فشار گازها

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
AILIN03

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۹/۲۷ - ۱۴:۲۴


پست: 6



فشار گازها

پست توسط AILIN03 »

سلام
اگر توی دوتاظرف گاز داشته باشیم که فشارشون متفاوت باشه مسلما با باز کردن شیرگازمون گازی که فشار بیشتری داره به سمت فشار کمتر میره حالا سوال من اینه که آیا امکانش هست که با باز کردن شیر گازمون فشار برابر نشه؟؟
و اینکه فقط فشار تعیین میکنه که گاز باید حرکت کنه یا نه؟؟ مثلا به خاطر اختلاف دما یا هرچیز دیگه ای نمیشه؟

آرمان شریعتی

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۹/۱۲/۱۳ - ۰۳:۲۸


پست: 31

سپاس: 18

Re: فشار گازها

پست توسط آرمان شریعتی »

چندتا عامل تاثیر ناچیزی روی فشار میگذارند مثل متفاوت بودن چگالی گازها یا بیشتر بودنه خیلی جزئیِ فشار ظرفی که پایینتره بدلیل تفاوت ارتفاع.

برای مثال تو دوتا ظرفه دربسته و هم اندازه، وقتی شیرو باز میکنیم اگه جنس گازها یکی باشه ولی دماشون برابر نباشه، گاز سردتر چگال تره که طبق قانون فشار(استاتیکی) در سیالات این باعث میشه به مقدار خیلی کمی و تا برابر شدن دمای کل گازها، فشار میانگینش بیشتر باشه.
اما اگه دو گاز با جنس یا چگالی متفاوت داشته باشیم تا مخلوط شدن کامل گازها، فشارهاشون به مقدار ناچیزی متفاوت هست اما بعد از مخلوط شدن و یکنواخت شدنشون، فشار برابر میشه.

مثلا اگه تو یکی از ظرفها جیوه و یکی آب داشته باشیم(ظرفهای دربسته)، فشار حاصل از وزنِ بیشتر، باعث میشه فشار داخل ظرف جیوه بیشتر باشه(مگر اینکه با باز شدن شیر، مقدار جیوه در هردو ظرف برابر بشه) که البته درمورد گازها این اختلاف فشار خیلی ناچیزه.

اما جز این فشارهای خیلی کوچیکه استاتیکی، با باز شدن شیر اختلاف فشاره دیگه ای وجود نداره و بعد از باز شدن شیر، فشار گازها برابر میشه.

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 630

سپاس: 392

جنسیت:

تماس:

Re: فشار گازها

پست توسط rohamjpl »

مخازن تحت فشار به دلیل نیروهای کششی درون دیواره های ظرف ، در برابر فشار گاز با هم نگه داشته می شوند. تنش طبیعی (کششی) در دیواره های ظرف متناسب با فشار و شعاع رگ و متناسب با ضخامت دیواره هاست. بنابراین ، مخازن تحت فشار به گونه ای طراحی شده اند که دارای ضخامت متناسب با شعاع مخزن و فشار مخزن و متناسب عکس با حداکثر تنش طبیعی مجاز ماده خاصی هستند که در دیواره های ظرف استفاده می شود.زیرا (برای یک فشار معین) ضخامت دیواره ها با شعاع مخزن مقیاس می شود ، جرم مخزن (که به اندازه طول شعاع ضخامت دیواره برای یک مخزن استوانه ای مقیاس می یابد) با حجم گاز مقیاس می یابد نگه داشته شده (که به اندازه طول شعاع مربع اندازه گیری می شود). فرمول دقیق با شکل مخزن متفاوت است اما به تراکم ، ρ و حداکثر تنش مجاز σ ماده علاوه بر فشار P و حجم V بستگی دارد.برای یک کره ، حداقل جرم یک مخزن تحت فشار است${\displaystyle M={3 \over 2}PV{\rho \over \sigma }}$
برای یک استوانه با انتهای نیم کره${\displaystyle M=2\pi R^{2}(R+W)P{\rho \over \sigma }} $ برای ذخیره گازها ، "کارایی مخزن" مستقل از فشار است ، حداقل برای همان دما.
چگونه می توان سرعت جریان گاز از یک حجم به حجم دیگر را محاسبه کرد؟اگر سرعت جریان گاز از طریق سیستم لوله کشی به اندازه کافی کم باشد (و مخازن عایق بندی شده و میزان جرم گیری در لوله نسبت به مخازن ناچیز باشد) ، می توان انبساط گاز در مخزن فشار بالاتر را آدیاباتیک و برگشت پذیر دانست. بنابراین ، برای هرگونه کاهش مشخص در جرم گاز در مخزن ، می توان دما و فشار مخزن را تعیین کرد (هر دو با پیشرفت زمان کاهش می یابند). با استفاده از قانون اول ترمودینامیک در سیستم کلی مخازن و لوله گذاری می توان درجه حرارت و فشار مخزن فشار پایین را به عنوان تابعی از زمان بدست آورد.نقطه شروع همه اینها توصیف رابطه فشار-افت-سرعت جریان برای سیستم لوله کشی است.$\mathbf{S}T = n\mathbf{R}T = dPV + PdV$ و می خواهید بدانم ، سرعت جریان یک حجم به مخزن دیگر؟ میزان تغییر یک حجم از یک مشتق پیدا می شود$\mathbf{S}\dot{T} = n\mathbf{R}\dot{T} = \dot{P}V + P\dot{V}$ اما احساس می کنم من به اطلاعات بیشتری نیاز دارم ، مانند جریان گرما ، شاید یک جریان گرمایی هندسی (جریان ریچی). جریان Ricci معادله گرما برای یک منیفولد ریمانی است.من یک معادله دارم که جریان داخل و خارج از یک سیستم را توصیف می کند که ممکن است مفید باشد:$\dot{S}_2 - \dot{S}_1 = \dot{Q}(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}) = \frac{\dot{Q}(T_1 - T_2)}{T_1T_2} $و$\dot{S}_2 - \dot{S}_1 = 2v\dot{v}(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}) = 2v\frac{\dot{v}(T_1 - T_2)}{T_1T_2}$همچنین چنین عنوان میکنم $\frac{\dot{S}}{2}(\frac{1}{v_2} - \frac{1}{v_1}) = \dot{v}(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}) = \frac{\dot{v}(T_1 - T_2)}{T_1T_2}$
تصویر

