Калий сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ


Решение (Химия): K(калий)1. Положение элемента в Периодической системе и строение его атомов.2. Характер простого в…

1. Положение элемента в Периодической системе и строение его атомов.
Период 4, группа 1, подгруппа главная.
Строение атома - смотри рисунок

2. Характер простого вещества (металл, неметалл, переходный металл).
Типичный металл

3. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами.

Калий более металличен, чем натрий
Калий менее металличен, чем рубидий

4. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами.

Калий более металличен, чем кальций

5. Состав высшего оксида, его характер (основный, кислотный, амфотерный).

CaO - основный оксид
6. Состав высшего гидроксида, его характер (кислота, основание, амфотерный гидроксид).

Са(ОН)2 - основание

7. Состав летучего водородного соединения (для неметаллов).

ЛВС отсутствует

 

PPT - Свойства веществ PowerPoint Presentation, скачать бесплатно

  • Свойства веществ • Опишите типы склеивания, о которых говорилось на данный момент. • Опишите свойства, которые обычно проявляются веществами из-за присутствующего связывания. • Сравните и сопоставьте свойства, чтобы оценить тип связывания, которое будет иметь вещество.

  • Свойства веществ Скопируйте следующее в свой блокнот и напишите под таблицей от A до F и рядом с каждой буквой запишите соединение, которое оно, скорее всего, будет иметь с учетом его свойств: A) Дискретный ковалентный B) Металлический C ) Ковалентная сеть D) Ионная F) Ковалентная молекула E) Нахальный крошечный металл

  • Типы связи • ионная связь - электроны передаются от металла к атомам неметалла, образуя положительные и отрицательные ионы.Эти противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу. В гигантской решетке противоположно заряженных ионов [электростатическое притяжение] • ковалентная связь - электроны распределяются между неметаллическими атомами. Два типа дискретных ковалентных связей, то есть сильные связи Nh4 или CO2 в молекуле [внутримолекулярные связи] и слабые силы притяжения между молекулами [межмолекулярные связи • металлические связи - электроны делокализованы и образуют море свободных электронов, которое притягивает положительные ионы металлов ,

  • + + + - - + + - - - + + + - - + + - - + + + - - сильные металлические связи удерживают ионы вместе Точка плавления и кипения: гигантские структуры Вещества с гигантскими структурами обычно имеют высокие температуры плавления и кипения, потому что все атомы прочно связаны вместе, образуя непрерывную трехмерную решетку или структуру.Чтобы разорвать эти связи, требуется большое количество энергии. сильные ковалентные связи удерживают атомы вместе сильные ионные связи удерживают ионы вместе

  • слабые связи между молекулами сильные связи внутри молекул Точка плавления и кипения: молекулы Простые молекулярные вещества имеют низкие точки плавления и кипения, поскольку силы, удерживающие молекулы вместе, равны слабый и легко ломаемый. Как правило, чем крупнее молекула, тем выше температура плавления и кипения.

  • Изображения типов связи

  • Ионные решетки и кристаллы Структура решетки означает, что ионное соединение образует кристалл. У этого есть плоские стороны и прямые края. Это кристаллы хлорида натрия. Все ионные соединения в твердом состоянии образуют решетки и кристаллы.

  • Covalent network

  • Трагические видео, но мне было их жалко!

  • Прогнозирование соединения

  • Верно или неверно?

  • Эксперимент с проводимостью

  • + + + ионы не могут двигаться, чтобы нести заряд - - + + - - - + + + - - + + - - - + + + - - + + - Ионы - + могут двигаться и нести заряд + + - - - + + - + - - + + - Проводимость - ионные вещества Ионные вещества не могут проводить электричество в твердом состоянии, потому что ионы связаны друг с другом в решетке.Однако в жидком (расплавленном) состоянии или растворенном состоянии ионы могут вырываться из решетки.

  • Проводимость - ковалентные вещества Вещества с ковалентной связью не проводят электричество, потому что все внешние электроны закреплены в оболочках. электроны не могут двигаться и нести заряд. Исключение составляет графит, у которого есть свободные электроны между слоями атомов углерода.

