Значение универсальной газовой постоянной зависит от системы единиц измерения, используемой для давления, объема и температуры. Универсальная газовая постоянная (R = 8.31 Дж/(моль К)) — произведение постоянной Больцмана на число Авогадро. Объясните теорию метода измерения универсальной газовой постоянной.
Как определить газовую постоянную?
- Что такое идеальный газ
- Что это за универсальная газовая постоянная [чтобы все поняли]
- Что такое газовая постоянная и как она определяется
- Размерность универсальной газовой постоянной
- Как определить газовую постоянную?
- Ахметов М. | Конспект лекций по общей химии | Журнал «Химия» № 12/2006
Универсальная постоянная идеального газа
Объем влияет на давление и плотность молекул в данном пространстве. Количество вещества n отражает число молей газа в системе. Чем больше молекул газа, тем больше столкновений со стенками и, следовательно, выше давление. Универсальная газовая постоянная R — это постоянная, которая связывает энергию молекул с их температурой.
Ее значение постоянно для всех идеальных газов.
Связь с постоянной Больцмана Постоянная Больцмана kB часто сокращенно k имеет значение 1,3807 x 10-23 J. В терминах постоянной Больцмана закон идеального газа может быть записан как: куда N - количество частиц атомов или молекул идеального газа. Учитывая связь с постоянной Больцмана, идеальная газовая постоянная также появляется в уравнениях, не связанных с газами.
Для одного моля газа уравнение Менделеева — Клапейрона записывается: где R — универсальная газовая постоянная. Выясним физический смысл универсальной газовой постоянной R. Пусть 1 моль идеального газа заключен в цилиндр под поршень рис. Первое, начальное, состояние газа характеризуется параметрами V1, Р1, T1.
Более того, это энергия, заключенная в газе, и есть! Причем в левой части уравнения она выражена через чисто механические величины объем и давление , а в правой - через термодинамические температуру , т. Для вашего понимания серьезности положения проведем расчет энергии, заключенной в 40-литровом баллоне с аргоном азотом, гелием, кислородом, да все равно…. Если ты не птица - отнесись к этим цифрам со всей серьезностью. Сжиженные газы и газы вблизи условий ожижения. Существуют уравнения состояния, описывающие так называемые "реальные газы", то есть, уравнения, учитывающие тот факт, что газы, на самом деле, состоят не из идеальных круглых и абсолютно упругих шариков, а из вполне конкретных молекул, обладающих при определенных условиях некоторым притяжением друг к другу и, в результате, могущих, при достаточно низких температурах и относительно высоких давлениях, переходить в конденсированные состояния жидкость, твердое тело. Однако универсальность и точность описания, которые обеспечивают эти уравнения, не слишком высока, а сложность самих уравнений выходит далеко за рамки школьного курса. Исходя из этих соображений, приводить их здесь не представляется целесообразным. Поэтому мы ограничимся некоторыми общими соображениями и экспериментальными фактами, не тратя времени на их теоретическое обоснование. И конкретно сосредоточим усилия на практически важном для нас случае сжиженной углекислоты. Вот он: Понимать изображенное на этом рисунке надо так: в твердом состоянии мы кратко будем называть его "лед" вещество может находится лишь при совершенно определенных температурах и давлениях область "лед" на диаграмме. Пусть вещество находится при некоторой температуре ТА и давлении РА. Тогда на диаграмме эта ситуация может быть отмечена графически точкой точка А. Надо ясно понимать, что все газы есть пары своих жидкостей. Когда газ пар охлаждается он превращается снова в жидкость. Этот процесс называется "конденсация" капли на крышке кипящего чайника - результат этого процесса, там пар, соприкасаясь с более холодной, чем днище чайника, крышкой, превращается обратно в воду. Она изображает процесс т. Этот процесс весьма характерен для углекислоты. Глядя на диаграмму, легко заметить, что процесс возгонки может идти только при достаточно низких давлениях, а при более высоких - переход из льда в жидкость идет обязательно через промежуточную жидкую фазу. Температура остается неизменной, а жидкость, тем не менее, испаряется. На этом, в частности, основан