Нормальным атмосферным давлением считается

Р_Н = 760 мм рт ст = 1,013 бар = 101,3 кПа = 1,033 ат.

Поскольку мы находимся под действием атмосферного давления, то приборами измеряется либо избыточное давление (если оно выше атмосферного) либо недостаток давления до атмосферного (если давление ниже атмосферного). Высокое давление измеряется манометрами, низкое – вакуумметрами. Абсолютное (внутреннее) давление в первом случае вычисляется как Р = Р_и + Р_а, где Р_и – измеренное избыточное давление, Р_а – атмосферное давление. Во втором случае Р = Р_а – Р_в, где Р_в – давление, измеренное вакуумметром.

Уравнение состояния идеального газа.

В теплотехнике имеют дело с различными газами: при сгорании топлива образуется газ, газ служит рабочим телом в тепловых двигателях; понятно, что это реальные газы. Основные же законы термодинамики получены эмпирическим путем для так называемого идеального газа. Что имеется в виду под этим названием? Идеальный газ– это теоретическая модель газа, в которой не учитывается потенциальное взаимодействие частиц газа между собой; молекулы газа представляются в виде материальных точек, не имеющих объема, и взаимодействуют они между собой только при столкновениях, обмениваясь кинетической энергией. Таким образом, внутренняя энергия идеального газа складывается только из кинетических энергий составляющих его частиц. Свойства идеального газа описываются законами классической физики: Бойля –Мариотта, Гей-Люссака и обобщающим их уравнением

состояния идеального газа Клапейрона-Клаузиуса. Практически в чем состоит разница между идеальным и реальным газом? Известно, что газообразное вещество при охлаждении переходит в жидкое состояние. Например, водяной пар при высоких температурах может рассматриваться как газ, но при охлаждении он легко переходит в жидкость. Для того же, чтобы перевести, например, воздух в жидкое состояние, потребуется осуществить сложные процессы в специальных аппаратах. Те газы, которые достаточно далеко отстоят от жидкого состояния, практически точно следуют при изменении своего состояния законам идеального газа. Газы, которые легко превратить в жидкое состояние, относят к реальным газам. В теплотехнике часто приходится иметь дело с идеальными газами; это воздух, горючие газы, добываемые из недр Земли, продукты сгорания топлива – дымовые газы.

Эмпирическим путем было установлено, что три параметра идеального газа –

P, V, T– не являются независимыми. При переходах газа из одного термодинамического состояния в другое выполняется соотношение:

Или РV~T. Это соотношение написано для определенного количества газа, потому количество газа должно входить в уравнение наряду со связующей константой. Если количество газа – это его масса, измеряемая в кг (система СИ), то уравнение состояния запишется как

PV = mRT, (1)

где все параметры выражены в единицах системы СИ, и газовая постоянная R

имеет размерность Дж/(кг К). Заметим, что для различных газов газовые постоянные, входящие в уравнение (1), различны.

Если же количество газа измеряется в киломолях, а количество киломолей, содержащееся в m кг данного газа, связано с его молекулярной массой m соотношением n_m = m/m, то соотношение (1) должно быть переписано как

PV = n_m m RT = n_m R⁰T, (2)

где R⁰=m R = m₁R₁ =m₂R₂ =….. Это универсальная газовая постоянная, одинаковая для всех идеальных газов, и равная R⁰ = 8314 Дж/(кмоль К).

Из молекулярно-кинетической теории газов нужно вспомнить несколько законов, которые связывают с именем итальянского ученого Авогадро. По закону Авогадро объемы одного киломоля различных газов, находящихся при одинаковых Т и Р, также одинаковы. В частности, при нормальных условиях (Р=101,3 кПа, Т=273,15К) один киломоль любого газа занимает объем 22,4 м³.