  • ионы металлов Электропроводность - металлы Металлы могут проводить электричество, потому что море делокализованных электронов между ионами металлов может свободно перемещаться в любом месте структуры.море электронов электроны могут свободно перемещаться и нести электрический заряд

  • Связь и электрическая проводимость

  • Многие ионные вещества растворяются в воде, потому что молекулы воды имеют небольшой электрический заряд и могут притягивать ионы от воды. решетки. Простые молекулярные вещества обычно нерастворимы в воде, но растворимы в таких растворителях, как бензин. Растворимость. Вещества с гигантской ковалентной или металлической структурой обычно не растворяются легко в воде или других растворителях.Это потому, что растворение требует разрыва связей, что требует много энергии.

  • Прочность Вещества с гигантской структурой обычно являются твердыми, поскольку для разрыва ионных, ковалентных и металлических связей требуется большое количество энергии. • Ионные вещества твердые, но хрупкие - при приложении силы ионы с одинаковыми зарядами собираются вместе. Они отталкивают друг друга и разрушают решетку. • Ковалентные вещества твердые, но хрупкие - ковалентные связи не изгибаются, а разрываются при приложении достаточной силы.• Графит скользкий, потому что слабые силы между слоями атомов углерода могут быть легко разрушены. • Металлы твердые, но податливые и пластичные - делокализованные электроны позволяют металлическим связям двигаться.

  • - - - - - - + + + + + + - - - - - + + + + + + - - - - - + + + + + + - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - + + + + + + Ионные решетки В ионном соединении миллионы и миллионы ионов упакованы вместе в правильную кубическую структуру, соединенную ионной решеткой. облигации.Это образует гигантскую трехмерную структуру, называемую ионной решеткой. - - - + + + - - - + + + - - - + + + - - - + + + - - - + + +

  • - - - - - - + + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + force Ионные соединения хрупкие - они разрушаются при ударе. Сила отталкивания ионных соединений. При ударе по решетке слой ионов сдвигается так, что ионы с одинаковыми зарядами выстраиваются вместе.Эти одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, тем самым расщепляя решетку.

  • сильные связи вызывают плотную упаковку слабые связи вызывают неплотную упаковку Плотность Плотность вещества зависит от типа и силы связи и от того, как расположены атомы / ионы. Гигантские вещества, особенно металлы, плотны, потому что атомы / ионы плотно упакованы вместе. Вещества с простой молекулярной структурой имеют меньшую плотность. Слабые силы между молекулами не могут плотно стянуть молекулы.

  • Верно или нет?

  • Влияние структуры на свойства

  • Глоссарий ковалентная связь - прочная связь между двумя атомами, в которой каждый атом разделяет один или несколько электронов друг с другом. Делокализованные - электроны, которые могут свободно перемещаться по структуре. В металлах они образуют «море электронов». ионная связь - сильная электростатическая сила притяжения между противоположно заряженными ионами.Гигантская структура - структура, содержащая миллионы атомов или ионов, связанных вместе. Структура распространяется в трех измерениях, пока не будут израсходованы все доступные атомы или ионы. решетка - трехмерная структура плотноупакованных атомов или ионов. металлическая связь - сильное притяжение между положительными ионами металлов и морем электронов. молекула - простая структура, содержащая два или более атомов, ковалентно связанных вместе.

  • Анаграммы

  • Влияние связи на свойства

  • Сравнение связей - командная игра

  • Тест с несколькими вариантами ответов

  • .

    Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

    Substance [ sub'-stuns ] - это материал или материя , из которой что-то сделано. Вещества - это физические предметы, которые можно увидеть, потрогать или измерить. Они состоят из одной или нескольких элементарных частей. Железо, алюминий, вода и воздух - примеры веществ.

    Пар и жидкая вода - это две разные формы одного и того же химического вещества, воды.

    Основная проблема четкого определения того, что такое субстанция, что если, например, рассматривать не только Вселенную (космос), бытие и небытие, а вообще все, то возникает вопрос, что является постоянным основным принципом (атрибут) - это основа субстанции, которая обычно состоит из всего (то есть материи, разума, чувств, пространства, души и т. д.).