процесс вакуумной сушки, широко применяемый в пищевой промышленности бульонные кубики "Магги" и прочая дребедень. Этот момент важный. В реальной жизни мы, как правило, находимся в условиях постоянного атмосферного давления и, поэтому, подсознательно считаем, что процессы перехода "лед" - "жидкость" - "газ" вызваны только нагреванием чайник - на огонь, пиво - в морозилку , но, на самом деле, фазовые переходы наблюдаются в результате действия двух факторов - изменения температуры и давления. Особый интерес представляет точка КТ на фазовой диаграмме. Это - так называемая "критическая точка". Если температура вещества выше, чем соответствующая этой точке "критическая температура", то, независимо от плотности вещества, нет возможности отличить жидкость от газа. Представить себе такое состояние весьма трудно, так как в реальной жизни, практически мы не имеем дела с достаточно плотными веществами при температуре выше критической из-за малости атмосферного давления. Для общего развития добавим, что точка эта весьма устойчива в экспериментах по температуре, так как пока не расплавится весь лед а на это требуется некоторая энергия , дальнейшее повышение температуры вещества например, воды не происходит, даже если его подогревать. Правда, отличается "правильный ноль" от "приблизительного" лишь на доли градуса. Важно понимать, что фазовые диаграммы вышеуказанного вида характерны для всех вообще веществ, другой вопрос, что конкретный их вид, а также положение тройной и критической точек для разных веществ весьма различаются. Перейдем теперь к собственно к углекислоте. Надо ясно понимать, что представление о фазовых диаграммах мы ввели тоже несколько упрощенное, однако с углекислотой придется разобраться до тонкостей. С громадным трудом мне удалось-таки добыть ее фазовую диаграмму, причем только из одного источника, который, в свою очередь, ссылается на другой иностранный источник, которого я не видел. Короче, достоверность сведений на этой диаграмме проблематична, однако, приблизительно на ощущения она все-таки чему-то соответствует, кроме того, другой все равно нет. Хуже того: так как она досталась мне практически безо всякого описания, я и сам не могу объяснить всех особенностей поведения углекислоты, на ней присутствующих. Поэтому, по меньшей мере половину из дальнейших рассуждений следует начинать словами: "Как я понял из отрывочных сведений …" или: "Сколько я могу догадаться …", однако для краткости изложения мы все эти периоды и красивости опустим. Итак фазовая диаграмма углекислоты: На диаграмме легко увидеть знакомые черты фазовых диаграмм вообще: тройную точку, критическую точку, линии, разделяющие области, где может существовать лед, жидкость, газ. На следующем рисунке я их выделил черным цветом. Собственно это и есть фазовая диаграмма. Они просто наложены на ту же фазовую диаграмму для удобной привязки к ней. Причем под плотностью следует понимать усредненную плотность системы в пределах сосуда, ее содержащего. Иными словами, если в сосуде емкостью один литр при некоторых условиях содержится 0,6 кг жидкой углекислоты и 0,4кг газообразной, усредненную плотность газовой системы следует принимать равной сумме масс обоих фаз, деленную на совокупно занимаемый ими объем. Легко объяснимо поведение системы для небольших значений плотности.
ГА́ЗОВАЯ ПОСТОЯ́ННАЯ
Для одного моля газа постоянная в правой части уравнения равна универсальной газовой постоянной. Универсальная газовая постоянная возникает и в приложениях термодинамики, относящихся к жидкостям и твёрдым телам. Значение универсальной газовой постоянной зависит от системы единиц, в которой она измеряется. Физическая постоянная, эквивалентная постоянной Больцмана, но в других единицах измерения Газовая постоянная (также известная как молярная газовая постоянная, универса. ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — (обозначение R), универсальная постоянная в газовом уравнении (см. ЗАКОН ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА), также называемая универсальной молярной газовой постоянной, равна 8,314510 ДжК 1 моль 1. универсальная газовая постоянная — Постоянная (R), входящая в управление состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех идеальных газов.
