Mối Quan Hệ Giữa áp Suất, Nhiệt độ, Thể Tích Và Số Mol Khí ("khối ...

Các định luật về khí lý tưởng. Mối quan hệ giữa áp suất, nhiệt độ, thể tích và số mol khí ("khối lượng" của chất khí). Hằng số khí (mol) phổ quát R. Phương trình Cliperon-Mendeleev = phương trình khí lý tưởng của trạng thái ở nhiệt độ không đổi

Mối quan hệ giữa áp suất, nhiệt độ, thể tích và số mol khí ("khối lượng" của chất khí). Hằng số khí (mol) phổ R. Phương trình Cliperon-Mendeleev = phương trình trạng thái khí lý tưởng.

Hạn chế của khả năng ứng dụng thực tế: dưới -100 ° C và cao hơn nhiệt độ phân ly / phân hủy trên 90 bar sâu hơn 99% Trong phạm vi, độ chính xác của phương trình vượt trội hơn so với các công cụ kỹ thuật hiện đại thông thường. Điều quan trọng là kỹ sư phải hiểu rằng tất cả các chất khí đều dễ bị phân ly hoặc phân hủy đáng kể khi nhiệt độ tăng lên.

trong SI R = 8,3144 J / (mol * K)- đây là hệ thống đo lường kỹ thuật chính (nhưng không phải duy nhất) ở Liên bang Nga và hầu hết các nước Châu Âu trong SGS R = 8.3144 * 10 7 erg / (mol * K) - đây là hệ thống đo lường khoa học chính (nhưng không phải duy nhất) trên thế giới NS- khối lượng khí tính bằng (kg) NS- khối lượng mol khí kg / mol (như vậy (m / M) là số mol khí) P- áp suất khí trong (Pa) NS- nhiệt độ khí trong (° K) V- thể tích khí tính bằng m3

Hãy giải một số bài toán về tốc độ thể tích và khối lượng của khí theo giả thiết rằng thành phần khí không thay đổi (khí không phân ly) - điều này đúng với hầu hết các khí ở trên.

Nhiệm vụ này chủ yếu có liên quan, nhưng không chỉ, đối với các ứng dụng và thiết bị trong đó thể tích khí được đo trực tiếp.

V 1 và V 2, ở nhiệt độ, tương ứng, T 1 và T 2để nó đi T 1< T 2... Sau đó, chúng tôi biết rằng:

Một cách tự nhiên, V 1< V 2

• các chỉ số của đồng hồ đo thể tích khí càng "nặng" thì nhiệt độ càng giảm.
• nó có lợi nhuận khi cung cấp khí "ấm"
• mua khí "lạnh" có lãi

Làm thế nào để đối phó với điều này? Ít nhất cần có sự bù nhiệt độ đơn giản, tức là thông tin từ một cảm biến nhiệt độ bổ sung phải được cung cấp cho đầu đọc.

Nhiệm vụ này chủ yếu có liên quan, nhưng không chỉ, đối với các ứng dụng và thiết bị trong đó vận tốc khí được đo trực tiếp.

Để bộ đếm () tại điểm giao hàng cung cấp chi phí tích lũy theo thể tích V 1 và V 2, ở áp suất, tương ứng, P 1 và P 2để nó đi P 1< P 2... Sau đó, chúng tôi biết rằng:

Một cách tự nhiên, V 1>V 2 cho cùng một lượng khí ở điều kiện đã cho. Hãy cố gắng đưa ra một số kết luận quan trọng trong thực tế cho trường hợp này:

• các chỉ số của đồng hồ thể tích khí càng "nặng" thì áp suất càng cao.
• có lợi nhuận để cung cấp khí áp suất thấp
• mua khí áp suất cao sẽ có lãi

Làm thế nào để đối phó với điều này? Ít nhất cần có bù áp đơn giản, tức là thông tin từ cảm biến áp suất bổ sung phải được cung cấp cho thiết bị đọc.

Kết luận, tôi muốn lưu ý rằng, về lý thuyết, mỗi đồng hồ khí nên có cả bù nhiệt và bù áp. Thực tế giống nhau ......