    Латинское слово субстанция - это перевод греческого слова, обозначающего сущность (ousia), а с латыни для описания сущности используется слово essentia. В античной философии субстанция трактуется как субстрат, первооснова всего (например, «вода» Фалеса, «огонь» Гераклита).

    В наше время понятие вещества трактуется и широко распространяется. Первая точка зрения связана с онтологическим пониманием субстанции как конечного базового бытия (Фрэнсис Бэкон, Бенедикт Спиноза, Готфрид Вильгельм Лейбниц).Центральная категория метафизики в философии субстанция отождествляется с Богом и с природой и определяется как причина самой себя (лат. Causa sui). Основные характеристики (атрибуты) вещества от Бенедикта Спинозы - мышление и растяжка. По аналогии с философией Бенедикта Спиноза субстанция рассматривается в свете концепции Рене Декарта и Лейбница. Первая субстанция - это единство субъекта и объекта, а вторая - те же атомы, простые существа, теряющие натяжение, но получающие атрибутные устремления (фр.аппетит) и множественность. Благодаря Лейбницу вещество начинает ассоциироваться с материей.

    Вторая точка зрения на сущность - гносеологическое понимание концепции, ее возможностей и потребности в научном познании (Джон Локк, Дэвид Хьюм). Иммануил Кант считал, что закон, согласно которому любое изменение сущности событий и количества хранящихся в нем в природе остается неизменным, можно отнести к «аналогиям опыта». Георг Вильгельм Фридрих Гегель определил субстанцию ​​как целостность изменчивой, преходящей стороны вещей, как «важный шаг в развитии воли.«Для Артура Шопенгауэра субстанция - материя, для Дэвида Юма - фикция, свойства сосуществования.

    ,

    Свойства вещества: твердые тела | Живая наука

    Твердое тело - одно из трех основных состояний вещества, наряду с жидкостью и газом. Материя - это «вещество» Вселенной, атомы, молекулы и ионы, из которых состоят все физические вещества. В твердом теле эти частицы плотно упакованы вместе и не могут свободно перемещаться внутри вещества. Молекулярное движение частиц в твердом теле ограничивается очень небольшими колебаниями атомов вокруг их фиксированных положений; поэтому твердые тела имеют фиксированную форму, которую трудно изменить.Твердые тела тоже имеют определенный объем; то есть они сохраняют свой размер, как бы вы их ни пытались изменить.

    Твердые вещества делятся на две основные категории, кристаллические твердые вещества и аморфные твердые вещества, в зависимости от того, как расположены частицы.

    Кристаллические твердые вещества

    Кристаллические твердые тела или кристаллы считаются «истинными твердыми телами». Минералы представляют собой твердые кристаллические вещества. Поваренная соль является одним из примеров такого твердого вещества. В кристаллических твердых телах атомы, ионы или молекулы расположены в упорядоченном и симметричном порядке, который повторяется по всему кристаллу.Самая маленькая повторяющаяся структура твердого тела называется элементарной ячейкой, которая похожа на кирпич в стене. Элементарные ячейки объединяются, образуя сеть, называемую кристаллической решеткой. Существует 14 типов решеток, называемых решетками Браве (названных в честь Огюста Браве, французского физика 19-го века), и они подразделяются на семь кристаллических систем в зависимости от расположения атомов. На странице ChemWiki Калифорнийского университета в Дэвисе эти системы перечислены как кубические, гексагональные, тетрагональные, ромбоэдрические, орторомбические, моноклинные и триклинические.

    Помимо регулярного расположения частиц, кристаллические твердые частицы обладают рядом других характерных свойств. Обычно они несжимаемы, то есть их нельзя сжать до более мелких форм. Из-за повторяющейся геометрической структуры кристалла все связи между частицами имеют одинаковую прочность. Это означает, что кристаллическое твердое вещество будет иметь определенную температуру плавления, потому что нагревание разорвет все связи одновременно.