Чему равна константа R?
Универсальное уравнение состояния Так называют уравнение, которое объединяет в рамках одного выражения все важные термодинамические параметры идеальной газовой системы. Запишем его: Универсальное уравнение состояния системы позволяет получить любой газовый закон. Например, закон Гей-Люссака следует из него непосредственно, если положить постоянным объем во время термодинамического процесса. Мы выше расшифровали 4 из 5 обозначений, присутствующих в формуле. Пятым является коэффициент R. Он называется универсальной газовой постоянной. Что это за величина, рассмотрим подробнее дальше в статье. Постоянная R в физике Выше мы увидели, что это некоторый коэффициент пропорциональности между давлением, объемом, температурой и количеством вещества. Ее значение с точностью до трех знаков после запятой равно 8,314. Это число означает, что один моль идеального газа, будучи нагретым на 1 кельвин, в процессе своего расширения совершит работу 8,314 джоуля.
Постоянную R можно также интерпретировать несколько иначе: если затратить на нагрев одного моль газа энергию в 8,314 джоуля, то его температура возрастет на 1 кельвин. Иными словами, R характеризует связь между энергией и температурой для фиксированного количества вещества. Заметим, что величина R в физике не является базовой фундаментальной константой такой, как скорость света или постоянная Планка. Поэтому с помощью выбора соответствующей температурной шкалы и количества частиц в системе можно добиться того, что R будет равно 1. Впервые постоянную R в физику ввел Д. Менделеев, заменив ею в универсальном уравнении состояния Клапейрона ряд других констант. Отметим, что хотя величина R введена для газов, в современной физике она используется также в уравнениях Дюлонга и Пти, Клаузиуса-Моссотти, Нернста и в некоторых других. Постоянные kB и R Люди, которые знакомы с физикой, могли заметить, что существует еще одна постоянная величина, которая во всех физических уравнениях выступает в качестве переводного коэффициента между энергией и температурой. Эта величина называется постоянной Больцмана kB.
Очевидно, что должна существовать математическая связь между kB и R. Такая связь действительно существует, она имеет следующий вид: Решение задачи После знакомства с единицами измерения универсальной газовой постоянной предлагается получить их из универсального уравнения для идеального газа, которое было приведено в статье. Ниже на рисунке изображено это уравнение. Как видно, при получении единиц измерения для R мы упрощали только единицы измерения числителя.
Аноним Отлично Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов. Хорошо Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам.
В остальном всё здорово. Отлично Спасательный островок Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему. Аноним Отлично Всё и так отлично Всё очень удобно.
Давайте решим парочку задач относительно газовых объемных и массовых расходов в предположении, что состав газа не изменяется газ не диссоциирует - что верно для большинства газов в указанных выше пределах применимости. Данная задача актуальна в основном, но не только, для применений и устройств, в которых напрямую измеряется объем газа. Попробуем сформулировать несколько важных на практике выводов для данного случая: показатели объемного счетчика газа тем "весомее", чем ниже температура выгодно поставлять "теплый" газ выгодно покупать "холодный" газ Как с этим бороться?
Эта единица измерения иногда используется в химических расчетах. Калория — это единица измерения энергии, которая широко используется в химических и биологических расчетах. Важно помнить, что при использовании газовой постоянной в расчетах необходимо использовать соответствующие единицы измерения для давления, объема и температуры, чтобы получить правильный результат.