Vào thế kỷ 17 - 19, các định luật thực nghiệm của khí lý tưởng đã được xây dựng. Hãy để chúng tôi nhớ lại chúng một cách ngắn gọn.

Các chất đồng phân xử lý khí lý tưởng- các quá trình trong đó một trong các tham số không thay đổi.

1. Quá trình đẳng tích ... Định luật Charles. V = hằng số.

Quá trình đẳng tíchđược gọi là quá trình xảy ra khi khối lượng không đổi V... Hành vi của khí trong quá trình đẳng tích này tuân theo Luật của Charles :

Với thể tích không đổi và các giá trị về khối lượng của khí và khối lượng mol của nó không đổi thì tỉ số giữa áp suất của khí với nhiệt độ tuyệt đối của nó không đổi là: P / T= const.

Đồ thị của quá trình đẳng tích trên PV-chart được gọi là isochora ... Sẽ rất hữu ích nếu biết đồ thị của quá trình đẳng tích trên RT- và VT- sơ đồ (Hình 1.6). Phương trình Isochora:

Trong đó Р 0 - áp suất ở 0 ° С, α - hệ số nhiệt độ của áp suất khí bằng 1/273 ° -1. Biểu đồ của sự phụ thuộc này vào Рt- sơ đồ có dạng như hình 1.7.

Lúa gạo. 1,7

2. Quá trình đẳng cấp. Định luật Gay Lussac. NS= const.

Quá trình đẳng tích là quá trình xảy ra ở áp suất P không đổi ... Hành vi của khí trong quá trình đẳng tích tuân theo luật Gay-Lussac:

Ở áp suất không đổi và các giá trị của khối lượng và khối lượng khí và khối lượng mol của nó không đổi thì tỉ số thể tích của chất khí ở nhiệt độ tuyệt đối của nó không đổi: V / T= const.

Đồ thị của quá trình đẳng tích trên VT-chart được gọi là đường đẳng áp ... Sẽ rất hữu ích nếu biết các đồ thị của quá trình đẳng áp trên PV- và PT- sơ đồ (Hình 1.8).

Lúa gạo. 1,8

Phương trình đẳng áp:

Trong đó α = 1/273 độ -1 - hệ số nhiệt độ của sự giãn nở thể tích... Biểu đồ của sự phụ thuộc này vào Vt sơ đồ có dạng như hình 1.9.

Lúa gạo. 1,9

3. Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle - Mariotte. NS= const.

Đẳng nhiệt process là một quá trình xảy ra khi nhiệt độ không đổi NS.

Hành vi của khí lý tưởng trong quá trình đẳng nhiệt tuân theo Định luật Boyle - Mariotte:

Ở nhiệt độ không đổi và các giá trị của khối lượng của khí và khối lượng mol của nó không đổi, tích của thể tích của khí với áp suất của nó không đổi: PV= const.

Đồ thị của quá trình đẳng nhiệt trên PV-chart được gọi là đẳng nhiệt ... Sẽ rất hữu ích nếu biết các đồ thị của quá trình đẳng nhiệt trên VT- và PT- sơ đồ (Hình 1.10).

Lúa gạo. 1.10

Phương trình đẳng nhiệt:

(1.4.5)

4. Quá trình nhiệt(đẳng hướng):

Quá trình đoạn nhiệt là một quá trình nhiệt động xảy ra mà không có sự trao đổi nhiệt với môi trường.

5. Quá trình đa hình. Quá trình mà nhiệt dung của chất khí không đổi. Quá trình đa hình là một trường hợp chung của tất cả các quá trình trên.

6. Định luật Avogadro.Ở cùng áp suất và cùng nhiệt độ, các thể tích bằng nhau của các khí lý tưởng khác nhau chứa cùng một số phân tử. Một mol chất khác nhau chứa N A= 6,02 10 23 phân tử (số Avogadro).

7. Định luật Dalton.Áp suất của hỗn hợp khí lý tưởng bằng tổng áp suất riêng phần P của các khí trong đó:

(1.4.6)

Áp suất riêng phần Pn là áp suất mà một chất khí nhất định sẽ tạo ra nếu một mình nó chiếm toàn bộ thể tích.