    Кристаллические твердые тела также обладают анизотропией .Это означает, что такие свойства, как показатель преломления (насколько свет изгибается при прохождении через вещество), проводимость (насколько хорошо он проводит электричество) и прочность на разрыв (сила, необходимая для его разрушения) будут варьироваться в зависимости от направления, с которого действует сила. применяется. Кристаллические твердые вещества также демонстрируют расщепление ; при разрыве части будут иметь строганную поверхность или прямые края.

    Типы кристаллических твердых веществ

    Существует четыре типа кристаллических твердых веществ: ионные твердые вещества, молекулярные твердые вещества, сетчатые ковалентные твердые тела и металлические твердые тела.

    Ионные твердые вещества

    Ионные соединения образуют кристаллы, которые состоят из противоположно заряженных ионов: положительно заряженного катиона и отрицательно заряженного аниона . Из-за сильного притяжения между противоположными зарядами для преодоления ионных связей требуется много энергии. Это означает, что ионные соединения имеют очень высокие температуры плавления, часто от 300 до 1000 градусов по Цельсию (от 572 до 1832 градусов по Фаренгейту).

    Хотя сами кристаллы твердые, хрупкие и непроводящие, большинство ионных соединений могут растворяться в воде, образуя раствор свободных ионов, который будет проводить электричество.Это могут быть простые бинарные соли, такие как хлорид натрия (NaCl) или поваренная соль, где один атом металлического элемента (натрия) связан с одним атомом неметаллического элемента (хлора). Они также могут состоять из многоатомных ионов, таких как NH 4 NO 3 (нитрат аммония). Многоатомные ионы - это группы атомов, которые имеют общие электроны (называемые ковалентными связями ) и функционируют в соединении, как если бы они составляли один заряженный ион.

    Молекулярные твердые тела

    Молекулярные твердые тела состоят из ковалентно связанных молекул, притягиваемых друг к другу электростатическими силами (называемыми силами Ван-дер-Ваальса, согласно веб-сайту HyperPhysics).Поскольку ковалентная связь предполагает совместное использование электронов, а не прямой перенос этих частиц, общие электроны могут проводить больше времени в электронном облаке большего атома, вызывая слабую или смещающуюся полярность. Это электростатическое притяжение между двумя полюсами (диполями) намного слабее, чем ионная или ковалентная связь, поэтому молекулярные твердые частицы имеют тенденцию быть более мягкими, чем ионные кристаллы, и имеют более низкие температуры плавления (многие будут плавиться при температуре менее 100 C или 212 F). Большинство молекулярных твердых веществ неполярны. Эти неполярные молекулярные твердые вещества не растворяются в воде, но растворяются в неполярном растворителе, таком как бензол и октан.Полярные молекулярные твердые вещества, такие как сахар, легко растворяются в воде. Молекулярные твердые вещества не проводят ток.

    Примеры твердых молекулярных веществ включают лед, сахар, галогены, такие как твердый хлор (Cl 2 ), и соединения, состоящие из галогена и водорода, такие как хлористый водород (HCl). «Бакиболлы» фуллерена также являются твердыми молекулярными телами.

    Сетчатые ковалентные твердые тела

    В сетчатых твердых телах нет отдельных молекул. Атомы ковалентно связаны в непрерывную сеть, в результате чего образуются огромные кристаллы.В сетчатом твердом теле каждый атом ковалентно связан со всеми окружающими атомами. Сетевые твердые тела имеют аналогичные свойства с ионными твердыми телами. Это очень твердые, несколько хрупкие твердые вещества с чрезвычайно высокими температурами плавления (выше 1000 ° C или 1800 ° F). В отличие от ионных соединений они не растворяются в воде и не проводят электричество.

    Примеры сетчатых тел включают алмазы, аметисты и рубины.