Применение газовой постоянной в термодинамике Газовая постоянная является одной из основных констант в термодинамике и широко применяется для решения различных задач и расчетов. Она играет важную роль в законах газов и позволяет связать давление, объем и температуру газа. Закон Бойля-Мариотта Газовая постоянная используется в законе Бойля-Мариотта, который устанавливает обратную пропорциональность между давлением и объемом газа при постоянной температуре. Закон Шарля Газовая постоянная также используется в законе Шарля, который устанавливает прямую пропорциональность между объемом и температурой газа при постоянном давлении. Закон Гей-Люссака Закон Гей-Люссака устанавливает прямую пропорциональность между давлением и температурой газа при постоянном объеме. Уравнение состояния идеального газа Газовая постоянная также используется в уравнении состояния идеального газа, которое связывает давление, объем и температуру идеального газа. Это лишь некоторые примеры применения газовой постоянной в термодинамике. Она также используется в других законах и уравнениях, связанных с газами, и играет важную роль в решении различных задач и расчетов в области термодинамики.
Универсальная газовая постоянная равна в химии
Разделим обе части уравнения Клапейрона на давление: Если разделить константу на постоянное давление, то получим тоже константу: А если рассмотреть объем и температуру в начале и в конце изобарного процесса, можно записать: Из уравнения видно: при увеличении температуры нагревании при постоянном давлении увеличивается объем газ расширяется , и наоборот, при охлаждении — сжимается. Это пример прямой пропорциональности. До того как вывели этот закон математически, его экспериментально получил Гей-Люссак это двойная фамилия одного человека, французского ученого , поэтому его назвали законом Гей-Люссака: Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объема к температуре постоянно. Пример реального процесса, который можно описывать как изобарный: газ, который находится в цилиндре под поршнем, который свободно перемещается и на который снаружи действует постоянное давление, например атмосферное. Тогда, если нагреть этот газ, он будет расширяться, но давление как было равным атмосферному плюс давление самого поршня , так и останется. На самом деле, если давление газа совсем не будет увеличиваться, у поршня не будет причин двигаться, давления будут все время уравновешены. Так что давление немного увеличивается, но под его действием поршень сдвигается вверх, и оно тут же понижается до прежнего значения. Эти изменения небольшие, так что для решения многих задач давление можно действительно считать постоянным.
И остался третий параметр, который мы еще не фиксировали, — объем, при этом изменяются температура и давление. Разделим обе части уравнения Клапейрона на объем: Справа получилась константа: Теперь можно связать давление и температуру в начале и в конце изохорного процесса: Из уравнения видно: при увеличении температуры нагревании при постоянном объеме увеличивается давление газа, и наоборот. Это тоже прямая пропорциональность. И этот закон тоже сначала был получен экспериментально, французским ученым Шарлем, поэтому и назван его именем — закон Шарля: Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется. Для этого процесса модель точнее описывает реальный процесс: в закрытом жестком сосуде объем действительно можно считать постоянным с хорошей точностью. Пример — металлический баллон. Если газ в нем нагреть, давление увеличится, но при большой жесткости баллона он практически не деформируется по крайне мере настолько, чтобы внести заметную погрешность в расчеты.
Решение задач. Графики для описания газовых законов. Границы применимости модели Итак, какие инструменты мы получили? Основной инструмент один — уравнение состояния идеального газа. А все остальное — это запись этого же уравнения в более удобных формах для решения той или иной задачи. Если мы имеем дело с неизменной массой газа то есть нет утечек , то три параметра состояния связаны уравнением Клапейрона.
Объем V — это пространство, которое занимает газ. Объем влияет на давление и плотность молекул в данном пространстве. Количество вещества n отражает число молей газа в системе. Чем больше молекул газа, тем больше столкновений со стенками и, следовательно, выше давление. Универсальная газовая постоянная R — это постоянная, которая связывает энергию молекул с их температурой.
В заключение, хотелось бы отметить, что, теоретически, каждый газовый счетчик должен иметь и температурную компенсацию и компенсацию по давлению. Практически же.....
Данная задача актуальна в основном, но не только, для применений и устройств, в которых напрямую измеряется объем газа. Попробуем сформулировать несколько важных на практике выводов для данного случая: показатели объемного счетчика газа тем "весомее", чем ниже температура выгодно поставлять "теплый" газ выгодно покупать "холодный" газ Как с этим бороться? Необходима хотя бы простая температурная компенсация, т.
чем отличается газавая постоянная от газовой универсальной?