Tại , áp suất của hỗn hợp khí.

Phương trình trạng thái khí lý tưởng xác định mối quan hệ của nhiệt độ, thể tích và áp suất của các cơ thể.

• Cho phép bạn xác định một trong những đại lượng đặc trưng cho trạng thái của chất khí, bằng hai đại lượng kia (được sử dụng trong nhiệt kế);
• Xác định cách thức các quá trình tiến hành trong các điều kiện bên ngoài nhất định;
• Xác định trạng thái của hệ thay đổi như thế nào nếu nó hoạt động hoặc nhận nhiệt từ các vật thể bên ngoài.

Phương trình Mendeleev-Clapeyron (phương trình trạng thái khí lý tưởng)

- hằng số khí phổ quát, R = kN A

Phương trình Clapeyron (luật khí kết hợp)

Các trường hợp cụ thể của phương trình là các định luật khí mô tả các quá trình đẳng áp trong khí lý tưởng, tức là các quá trình trong đó một trong các đại lượng đo (T, P, V) trong một hệ thống cô lập khép kín là không đổi.

Các mối quan hệ định lượng giữa hai thông số của một chất khí có cùng khối lượng với giá trị không đổi của thông số thứ ba được gọi là định luật chất khí.

Luật khí

Định luật Boyle - Mariotte

Định luật khí đầu tiên được phát hiện bởi nhà khoa học người Anh R. Boyle (1627-1691) vào năm 1660. Công trình của Boyle được gọi là "Thí nghiệm mới liên quan đến mùa xuân không khí." Thật vậy, khí hoạt động giống như một lò xo nén, có thể thấy bằng cách nén không khí trong một máy bơm xe đạp thông thường.

Boyle đã nghiên cứu sự thay đổi áp suất khí như một hàm của thể tích ở nhiệt độ không đổi. Quá trình thay đổi trạng thái của một hệ nhiệt động ở một nhiệt độ không đổi được gọi là đẳng nhiệt (từ tiếng Hy Lạp isos - bằng, therme - nhiệt).

Không phụ thuộc vào Boyle, một thời gian sau, nhà khoa học người Pháp E. Mariotte (1620-1684) cũng đưa ra kết luận tương tự. Do đó, định luật tìm ra được gọi là định luật Boyle-Mariotte.

Tích của áp suất của một chất khí có khối lượng cho trước bằng thể tích của nó là không đổi, nếu nhiệt độ không thay đổi

pV = const

Luật đồng tính Lussac

Thông điệp về việc khám phá ra một định luật khí khác chỉ được công bố vào năm 1802, gần 150 năm sau khi phát hiện ra định luật Boyle-Mariotte. Định luật xác định sự phụ thuộc của thể tích chất khí vào nhiệt độ ở áp suất không đổi (và khối lượng không đổi) do nhà khoa học người Pháp Gay-Lussac (1778-1850) thiết lập.

Sự thay đổi tương đối về thể tích của một chất khí có khối lượng nhất định ở áp suất không đổi tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ

V = V 0 αT

Luật Charles

Sự phụ thuộc của áp suất khí vào nhiệt độ ở một thể tích không đổi được nhà vật lý người Pháp J. Charles (1746-1823) thiết lập vào năm 1787 bằng thực nghiệm.

J. Charles vào năm 1787, tức là sớm hơn Gay-Lussac, cũng đã thiết lập sự phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ ở áp suất không đổi, nhưng ông đã không công bố các công trình của mình một cách kịp thời.