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 630

سپاس: 392

جنسیت:

تماس:

Re: فشار گازها

پست توسط rohamjpl »

تغییر در آنتروپی دو سیستم جدا شده در یک سیستم ادغام می شوند.دو رگ دارای همان تعداد مولکول N از همان گاز کامل است. در ابتدا دو رگ از یکدیگر جدا می شوند ، گازها در دمای T یکسان و در فشارهای مختلف P1 و P2 هستند. پارتیشن جدا کننده دو گاز برداشته می شود. تغییر در آنتروپی سیستم را هنگامی که دوباره تعادل برقرار شد ، از نظر فشارهای اولیه P1 و P2 ، پیدا کنید. نشان دهید که این تغییر آنتروپی غیر منفی است.
آیا در این فرآیند تغییر دما وجود دارد؟ بصری ، من می گویم نه زیرا$(T+T)/2=T$ حدس دیگر من این است که دما باید تغییر کند زیرا اکنون فشار سوم P3 داریم ، که متفاوت از فشار دو فشار دیگر است و همچنین به دلیل افزایش حجم.
من معتقدم این یک روند برگشت ناپذیر است ، درست است؟ زیرا واقعاً نمی توانید گازها را به آنچه از ظرف A و از B وارد می شود تفکیک کنید.
آیا می توان تغییر حجم را به سادگی VA + VB نامید؟ فکر می کردم این کار به همین سادگی باشد ، اما فکر کردن در مورد آن احساس می کنم که تغییر فشار و تغییر دما ممکن است اوضاع را تغییر دهد.
آیا وقتی پارتیشن برداشته می شود ، آیا بین 2 گاز تبادل حرارتی وجود دارد؟ شهود من می گوید نه ، زیرا گرما فقط هنگامی می تواند جریان یابد که اختلاف دما وجود داشته باشد و در این حالت هر دو رگ در دمای T هستند.$\Delta S= \int \frac{dQ}{T}$یعنی $=\int \frac{dE+dW_{by}}{T}$ ما می دانیم که dE = 0 و dW = PdVیعنی$=\frac{1}{T}\int PdV$نتیجه $=\frac{P\Delta V}{T}$
این جایی است که من گیر می کنم - فکر نمی کنم چیز معتبری برای ΔV وجود داشته باشد زیرا 2 سیستم وجود دارد که به 1 سیستم بزرگتر تبدیل می شوند. اگر سیستم نهایی V1 + V2 باشد ، اندازه قبلی آن چه اندازه بود؟ V1 یا V2؟ یا می توانم بگویم $\frac{V_1+V_2}{2}$ بود؟حجم کل دو کانتینر صلب تغییر نمی کند ، بنابراین سیستم ترکیبی W در محیط کار نمی کند. احتمالاً این دو ظرف عایق بندی شده اند ، بنابراین هیچ حرارتی Q با محیط اطراف مبادله نمی شود. بنابراین ، از اولین قانون ترمودینامیک ، تغییر در انرژی داخلی سیستم ترکیبی صفر است. از آنجا که ، برای یک گاز ایده آل ، انرژی داخلی تابعی از دما است ، دمای نهایی سیستم ترکیبی برابر با دمای اولیه سیستم های جداگانه است.
روند برگشت ناپذیر است ، اما نه به دلیلی که شما بیان کردید. از آنجا که گاز یکسانی در هر دو ظرف وجود دارد ، سیستم می تواند به حالت اولیه خود برگردد ، اما بدون ایجاد تغییر در محیط ، شامل انتقال گرما.