Универсальная газовая постоянная (R) — это постоянная, которая связывает энергию молекул с их температурой. То, что это действительно так, было подтверждено экспериментально для разных газов, находящихся в условиях теплового равновесия при постоянном объеме (измерялось давление). Универсальная газовая постоянная (R) — это величина, которая является константой, численно равная работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 K. Газовая постоянная (также известная как молярная газовая постоянная, универсальная газовая постоянная или идеальная газовая постоянная) обозначается символом R или R. Это эквивалентно постоянная Больцмана, но выраженная в единицах энергии на приращение. Газовая постоянная — универсальная физическая постоянная R, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа.
Универсальная постоянная идеального газа
универсальная газовая постоянная — Постоянная (R), входящая в управление состояния для моля идеального газа (pv = RT), одинаковая для всех идеальных газов. Газовая универсальная постоянная численно равна работе расширения 1 моля идеального газа под пост. давлением при нагревании на 1K. Она содержит основные характеристики поведения газов: p, V и T — соответственно давление, объем и абсолютная температура газа (в градусах Кельвина), R — универсальная газовая постоянная, общая для всех газов, а n — число.
ВСЕ, ЧТО ТЫ ХОТЕЛ ЗНАТЬ О ГАЗАХ, НО БОЯЛСЯ СПРОСИТЬ
| Газовая постоянная - Образование - 2024 | Значение универсальной газовой постоянной зависит от системы единиц, в которой она измеряется. |
| Размерность универсальной газовой постоянной | Универса́льная га́зовая постоя́нная — константа, численно равная работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К. Равна. |
| Что такое газовая постоянная и как она определяется | Универсальная газовая постоянная была, по-видимому, введена независимо учеником Клаузиуса А. Ф. Хорстманном (1873 г.) и Дмитрием Менделеевым, которые впервые сообщили о ней 12 сентября 1874 г. Используя свои обширные измерения свойств газов, Бесплатно читать. |
| Значение универсальной газовой постоянной | Уравнению Клапейрона можно придать универсальную форму, если газовую постоянную отнести не к 1 кг газа, а к одному киломолю. |
| Универсальная газовая постоянная | Универсальная газовая постоянная это величина для 1 моля идеального газа произведение давления на объем, отнесенное к абсолютной температуре, примеры. |
Чему равна универсальная газовая постоянная: формула
Еще одним свойством газов является их способность смешиваться друг с другом в любых соотношениях. Формула Связь постоянной Больцмана, постоянной Авогадро и универсальной газовой постоянной. Универсальная газовая постоянная удобна при расчетах, касающихся макроскопических систем, когда число частиц задано в молях.
Как определить газовую постоянную?
- Газовая постоянная - Gas constant
- Идеальный газ
- Идеальная газовая постоянная (R)
- Газовая постоянная: определение, свойства и применение в термодинамике
- Еще термины по предмету «Теплоэнергетика и теплотехника»
Уравнение Клапейрона-Менделеева. Единицы измерения универсальной газовой постоянной. Пример задачи
При использовании ISO значение р, расчетное давление увеличивается всего на 0,62 паскаль на 11 км эквивалент разницы всего в 17,4 сантиметра или 6,8 дюйма и увеличение на 0,292 Па на 20 км эквивалент разницы всего в 33,8 см или 13,2 дюйма. Также обратите внимание, что это было задолго до переопределения SI 2019 года, которое дало константе точное значение. Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности.
Теплоемкостью тела называют количество теплоты ,необходимое для изменения температуры тела на один градус. Средней в интервале температур T1 — T2 теплоемкостью тела Сm называют количество теплоты q, необходимое для повышения температуры тела на 1o 14 При уменьшении разности температур Т2 — Т1 средняя теплоемкость приближается к истинной. Если к телу подведено бесконечно малое количество теплоты dq и температура тела Т повысилась на величину dT, то отношение 15.
Он открыт для любого пользователя.