    Металлы представляют собой непрозрачные, блестящие твердые вещества, которые являются ковкими и пластичными.Под гибкостью подразумевается, что они мягкие, и их можно формовать или прессовать в тонкие листы, а под пластичностью - их можно вытягивать в проволоку. В металлической связи валентные электроны не передаются и не разделяются, как при ионной и ковалентной связи. Скорее, электронные облака соседних атомов перекрываются, так что электроны становятся делокализованными. Электроны относительно свободно перемещаются от одного атома к другому по всему кристаллу.

    Металл можно описать как решетку положительных катионов в «море» отрицательных электронов.Эта подвижность электронов означает, что металлы обладают высокой проводимостью тепла и электричества. Металлы, как правило, имеют высокие температуры плавления, хотя заметным исключением являются ртуть с температурой плавления минус 37,84 градусов по Фаренгейту (минус 38,8 по Цельсию) и фосфор с температурой плавления 111,2 F (44 ° C).

    Сплав - это твердая смесь металлического элемента с другим веществом. В то время как чистые металлы могут быть слишком ковкими и тяжелыми, сплавы более податливы. Бронза - это сплав меди и олова, а сталь - это сплав железа, углерода и других добавок.

    Аморфные твердые вещества

    В аморфных твердых телах (буквально «твердые тела без формы») частицы не имеют повторяющейся структуры решетки. Их еще называют «псевдотвердыми телами». Примеры аморфных твердых веществ включают стекло, резину, гели и большинство пластиков. Аморфное твердое вещество не имеет определенной температуры плавления; вместо этого он плавится постепенно в диапазоне температур, потому что связи не разрываются сразу. Это означает, что аморфное твердое вещество будет плавиться в мягкое, податливое состояние (например, воск свечи или расплавленное стекло), прежде чем полностью превратиться в жидкость.

    Аморфные твердые тела не обладают характерной симметрией, поэтому они не имеют правильных плоскостей спайности при разрезании; края могут быть изогнутыми. Их называют изотропными , потому что такие свойства, как показатель преломления, проводимость и прочность на разрыв, равны независимо от направления приложения силы.

    Дополнительные ресурсы

    .

    PPT - Свойства чистых веществ PowerPoint Presentation, скачать бесплатно

  • Свойства чистых веществ

  • Теперь обратим наше внимание на концепцию чистых веществ и представление их данных. Простая система Простая система - это система, в которой отсутствуют эффекты движения, вязкости, сдвига жидкости, капиллярности, анизотропного напряжения и внешних силовых полей. Однородное вещество. Вещество, которое имеет однородные термодинамические свойства, называется однородным.Чистое вещество Чистое вещество имеет однородный и неизменный химический состав и может существовать более чем в одной фазе. Примеры: 1. Вода (твердая, жидкая и паровая фазы) 2. Смесь жидкой воды и водяного пара 3. Двуокись углерода, CO2 4. Азот, N2 5. Смеси газов, таких как воздух, если нет изменение фазы.

  • Постулат состояния Опять же, постулат состояния для простого, чистого вещества утверждает, что состояние равновесия может быть определено путем определения любых двух независимых интенсивных свойств.PVT-поверхность для реального вещества • PVT-поверхность для вещества, сжимающегося при замораживании

  • PVT-поверхность для вещества, расширяющегося при замерзании Реальные вещества, которые легко переходят из твердой фазы в жидкую в газообразную, такие как вода, хладагент- 134a, и аммиак нельзя рассматривать как идеальные газы в целом. Давление, объем, температура или уравнение состояния для этих веществ обычно очень сложны, а термодинамические свойства даются в виде таблицы.Свойства этих веществ можно проиллюстрировать функциональным соотношением F (P, v, T) = 0, называемым уравнением состояния. Два приведенных выше рисунка иллюстрируют функцию вещества, которое сокращается при замораживании, и вещества, которое расширяется при замораживании. Кривые постоянного давления на диаграмме температура-объем показаны на Рисунке 3-11.