Áp suất của một khối khí xác định ở thể tích không đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

p = p 0 γT

Tên	Từ ngữ	Biểu đồ
Định luật Boyle-Mariotte - quá trình đẳng nhiệt	Đối với một lượng khí xác định, tích áp suất và thể tích không đổi nếu nhiệt độ không thay đổi
Luật đồng tính Lussac - quá trình đẳng cấp

Hãy đảm bảo rằng các phân tử khí thực sự đủ xa nhau để các chất khí có thể nén tốt. Lấy một ống tiêm và đặt pít-tông của nó vào khoảng giữa hình trụ. Chúng tôi kết nối phần mở của ống tiêm với ống, đầu còn lại được đóng chặt. Do đó, một phần không khí sẽ bị giữ lại trong ống tiêm dưới pít tông và trong ống; trong thùng dưới pít tông, một số không khí bị giữ lại. Bây giờ chúng ta đặt một trọng lượng lên pít-tông có thể di chuyển được của ống tiêm. Có thể dễ dàng nhận thấy piston sẽ hơi tụt xuống. Điều này có nghĩa là thể tích không khí đã giảm Nói cách khác, các chất khí dễ bị nén lại. Do đó, có những khoảng trống khá lớn giữa các phân tử khí. Đặt một quả nặng lên pittông làm cho thể tích khí giảm đi. Mặt khác, sau khi lắp quả nặng, pittông đã giảm nhẹ, dừng lại ở vị trí cân bằng mới. Điều này có nghĩa rằng lực của áp suất không khí lên piston tăng và một lần nữa cân bằng trọng lượng tăng của piston với tải. Và vì diện tích piston không thay đổi nên chúng tôi đi đến một kết luận quan trọng.

Khi thể tích của chất khí giảm, áp suất của nó tăng lên.

Hãy để chúng tôi nhớ rằng khối lượng của khí và nhiệt độ của nó trong quá trình thí nghiệm không đổi... Sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích có thể được giải thích như sau. Khi thể tích chất khí tăng lên thì khoảng cách giữa các phân tử của nó tăng lên. Mỗi phân tử bây giờ cần phải di chuyển một khoảng cách lớn hơn từ tác động này với thành mạch đến tác động khác. Vận tốc trung bình của các phân tử không đổi, có nghĩa là các phân tử khí ít va vào thành bình hơn, và điều này dẫn đến giảm áp suất khí. Và ngược lại, khi thể tích khí giảm, các phân tử của nó đập vào thành bình nhiều hơn, và áp suất khí tăng lên. Khi thể tích chất khí giảm, khoảng cách giữa các phân tử của nó giảm

Sự phụ thuộc của áp suất khí vào nhiệt độ

Trong các thí nghiệm trước, nhiệt độ của chất khí không thay đổi, và chúng ta đã nghiên cứu sự thay đổi áp suất do sự thay đổi thể tích của chất khí. Bây giờ chúng ta hãy xét trường hợp khi thể tích của chất khí không đổi và nhiệt độ của chất khí thay đổi. Đồng thời khối lượng không đổi. Điều kiện như vậy có thể được tạo ra bằng cách cho một lượng khí nhất định vào xi lanh có piston và cố định piston

Sự thay đổi nhiệt độ của một khối khí đã cho có thể tích không đổi

Nhiệt độ càng cao, các phân tử khí chuyển động càng nhanh.

Hậu quả là,

Thứ nhất, sự va chạm của các phân tử lên thành mạch xảy ra thường xuyên hơn;

Thứ hai, lực tác động trung bình của mỗi phân tử vào tường trở nên lớn hơn. Điều này dẫn chúng ta đến một kết luận quan trọng khác. Khi nhiệt độ khí tăng, áp suất của nó tăng. Chúng ta hãy nhớ rằng phát biểu này đúng nếu khối lượng và thể tích của chất khí không thay đổi trong quá trình thay đổi nhiệt độ của nó.

Lưu trữ và vận chuyển khí.

Sự phụ thuộc của áp suất khí vào thể tích và nhiệt độ thường được sử dụng trong công nghệ và đời sống hàng ngày. Nếu cần vận chuyển một lượng đáng kể khí từ nơi này đến nơi khác, hoặc khi cần lưu trữ lâu các khí, chúng được đặt trong các bình kim loại bền đặc biệt. Các bình này có thể chịu được áp suất cao, do đó, với sự trợ giúp của các máy bơm đặc biệt, có thể bơm một lượng khí đáng kể vào chúng, trong điều kiện bình thường sẽ chiếm thể tích lớn hơn hàng trăm lần. Vì áp suất của các chất khí trong bình là rất cao ngay cả ở nhiệt độ phòng, chúng không bao giờ được đun nóng hoặc cố gắng tạo lỗ thủng trong bình ngay cả sau khi sử dụng bằng bất kỳ cách nào.