$V_1=\frac{NkT}{P_1}$و$V_2=\frac{NkT}{P_2}$و$V_1+V_2=\frac{NkT(P_1+P_2)}{P_1P_2}$و$P_F=\frac{2NkT}{(V_1+V_2)}=\frac{2P_1P_2}{(P_1+P_2)}$و$\Delta S=Nk\ln{\frac{P_1}{P_F}}+Nk\ln{\frac{P_2}{P_F}}=2Nk\ln{\left[\frac{(P_1+P_2)/2}{\sqrt{P_1P_2}}\right]}$ بنابراین تغییر در آنتروپی با نسبت میانگین حسابی فشارهای اولیه به میانگین هندسی آنها تعیین می شود (نسبت همیشه بزرگتر از 1).بگذارید سعی کنم این را به روشی مفهومی توضیح دهم ، اگر این منطقی نیست ، ما می توانیم روش دقیق تری را امتحان کنیم. فرض کنید P1> P2 و به ترتیب V1 <V2. اگر فکر می کنید کل حجم یک ظرف سلولهای ریزی است که می تواند توسط ذرات گاز اشغال شود ، پس از آنتروپی به سادگی تعداد پیکربندی های مختلف (جایگشت ها) را می توان گاز اندازه گیری کرد. حال اگر تصور کنید که ذرات گاز در V2 وجود دارد اما V1 خالی است ، حذف سد باعث افزایش تعداد سلول ها می شود ، بنابراین میکرو حالتهای مجاز و به ترتیب آنتروپی افزایش می یابد. اگر ذرات موجود در V1 وجود داشته باشد اما V2 خالی باشد ، همین مسئله صادق است. در این حالت ، هر دو حجم دارای ذرات هستند و بنابراین منطقی است که برداشتن مانع باعث افزایش آنتروپی می شود زیرا این امر باعث افزایش تعداد میکرو حالت های مجاز می شود. من در اینجا فرض کردم که تعداد سلولهای حجم بسیار بیشتر از تعداد ذرات گاز موجود است ، که به نظر من یک فرض منصفانه است.
برای اینکه در مورد questions شما دقیق تر باشم ، شهود من این است که (1) دما تغییر نخواهد کرد ، (2) روند غیرقابل برگشت است و (3) حجم جدید V1 + V2 و فشار جدید $p = \frac{n R T}{V_1 + V_2}$ است
آیا اتصال دو مخزن گاز تحت فشار به یکدیگر باعث تبادل گازها می شود؟اگر من 2 مخزن داشته باشم:
دارای رتبه 100000 کیلو پاسکال ، در حال حاضر 100000 کیلو پاسکال ، حاوی گاز شماره 1 است
دارای رتبه 2000 kPa ، در حال حاضر 1000 kPa ، حاوی گاز شماره 2 است
بگذارید فرض کنیم دریچه های آنها با یک لوله بی نهایت قوی و نوعی تنظیم کننده فشار به هم متصل شده اند که از فشار مخزن شماره 2 بیش از 2000 kPa جلوگیری می کند. همچنین بگوییم گازهای داخل از چگالی / حجم / وزن / و غیره برابر هستند.
اگر دریچه های این 2 مخزن را باز کنم و مخزن شماره 1 مخزن شماره 2 را تحت فشار قرار دهد ، آیا گازها بین مخازن تبادل می شوند؟ به عبارت دیگر ، کدام یک از این سناریوها صحیح است:
سناریو 1:
مخزن شماره 1 اکنون 90000 کیلو پاسکال است ، حاوی گاز شماره 1 است
مخزن شماره 2 اکنون 2000 کیلو پاسکال است و دارای 50/50 Gas#1/Gas#2
است.سناریو 2:
مخزن شماره 1 اکنون 90،000 کیلو پاسکال است ، حاوی گاز # 1 / گاز # 2 (نسبت غیر مهم)
مخزن شماره 2 اکنون 2000 کیلو پاسکال است ، حاوی گاز # 1 / گاز # 2 (نسبت غیر مهم)
توجه داشته باشید که دو گاز درون سیلندر با یکدیگر پخش می شوند و به همان فشار و دما می رسند. همچنین حجم کل ظرف را اشغال می کند.
از نظر ریاضی یافتن فشار$P(V_1+V_2)=(n_1+n_2)RT$و$n_1C_1(T-T_1)=n_2C_1(T_2-T)$نتیجه$P=(R(n_1T_1+n_2T_2))/(V_1+V_2)$
رهام حسامی دانشجوی ترم چهارم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست