация изотермического процесса

Изотермическим называют термодинамический процесс, протекающий при постоянной температуре. При Т1 = Т2, согласно закону Бойля-Мариотта, pV=const, поэтому при изотермическом процесс давление газа будет обратно пропорционально его объему.

p1/p2 = V2/V1

Изобарный процесс

Протекание изобарного процесса

Изобарным называют термодинамический процесс, протекающий при постоянном давлении. При Т1 = Т2, отношение объема данной массы газы к температуре остается постоянным, то есть:

V1/V2 = Т12

Изохорный процесс

Схема изохорного процесса

Изохорным называют процесс, протекающий при постоянном объеме. Если V1 = V2, то отношение давления к температуре также будет постоянным.

р12 = Т12

Адиабатический процесс

При адиабатном процессе теплообмен с окружающей средой отсутствует

Адиабатическим или адиабатным называют такой процесс, при протекании которого теплообмен с окружающей средой отсутствует. Для такого процесса справедлива формула Пуассона:

pVk = const

Где k - показатель адиабаты k = cp/cv (для воздуха k=1,4). Зависимости между физическим величинами, характеризующими состояние газа при адиабатном процессе выглядят следующим образом:

Уравенения связи давления, объема, температуры при адиабатном процессе

Политропный процесс

Политропным называют процесс, протекающий с теплообменом между газом и окружающей средой. Для этого процесса справедливо уравнение политропы:

pVn = const

Где n - показатель политропы n = (cp - c)/(v - c), для расчета пневмоприводов n выбирают из диапазона 1,25...1,35.

Зависимости между основными параметрами газа при политропном процессе выглядят следующим образом:

Уравнения при политропном процессе

В общем случае, процессы протекающие в пневматическом приводе следует считать политропными.

На практике медленно текущие процессы, с некоторыми допущениями, можно считать изотермическими, быстротекущие процессы адиабатными.