Các định luật vật lý về khí.

Vật lý của thế giới thực trong các phép tính thường được rút gọn thành các mô hình đơn giản hơn một chút. Cách tiếp cận này được áp dụng nhiều nhất để mô tả hành vi của các chất khí. Các quy tắc được thiết lập bằng thực nghiệm đã được các nhà nghiên cứu khác nhau rút gọn thành các định luật vật lý về khí và đóng vai trò là sự xuất hiện của khái niệm "quá trình đẳng áp". Đây là một đoạn thí nghiệm trong đó một tham số không đổi. Các định luật vật lý về khí vận hành với các thông số cơ bản của một chất khí, chính xác hơn là trạng thái vật lý của nó. Nhiệt độ, thể tích và áp suất. Tất cả các quá trình liên quan đến sự thay đổi của một hoặc nhiều thông số được gọi là nhiệt động lực học. Khái niệm về quá trình đẳng áp được rút gọn thành tuyên bố rằng trong bất kỳ sự thay đổi nào về trạng thái, một trong các tham số vẫn không thay đổi. Đây là hành vi của cái gọi là "khí lý tưởng", với một số bảo lưu, có thể được áp dụng cho vật chất thực. Như đã nói ở trên, trong thực tế, mọi thứ có phần phức tạp hơn. Tuy nhiên, với độ tin cậy cao, hoạt động của khí ở nhiệt độ không đổi được đặc trưng bằng cách sử dụng định luật Boyle-Mariotte, phát biểu:

Tích của thể tích và áp suất khí là một giá trị không đổi. Phát biểu này được coi là đúng khi nhiệt độ không thay đổi.

Quá trình này được gọi là "đẳng nhiệt". Trong trường hợp này, hai trong ba thông số được khảo sát thay đổi. Về mặt vật lý, mọi thứ trông đơn giản. Bóp căng quả bóng bay. Nhiệt độ có thể coi là không thay đổi. Kết quả là, áp suất bên trong quả bóng sẽ tăng lên khi thể tích giảm dần. Giá trị của tích của hai tham số sẽ không thay đổi. Biết giá trị ban đầu của ít nhất một trong số chúng, bạn có thể dễ dàng tìm ra các chỉ số của thứ hai. Một quy tắc khác trong danh sách "định luật vật lý chất khí" là sự thay đổi thể tích của chất khí và nhiệt độ của nó ở cùng một áp suất. Đây được gọi là "quá trình đẳng áp" và được mô tả bằng cách sử dụng định luật Gay-Lusac. Tỉ số thể tích và nhiệt độ của khí không đổi. Điều này đúng với điều kiện là áp suất trong một khối lượng nhất định của vật chất là không đổi. Về mặt thể chất, mọi thứ đều đơn giản. Nếu bạn đã từng sạc một chiếc bật lửa ga hoặc sử dụng bình chữa cháy carbon dioxide, bạn sẽ thấy hành động của luật này là “sống động”. Khí thoát ra từ hộp mực hoặc ngọn lửa bình chữa cháy nở ra nhanh chóng. Nhiệt độ của nó giảm mạnh. Bạn có thể đóng băng bàn tay của bạn. Trong trường hợp của một bình chữa cháy, toàn bộ các bông tuyết carbon dioxide được hình thành, khi khí, dưới tác động của nhiệt độ thấp, nhanh chóng chuyển sang trạng thái rắn từ thể khí. Nhờ định luật Gay-Lusak, bạn có thể dễ dàng tìm ra nhiệt độ của một chất khí, biết thể tích của nó tại bất kỳ thời điểm nào. Các định luật vật lý khí cũng mô tả hành vi trong điều kiện có một thể tích chiếm giữ không đổi. Quá trình như vậy được gọi là isochoric và được mô tả bởi định luật Charles, quy định: Với thể tích chiếm chỗ không đổi, tỉ số giữa áp suất và nhiệt độ của chất khí không đổi ở bất kỳ thời điểm nào. Trong thực tế, mọi người đều biết quy tắc: bạn không được làm nóng lon từ máy làm mát không khí và các bình khác có chứa khí dưới áp suất. Vụ án kết thúc bằng một vụ nổ. Những gì xảy ra là chính xác những gì định luật Charles mô tả. Nhiệt độ tăng lên. Đồng thời, áp suất tăng lên, vì thể tích không thay đổi. Việc phá hủy xi lanh xảy ra khi các chỉ tiêu vượt quá mức cho phép. Vì vậy, khi biết không gian bị chiếm dụng và một trong các tham số, bạn có thể dễ dàng đặt giá trị của thứ hai. Mặc dù các định luật vật lý về khí mô tả hành vi của một số mô hình lý tưởng, chúng có thể dễ dàng áp dụng để dự đoán hành vi của khí trong các hệ thống thực. Đặc biệt là trong cuộc sống hàng ngày, các quy trình đẳng cấp có thể dễ dàng giải thích cách hoạt động của tủ lạnh, tại sao luồng không khí lạnh bay ra khỏi hộp của máy làm mát, khiến máy ảnh hoặc quả bóng bị nổ, cách hoạt động của vòi phun nước, v.v.

