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在热力学中如何研究管道工厂化预制

作者:河北鹏鑫管道装备集团有限公司 浏览: 发表时间:2020-07-27 16:00:44

  管道工厂化预制在恒容及恒压条件下的反应热在生产实践和科学研究中,时常遇到恒容或恒压过程,如在密封反应器中进行的为恒容过程,在敞口反应器中进行的液相反应属于恒压过程,在两种条件下进行的过程中能量变化有何不同?本小节主要讨论这两种变化过程中热的计算理想气体是一种理想的气体模型,忽略气体分子的自身体积,将其看成是有质量的几何点,且假设分子间无相互吸引或排斥,分子间及分子与器壁间发生的是完全弹性碰撞,对于真实气体来说,由于分子间是有相互作用的,且混合气体中分子间的相互作用不同于纯气体中的,因此在压力相对较高时,这种差别不可忽略,混合气体中某气体的分压将与其单独存在时的压力不同,气体分压定律也不再适用。

  考虑管道工厂化预制在理想气体的恒温膨胀过程的体积功与不同途径的关系,可设计如下装置:将一定量的理想气体充入截面积为A的活塞筒中(假定活塞的质量及其与筒壁间的摩擦力均可忽略),将此活塞筒置于恒温槽内以维持气体温度恒定,起初外压(用4个砝码表示)与理想气体的压力相等,活塞静止不动,然后以不同方式取下砝码降低外压,让气体以不同方式恒温膨胀到终态(外压用1个砝码表示)。在无限多次恒外压膨胀过程中,使其发生的动力是无限小的、所需时间是无限长的,体系无限多次膨胀达到平衡,即膨胀过程中体系每时每刻都无限接近平衡态,若从过程的终态出发,将取下的砂粒一粒一粒重新加到活塞上,则在此压缩过程中,外压始终只比圆筒内气体的压力大d,体系会无限多次地恢复至膨胀前的种种平衡状态,经无限长时间后,被压缩回到始态,理想气体体积恢复到比较式(1-8)和式(1-9)可以看出,理想气体无限缓慢的恒温膨胀与恒温压缩过程所涉及的体积功,***值相等而符号相反,即当体系回到始态时,与环境没有功的交换,此时△=0.根据热力学***定律,在整个过程中与环境之间亦无热传递。显然,在体系恢复到原状态时,环境也同时恢复到原状态。

  管道工厂化预制在热力学中,将体系与环境之间在无限接近平衡时所进行的变化过程称为热力学可逆过程,简称可逆过程。可逆过程进行后,若体系恢复原状,环境也能同时恢复原状而未留下任何***性的变化。可逆过程有如下的特点(1)可逆过程进行过程中,体系始终无限接近于平衡态,由一系列连续的渐变的平衡态所构成(2)可逆过程进行时的推动力或阻力非常小,完成任一有限量变化均需无限长时间。

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