Наш сайт - это библиотека, которая является общественной. Любой посетитель сможет найти необходимую для себя информацию. Основа этой страницы находится в Вики. E-mail: admin infoteach.
Аноним Отлично Отличный сайт Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам. Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток. Аноним Отлично Маленький отзыв о большом помощнике! Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно.
Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов. Хорошо Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Универсальное уравнение состояния идеального газа
К истории установления уравнения состояния идеального газа рус. Что такое Infoteach. Он открыт для любого пользователя. Наш сайт - это библиотека, которая является общественной. Любой посетитель сможет найти необходимую для себя информацию. Основа этой страницы находится в Вики.
Аноним Отлично Лучшая платформа для успешной сдачи сессии Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными. Аноним Отлично Отличный сайт Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам. Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток. Аноним Отлично Маленький отзыв о большом помощнике!
Он вывел ее численное значение, опираясь на закон Авогадро и данные об объеме одного моля газа при нормальных условиях. В некоторых научных кругах универсальную газовую постоянную принято называть постоянной Менделеева, поскольку это определение было впервые введено великим русским химиком. При жизни Менделеева точных методов для экспериментального нахождения численного значения R не существовало. Поэтому ученый вычислил его на основе других констант и закономерностей поведения газов. В дальнейшем, с развитием методов точного эксперимента, были получены все более точные значения универсальной газовой постоянной. Это свидетельствует о гениальной прозорливости великого русского ученого. Помимо классического применения для расчетов параметров идеальных газов, универсальная газовая постоянная находит применение и в других областях.
Особый интерес представляет точка КТ на фазовой диаграмме. Это - так называемая "критическая точка". Если температура вещества выше, чем соответствующая этой точке "критическая температура", то, независимо от плотности вещества, нет возможности отличить жидкость от газа. Представить себе такое состояние весьма трудно, так как в реальной жизни, практически мы не имеем дела с достаточно плотными веществами при температуре выше критической из-за малости атмосферного давления. Для общего развития добавим, что точка эта весьма устойчива в экспериментах по температуре, так как пока не расплавится весь лед а на это требуется некоторая энергия , дальнейшее повышение температуры вещества например, воды не происходит, даже если его подогревать. Правда, отличается "правильный ноль" от "приблизительного" лишь на доли градуса. Важно понимать, что фазовые диаграммы вышеуказанного вида характерны для всех вообще веществ, другой вопрос, что конкретный их вид, а также положение тройной и критической точек для разных веществ весьма различаются. Перейдем теперь к собственно к углекислоте. Надо ясно понимать, что представление о фазовых диаграммах мы ввели тоже несколько упрощенное, однако с углекислотой придется разобраться до тонкостей. С громадным трудом мне удалось-таки добыть ее фазовую диаграмму, причем только из одного источника, который, в свою очередь, ссылается на другой иностранный источник, которого я не видел. Короче, достоверность сведений на этой диаграмме проблематична, однако, приблизительно на ощущения она все-таки чему-то соответствует, кроме того, другой все равно нет. Хуже того: так как она досталась мне практически безо всякого описания, я и сам не могу объяснить всех особенностей поведения углекислоты, на ней присутствующих. Поэтому, по меньшей мере половину из дальнейших рассуждений следует начинать словами: "Как я понял из отрывочных сведений …" или: "Сколько я могу догадаться …", однако для краткости изложения мы все эти периоды и красивости опустим. Итак фазовая диаграмма углекислоты: На диаграмме легко увидеть знакомые черты фазовых диаграмм вообще: тройную точку, критическую точку, линии, разделяющие области, где может существовать лед, жидкость, газ. На следующем рисунке я их выделил черным цветом. Собственно это и есть фазовая диаграмма. Они просто наложены на ту же фазовую диаграмму для удобной привязки к ней. Причем под