Khái niệm cơ bản về MKT.

Lý thuyết động học phân tử của vật chất- cách giải thích hiện tượng nhiệt, kết nối quá trình diễn ra của các hiện tượng và quá trình nhiệt với những đặc thù của cấu trúc bên trong của vật chất và nghiên cứu những lý do xác định chuyển động nhiệt. Lý thuyết này chỉ nhận được sự công nhận trong thế kỷ XX, mặc dù nó tiếp tục từ lý thuyết nguyên tử Hy Lạp cổ đại về cấu trúc của vật chất.

giải thích các hiện tượng nhiệt bằng các đặc thù của chuyển động và tương tác của các vi hạt vật chất

Nó dựa trên các định luật của cơ học cổ điển I. Newton, cho phép suy ra phương trình chuyển động của các vi hạt. Tuy nhiên, do số lượng khổng lồ của chúng (có khoảng 10 23 phân tử trong 1 cm 3 của một chất), không thể mô tả duy nhất chuyển động của từng phân tử hoặc nguyên tử bằng cách sử dụng các định luật cơ học cổ điển. Do đó, để xây dựng một lý thuyết hiện đại về nhiệt, các phương pháp thống kê toán học được sử dụng, phương pháp này giải thích quá trình của các hiện tượng nhiệt trên cơ sở quy luật hoạt động của một số lượng đáng kể các vi hạt.

Lý thuyết động học phân tử được xây dựng trên cơ sở các phương trình chuyển động tổng quát của một số lượng lớn các phân tử.

Lý thuyết động học phân tử giải thích các hiện tượng nhiệt từ quan điểm của các ý tưởng về cấu trúc bên trong của vật chất, tức là làm rõ bản chất của chúng. Đây là một lý thuyết sâu hơn, mặc dù phức tạp hơn, giải thích bản chất của các hiện tượng nhiệt và xác định các định luật nhiệt động lực học.

Cả hai cách tiếp cận hiện có - cách tiếp cận nhiệt động lực học và lý thuyết động học phân tử- được khoa học chứng minh và bổ sung cho nhau, không mâu thuẫn với nhau. Về vấn đề này, việc nghiên cứu các hiện tượng và quá trình nhiệt thường được xem xét từ quan điểm của vật lý phân tử hoặc nhiệt động lực học, tùy thuộc vào cách trình bày vật liệu dễ dàng hơn.

Các phương pháp tiếp cận nhiệt động học và động học phân tử bổ sung cho nhau khi giải thíchcác hiện tượng và quá trình nhiệt.

