Изохорный и изотермический процесс с учетом течки газа

[reterty]

Как известно, газовые законы справедливы при условии постоянства массы газа. А существуют ли реальные изохорный и изотермический процессы (в Природе и технике), характеризующиеся наличием утечки (пусть малой) газа. Я лишь с трудом могу себе представить изохорное нагревание газа в цилиндре двигателя при наличии малой негерметичности рабочего пространства...

[Pphantom]

reterty в сообщении #1550281 писал(а):

Как известно, газовые законы справедливы при условии постоянства массы газа.

На самом деле нет. Просто их стоит записывать в локальной форме, используя не объем и массу, а плотность газа.

reterty в сообщении #1550281 писал(а):

А существуют ли реальные изохорный и изотермический процессы (в Природе и технике), характеризующиеся наличием утечки (пусть малой) газа.

С изотермическим процессом никаких проблем не будет, а вот вопрос про изохорический процесс лишен смысла - сформулированное условие означает, что он не изохорический.

[reterty]

Pphantom в сообщении #1550282 писал(а):

С изотермическим процессом никаких проблем не будет, а вот вопрос про изохорический процесс лишен смысла - сформулированное условие означает, что он не изохорический.

Если следить лишь за той частью газа, что остается внутри фиксированного обьема, то процесс может продолжать считаться изохорическим. Естественно, при утечке газа (например, при адиабатном истечении газа через малое отверстие (я) масса и плотность оставаться постоянными не будут и зависимость давления от температуры будет уже нелинейная.

[lel0lel]

Если говорить, про изохорный процесс, то возможно протекание химических реакций, изменяющее число частиц. Первое начало необходимо записывать с химическим потенциалом. Также возможна диссоциация молекул.

[Pphantom]

reterty в сообщении #1550285 писал(а):

Если следить лишь за той частью газа, что остается внутри фиксированного обьема, то процесс может продолжать считаться изохорическим.

Скажем так - подобная точка зрения не совпадает с общепринятой.

lel0lel в сообщении #1550291 писал(а):

Если говорить, про изохорный процесс, то возможно протекание химических реакций, изменяющее число частиц. Первое начало необходимо записывать с химическим потенциалом. Также возможна диссоциация молекул.

Да, но плотность (или массу в фиксированном объеме, что то же самое) это не изменит.

[lel0lel]

Pphantom в сообщении #1550296 писал(а):

но плотность (или массу в фиксированном объеме, что то же самое) это не изменит.

Но изменит молярную массу смеси. Тогда уравнение нужно записывать с учётом закона Дальтона, а значит следить как меняются плотности отдельных компонент. На всякий случай уточню, что речь о газовых законах, или уравнении состояния. Изначально вопрос ведь был о них.

[Pphantom]

lel0lel в сообщении #1550303 писал(а):

На всякий случай уточню, что речь о газовых законах, или уравнении состояния. Изначально вопрос ведь был о них.

Уравнение состояния, конечно, изменит (вернее, поменяет его параметры), но все-таки под "газовыми законами" обычно понимаются классические законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, где молярной массы нет.

[lel0lel]

Разве будет постоянным отношение давления к температуре в сосуде с непроницаемыми стенками (изохорный процесс, не помню чьим именем называется соответствующий газовый закон), если происходит диссоциация при нагревании? Вроде это классическая задача. Конечно, масса не при чём, всё дело в концентрации частиц

[Pphantom]

lel0lel в сообщении #1550308 писал(а):

изохорный процесс, не помню чьим именем называется соответствующий газовый закон

Шарля.

lel0lel в сообщении #1550308 писал(а):

если происходит диссоциация при нагревании

Нет, не будет, поскольку концентрация увеличится. Но в формулировке этих самых законов предполагается, что масса и химсостав газа не меняются.

[lel0lel]

Спасибо. Кстати, в русской Википедии какой-то каламбур с названиями газовых законов. Есть варианты наши и английские, и они различаются. Неплохо бы унифицировать, а то как с законом Остроградского-Гаусса, но тут хотя бы причина понятна, Остроградский наш учёный.

[sergey zhukov]

reterty
Добавление массы газа к имеющемуся в заданном объеме аналогично адиабатному сжатию газа в этом объеме (добавляемый газ должен иметь ту же температуру, что и данный), утечка газа - адиабатному расширению.

Процесс с изменением массы газа (например изохорное нагревание газа в цилиндре), можно рассматривать, как цепочку последовательных малых процессов: изохорное нагревание постоянной массы газа / адиабатное расширение из-за утечки газа.

Насчет примера: в технике почти все емкости и цилиндры так или иначе с утечками, так что изохорный процесс с утечкой - это норма скорее, чем исключение. Да и изотремический тоже. Вот, скажем, баллон с кислородом для сварки: кислород медленно расходуется, газ в баллоне находится примерно при постоянной температуре окружающей среды и в постоянном объеме.

[Alex-Yu]

Течка бывает у сук. А у баллонов и т.п. течки не бывает, бывает течь.

[reterty]

Alex-Yu в сообщении #1550485 писал(а):

Течка бывает у сук. А у баллонов и т.п. течки не бывает, бывает течь.

Извините, когда увидел ошибку, опция "Правка" для названия уже была недоступна

[Ben]

reterty в сообщении #1550281 писал(а):

Как известно, газовые законы справедливы при условии постоянства массы газа.

У Квасникова Иридия Александровича хорошо написано, что химический потенциал имеет крайне неудачное название. Он как раз и отражает энергию на приход/уход одной частицы. То есть, изменение массы газовой смеси.
А по поводу изохорного процесса, вообще не понятно, если есть утечка, ясный перец, это не изохорный процесс.

[lel0lel]

Ben в сообщении #1553594 писал(а):

У Квасникова Иридия Александровича хорошо написано, что химический потенциал имеет крайне неудачное название.

При всём уважение к замечательному учителю, вынужден не согласиться с этим утверждением. Оно выглядит разумным, учитывая то, что условия равновесия фаз, а также условия протекания химических процессов характеризуются выравниванием химических потенциалов компонент. К тому же, если не это название, то какое? Да и в термодинамике слово потенциал наделено несколько иным смыслом, чем в механике, и согласно этому определению $\mu$ именно потенциал. Можно, конечно, его было так и называть $\mu$ потенциал по аналогии с $\Omega$ потенциалом.