плотностью следует понимать усредненную плотность системы в пределах сосуда, ее содержащего. Иными словами, если в сосуде емкостью один литр при некоторых условиях содержится 0,6 кг жидкой углекислоты и 0,4кг газообразной, усредненную плотность газовой системы следует принимать равной сумме масс обоих фаз, деленную на совокупно занимаемый ими объем. Легко объяснимо поведение системы для небольших значений плотности. С повышением температуры начнется более интенсивное испарение углекислоты с поверхности жидкости, однако прирост давления будет не очень значительным, ибо если в какой-то момент испарится чуть больше жидкости, чем нужно, давление в баллоне повысится, система перейдет в область диаграммы "жидкость" и, следовательно, начнется активный процесс конденсации газообразной углекислоты то есть превращения ее обратно в жидкость. Чуть больше испарилось - увеличивается конденсация, чуть больше сконденсировалось - увеличилось испарение. В этом случае говорят, что газожидкостная система находится в термодинамическом равновесии на границе двух своих сред - жидкости и газа. Сложнее обстоит дело для высоких значений средней плотности. В этом случае даже при низких температурах количество углекислоты в баллоне в жидком состоянии весьма велико, а газовая фаза представлена незначительной областью в самой верхней части баллона. В этом случае при повышении температуры углекислоты траектория системы также следует кривой раздела между жидкостью и газом на диаграмме состояния с поддержанием термодинамического равновесия между жидкостью и газом. Однако из-за существенного коэффициента объемного расширения углекислоты точное значение мне в литературе найти не удалось жидкая фаза с ростом температуры быстро увеличивается в объеме, занимая свободное пространство в котором раньше располагалась газовая фаза. Соответственно, в момент, когда расширившаяся жидкость заполнит весь объем баллона, произойдет отрыв траектории системы от линии раздела фаз на фазовой диаграмме, после чего давление в баллоне будет определяться объемным расширением жидкости при нагреве, а это очень мощный, в смысле возникающих при этом давлений, процесс. ВЫВОДЫ: Поведение газожидкостной системы в баллоне прямо зависит от средней плотности углекислоты в нем или, иными словами, от того, сколько туда закачано углекислоты. Причем, в случае, когда средняя плотность ниже некоторой критической плотности, события развиваются по первому "мягкому" варианту, а если выше - по второму "жесткому". Превышение этих количеств по любым причинам, будь то раздолбайство персонала или неисправность весов влечет за собой весьма неприятные последствия в виде разрыва баллона, для которого опрессовкой гарантируется исправная работа при давлении до 225атм для углекислотных даже меньше - 150атм , а натурные испытания регулярно показывают разрушение даже абсолютно нового баллона при давлении 350-400атм. Чем это чревато, мы уже убедились в параграфе "Идеальный газ". Почему этого не происходило раньше? Будет ли это происходить в дальнейшем? На первый вопрос ответ простой: 1 Плохо была отлажена система отсечки автоматического прекращения закачки для маленьких 5- и 10-литровых баллонов из-за недостатков в конструкции электроники весов. Второй вопрос сложнее. Полагаю так: Чтобы понять, почему раньше не происходило взрывов баллонов, надо знать, как устроена система отсечки на углекислотной станции. Она имеет два контура. Первый - отсечка по массе заполненной углекислоты, обеспеченная специально сконструированным для нас электронным устройством, присоединенным к весам, неплохо функционирующему, на работу с маленькими баллонами однако не рассчитанным. Второй - отсечка по давлению в линии, обеспеченная электроконтактным манометром ЭКМ , настроенным на отключение насоса при повышении давления более 40-50атм. Теперь надо иметь виду, что обычно закачка баллонов велась при не слишком низких температурах, что-нибудь в районе -10… -15 градусов минимум. Если обратиться к фазовой диаграмме углекислоты, видно, что закачка в этих условиях до средних плотностей, превышающих 0,85, невозможна даже при несработке отсечки по массе и ошибках персонала - сработает отсечка по давлению, а она на моей памяти еще ни разу не подводила. Реально, средняя плотность была даже еще ниже - порядка 0,7-0,75, так как закачка идет импульсами толчками и стрелка манометра постоянно дрожит, а срабатывает он при первом же касании стрелкой контакта.