Определение давления газа в герметичном сосуде.

magicmusic · 14/10/15 11

Здравствуйте, Господа!
Хотелось бы решить следующую реальную практическую задачу. В термодинамике неидеальных газов не силен, так что не бейте сильно по поводу постановки задачи.
Есть герметичный сосуд, полностью заполнен твердым азотом массой 0.2 кг при, скажем, 60 К. Его ставят в комнату с температурой 300 К, вещество внутри разогревается. Какое давление возникнет внутри сосуда, когда оно (азот) разогреется окончательно?
Или, например, та же задача, только сосуд полностью жидким азотом заполнен, определить то же самое.

Мои затруднения:
1. Я не знаю, какое уравнение состояния и как выбрать для решения.
2. Я не знаю, какими методами (включая численные) решается задача Стефана при меняющих условиях фазового перехода. Этот пункт исключительно из интереса и для общего развития.

DimaM · 28/12/12 7946

Какие будут ваши предложения?

magicmusic · 14/10/15 11

Навскидку? Ну, переход из твердого в жидкость - вроде просто, там начальные параметры достаточно близки к кривой плавления, и, кажется, плотность не шибко меняется. Самое важное для меня это переход жидкость-газ. Если использовать уравнение состояния с учётом сжимаемости, то там, по мере увеличения газообразной фазы, увеличивается давление внутри сосуда, а значит, перманентно меняются условия фазового перехода. А с учётом сильной нестационарности (наверно, при разнице с 63 К до 300 К она мне так кажется будет неслабая) давление будет быстро меняться. То есть, на мой взгляд, нужно решать задачу Стефана в условиях постоянно меняющихся температуры и давления.

DimaM · 28/12/12 7946

magicmusic в сообщении #1062451 писал(а):

То есть, на мой взгляд, нужно решать задачу Стефана в условиях постоянно меняющихся температуры и давления.

В исходной задаче был вопрос только про конечное состояние. Так что берем уравнение состояние подходящее и вперед.

Pphantom · 09/05/12 25179

i

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- уберите лишние переносы строк в первом сообщении;
- расставьте заглавные буквы в началах предложений;
- смените заголовок на более содержательный.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

Pphantom · 09/05/12 25179

i	Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

magicmusic · 14/10/15 11

Да, и как вообще рассчитывается давление у сосудов высокого давления? Это ж целый раздел наверняка. Вообще был бы признателен, если бы по литературе ещё чего подсказали.

magicmusic · 14/10/15 11

Решил кстати просто, если интересно кому. Поскольку масса азота не меняется и объем сосуда тоже, в принципе, постоянен (при достаточной толщине стенки), то плотность газообразного азота такая же, как и плотность твердого азота при достаточно хорошем приближении. Далее открывается Варгафтик, и ищется давление, при котором газ будет иметь такую плотность в условиях комнатной температуры.
Так что

DimaM в сообщении #1062454 писал(а):

Так что берем уравнение состояние подходящее и вперед.

это не нужно.

DimaM · 28/12/12 7946

magicmusic в сообщении #1064321 писал(а):

Так что
DimaM в сообщении #1062454 писал(а):
Так что берем уравнение состояние подходящее и вперед.
это не нужно.

Ну не нужно, так не нужно. Кстати, кто такая Варгафтик?

magicmusic · 14/10/15 11

DimaM в сообщении #1064356 писал(а):

Ну не нужно, так не нужно. Кстати, кто такая Варгафтик?

Да это ж альфа и омега справочник по свойствам газов и жидкостей. в инетике есть в свободном доступе.

-- 19.10.2015, 15:14 --

Кстати отец Вассермана в него свой вклад также внёс.

DimaM · 28/12/12 7946

magicmusic в сообщении #1064363 писал(а):

Да это ж альфа и омега справочник по свойствам газов и жидкостей. в инетике есть в свободном доступе.

Понятно.
Так это ж и есть уравнения состояния, только в виде табличек.

magicmusic · 14/10/15 11

DimaM в сообщении #1064373 писал(а):

magicmusic в сообщении #1064363 писал(а):

Да это ж альфа и омега справочник по свойствам газов и жидкостей. в инетике есть в свободном доступе.

Понятно.
Так это ж и есть уравнения состояния, только в виде табличек.

:) Это крайне мило звучит. Уравнение состояния, хоть и опирается на опытные данные, но все таки являет собой некую математическую модель газа. А в Варгатифтике исключительно экспериментальные данные. Куча мужиков в разное время проводили эксперименты по этой тематике, и наиболее значимые и проверенные вошли в состав справочника.

DimaM · 28/12/12 7946

magicmusic в сообщении #1064381 писал(а):

Уравнение состояния, хоть и опирается на опытные данные, но все таки являет собой некую математическую модель газа. А в Варгатифтике исключительно экспериментальные данные.

Не обязательно. Сплайн-аппроксимация табличных данных - вполне себе уравнение состояния.

magicmusic · 14/10/15 11

DimaM
ну если так уж тебе сильно хочется, то пусть данные будут уравнениями состояния, меня это мало волнует. Всего лишь хотел пояснить свою точку зрения.

Pphantom · 09/05/12 25179

!	magicmusic в сообщении #1064547 писал(а): ну если так уж тебе сильно хочется magicmusic, на форуме принято обращение на "Вы".

Научный форум dxdy

Определение давления газа в герметичном сосуде.

Кто сейчас на конференции