Lượng không khí trong xi lanh phụ thuộc vào thể tích của xi lanh, áp suất không khí và nhiệt độ của nó. Mối quan hệ giữa áp suất không khí và thể tích của nó ở nhiệt độ không đổi được xác định bằng quan hệ

trong đó р1 và р2 - áp suất tuyệt đối ban đầu và cuối cùng, kgf / cm²;

V1 và V2 - thể tích không khí ban đầu và cuối cùng, l. Mối quan hệ giữa khí áp và nhiệt độ không khí có thể tích không đổi được xác định bằng quan hệ

trong đó t1 và t2 là nhiệt độ không khí ban đầu và cuối cùng.

Sử dụng các phụ thuộc này, có thể giải quyết các vấn đề khác nhau mà người ta phải đối mặt trong quá trình sạc và vận hành thiết bị thở.

Ví dụ 4.1. Tổng dung tích của các xi lanh của thiết bị là 14 lít, áp suất không khí thừa trong chúng (tính theo áp kế) là 200 kgf / cm². Xác định thể tích của không khí tự do, tức là thể tích giảm về điều kiện bình thường (khí quyển).

Dung dịch.Áp suất tuyệt đối ban đầu của không khí trong khí quyển p1 = 1 kgf / cm². Áp suất tuyệt đối cuối cùng của khí nén p2 = 200 + 1 = 201 kgf / cm². Thể tích cuối cùng của khí nén V 2 = 14 l. Thể tích không khí tự do trong chai theo (4.1)

Ví dụ 4.2. Từ một xi lanh vận chuyển có dung tích 40 lít với áp suất 200 kgf / cm² (áp ​​suất tuyệt đối 201 kgf / cm²), không khí được dẫn vào các xi lanh của thiết bị có tổng dung tích 14 lít và áp suất dư là 30. kgf / cm² (áp ​​suất tuyệt đối 31 kgf / cm²). Xác định áp suất không khí trong các xilanh sau khi qua đường dẫn khí.

Dung dịch. Tổng thể tích không khí tự do trong hệ thống xi lanh vận chuyển và phần cứng theo (4.1)

Tổng thể tích khí nén trong hệ thống xi lanh Áp suất tuyệt đối trong hệ thống xi lanh sau khi thoát khí áp suất quá áp = 156 kgf / cm².

Ví dụ này có thể được giải quyết trong một bước, tính áp suất tuyệt đối theo công thức

Ví dụ 4.3. Khi đo áp suất không khí trong các bình của thiết bị trong phòng có nhiệt độ + 17 ° C, áp kế cho thấy 200 kgf / cm². Thiết bị được đưa ra bên ngoài, tại đây, sau một vài giờ, trong quá trình kiểm tra hoạt động, người ta đã tìm thấy áp suất giảm trên áp kế lên tới 179 kgf / cm². Nhiệt độ không khí bên ngoài -13 ° C. Có nghi ngờ rò rỉ không khí từ các bình. Kiểm tra tính hợp lệ của nghi ngờ này.

Dung dịch.Áp suất tuyệt đối ban đầu của không khí trong bình p1 = 200 + 1 = 201 kgf / cm², áp suất tuyệt đối cuối cùng р2 = 179 + 1 = 180 kgf / cm². Nhiệt độ không khí ban đầu trong chai t1 = + 17 ° С, t2 cuối cùng = - 13 ° С. Áp suất không khí tuyệt đối cuối cùng được tính toán trong chai theo (4.2)

Những nghi ngờ là không có cơ sở, vì áp suất thực tế và áp suất tính toán là bằng nhau.

Ví dụ 4.4. Một vận động viên bơi dưới nước tiêu thụ 30 l / phút không khí được nén đến áp suất khi lặn ở độ sâu 40 m. Hãy xác định lưu lượng của không khí tự do, tức là chuyển đổi thành áp suất khí quyển.

Dung dịch.Áp suất không khí tuyệt đối (khí quyển) ban đầu p1 = l kgf / cm². Áp suất tuyệt đối cuối cùng của khí nén theo (1.2) p2 = 1 + 0,1 * 40 = 5 kgf / cm². Mức tiêu thụ khí nén cuối cùng V2 = 30 l / phút. Tiêu thụ không khí miễn phí theo (4.1)