Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-11-28 | 272 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При температуре кипения
Цель работы: определение теплоты фазового перехода первого рода на примере испарения воды.
Теоретическая часть
Переход вещества из одной фазы в другую при изменении внешних условий: температуры, давления, магнитного и электрического полей и т.д. называется фазовым переходом. Значение температуры, давления или какой-либо другой физической величины, при которой происходит фазовый переход, называется точкой перехода.
Различают фазовые переходы двух родов. При фазовом переходе 1-го рода скачком меняются такие термодинамические характеристики вещества, как плотность, концентрация компонентов, а в единице массы вещества выделяется или поглощается вполне определенное количество теплоты, называемое теплотой фазового перехода. Примерами фазовых переходов 1-го рода являются испарение и конденсация, плавление и затвердевание, некоторые структурные переходы в твердых телах, например, образование мартенсита[3] в сплаве железо-углерод (сталь).
При фазовом переходе 2-го рода некоторая физическая величина, равная нулю с одной стороны от точки перехода, постепенно растет (от нуля) при удалении от точки перехода в другую сторону, при этом плотность изменяется непрерывно, теплота не выделяется и не поглощается. К примерам фазовых переходов 2-го рода относятся переход парамагнетик - ферромагнетик или переход металла в сверхпроводящее состояние при температуре ниже критической.
В жидкостях при любой температуре имеется некоторое количество молекул, энергия которых оказывается достаточной для того, чтобы преодолеть притяжение к другим молекулам, покинуть поверхность жидкости и перейти в газообразную фазу. Переход жидкости в газообразное состояние называется испарением. При испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, вследствие чего средняя энергия оставшихся молекул уменьшается, и жидкость охлаждается. Чтобы поддерживать температуру испаряющегося тела неизменной, к нему нужно подводить тепло. Количество теплоты, которое необходимо подвести к единице жидкости для превращения ее в пар при постоянной температуре, называется удельной теплотой перехода жидкости в пар. Обычно ее обозначают и измеряют в Дж/кг.
|
Теплота, подводимая к жидкости при изотермическом испарении, идет на работу по преодолению сил молекулярного взаимодействия и на работу , связанную с увеличением объема вещества при переходе его из жидкого состояния в газообразное.
Работа при испарении единицы массы будет численно равна разности внутренних энергий пара и жидкости. Так как средние кинетические энергии молекул пара и жидкости одинаковы при постоянной температуре, разность удельных внутренних энергий будет равна разности потенциальных энергий единицы массы пара и жидкости. Согласно теории Ван-дер-Ваальса[4] межмолекулярное взаимодействие приводит к появлению добавочного внутреннего давления, которое равно:
, (1)
где - постоянная Ван-дер-Ваальса для единицы массы жидкости, - удельный объем. Тогда работа против сил межмолекулярного взаимодействия при испарении единицы массы жидкости будет равна:
, (2)
где - удельный объем жидкости, - удельный объем пара. Работу , совершаемую против внешнего давления, при испарении единицы массы жидкости найдем по формуле:
, (3)
где p - внешнее давление.
Удельная теплота перехода жидкости в пар равна сумме этих работ:
. (4)
Удельная теплота перехода жидкости в пар зависит от природы жидкости, а для данной жидкости является функцией температуры. С увеличением температуры удельная теплота перехода жидкости в пар убывает. В критическом состоянии различие между жидкостью и ее насыщенным паром исчезает, и удельная теплота перехода обращается а нуль, т.к. .
|
Экспериментальная часть
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!