Сжатие и расширение газов

Сжатие и расширение газов. Изотермический, адиабатический и политропный процессы.

Сжатие и расширение газов.

Изотермический, адиабатический и политропный процессы.

Связь между давлением и плотностью, при сжатии и расширении, зависит от процесса (приведены ниже).

  • изотермический
  • адиабатический (isentropic)
  • политропический

Изотермическое сжатие/расширение газа

При изотермическом процессе, температура рабочей среды постоянна. Изотермический процесс можно выразить через уравнение идеального газа следующим образом

p / ρ = constant         (1)

где

p = абсолютное давление

ρ = плотность

Или так

pV = constant         (1a)

или

p1V1 = p2V2         (1b)

где

V = объем газа (м3, фут 3...)

индекс1 относится к начальному состоянию рабочей среды, а индекс 2 к конечному

Адиабатический (Isentropic) процесс

В адиабатическом процессе объем остается постоянным . Адиабатический процесс можно выразить через уравнение идеального газа следующим образом

p / ρk = constant         (2)

где

k = cp / cv - отношение удельной теплоемкости (показатель адиабаты) - cp -, при постоянном давлении к удельной теплоёмкости - cv-, при постоянном объеме.

или так

pVk= constant         (2a)

или

p1V1k  = p2V2k         (2b)

Политропическое сжатие/расширение

Изотермический процесс должен протекать довольно медленно, чтобы сохранить температуру рабочей среды постоянной. А адиабатический процесс должен происходить быстро, без выбросов всякой энергии внутри/вне системы. На практике, многие процессы сжатия/расширения протекают в промежутке (быстрее изотермического и медленнее адиабатного). Их и называют политропическими (если удельная теплоемкость газа остается постоянной).

Политропический процесс можно выразить через уравнение идеального газа следующим образом

pVn= constant         (3a)

или

p1V1n  = p2V2n         (3b)

где

n = показатель политропы (варьируется от 1 до 1.4)

 


← Назад в раздел