  • На этих рисунках показаны три области, где такое вещество, как вода, может существовать в твердом, жидком или газообразном (или пар) виде. Также эти фигуры показывают, что вещество может существовать как смесь двух фаз во время фазового перехода: твердое тело-пар, твердое тело-жидкость и жидкость-пар.Вода может существовать в области сжатой жидкости, области, где насыщенная жидкая вода и насыщенный водяной пар находятся в равновесии (называемой областью насыщения), и области перегретого пара (область твердого тела или льда не показана). Рассмотрим результаты нагрева жидкой воды от 20C, до 1 атм при постоянном давлении. Мы будем следовать процессу постоянного давления, показанному на Рисунке 3-11. Сначала поместите жидкую воду в поршневой цилиндр, где на поршень помещается фиксированный груз, чтобы давление воды всегда оставалось постоянным.Когда жидкая вода нагревается при постоянном давлении, происходят следующие события. Процесс 1-2: температура и удельный объем увеличиваются от сжатой жидкости или переохлажденной жидкости, состояние 1, до насыщенного жидкого состояния 2. В области сжатой жидкости свойства жидкости примерно равны свойствам насыщенное жидкое состояние при температуре.

  • Процесс 2-3: В состоянии 2 жидкость достигла температуры, при которой она начинает кипеть, называемой температурой насыщения, и считается, что она существует как насыщенная жидкость.Свойства в насыщенном жидком состоянии отмечены индексом f и v2 = vf. Во время фазового перехода и температура, и давление остаются постоянными (согласно Международной температурной шкале 1990 г., ITS-90, вода кипит при 99,975  100 C, когда давление составляет 1 атм или 101,325 кПа). В состоянии 3 жидкая и паровая фаза находятся в равновесии, и любая точка на линии между состояниями 2 и 3 имеет одинаковую температуру и давление.

  • Процесс 3-4: В состоянии 4 присутствует насыщенный пар, и испарение завершено.Индекс g всегда будет обозначать состояние насыщенного пара. Примечание v4 = vg. Термодинамические свойства в состоянии насыщенной жидкости и состоянии насыщенного пара приведены в Таблице A-4 как таблица температуры насыщения и Таблица A-5 как таблица давления насыщения. Эти таблицы содержат ту же информацию. В таблице A-4 температура насыщения является независимым свойством, а в таблице A-5 давление насыщения является независимым свойством. Давление насыщения - это давление, при котором происходит фазовый переход для данной температуры.В области насыщения температура и давление являются зависимыми свойствами; если один известен, то автоматически известен другой.

  • Процесс 4-5: Если нагрев при постоянном давлении будет продолжаться, температура начнет повышаться выше температуры насыщения, в данном примере 100 C, а также увеличится объем. Состояние 5 называется состоянием перегрева, потому что T5 больше, чем температура насыщения для давления, и пар не собирается конденсироваться.Термодинамические свойства воды в зоне перегретого пара находятся в таблицах перегретого пара, Таблица A-6. Этот процесс нагрева при постоянном давлении показан на следующем рисунке.

  • 99.975  Рисунок 3-11 Попробуйте повторить этот процесс для других линий постоянного давления, как показано ниже.

  • Если все состояния насыщенной жидкости соединены, устанавливается линия насыщенной жидкости . Если все состояния насыщенного пара связаны, линия насыщенного пара устанавливается.Эти две линии пересекаются в критической точке и образуют то, что часто называют «паровым куполом». Область между линией насыщенной жидкости и линией насыщенного пара называется следующими терминами: область насыщенной смеси жидкости и пара, влажная область (то есть смесь насыщенной жидкости и насыщенного пара), двухфазная область и просто область насыщения. , Обратите внимание, что тенденция температуры, следующей за линией постоянного давления, должна увеличиваться с увеличением объема, а тенденция давления, следующего за линией постоянной температуры, должна уменьшаться с увеличением объема.

  • 179,88 ° C 99,61 ° C P2 = 1000 кПа P1 = 100 кПа

  • Область слева от линии насыщенной жидкости и на ниже критической температуры называется областью сжатой жидкости. Область справа от линии насыщенного пара и выше критической температуры называется областью перегретого пара. См. Таблицу A-1 для получения данных о критических точках для выбранных веществ. Просмотрите диаграммы P-v для веществ, которые сокращаются при замораживании, и веществ, которые расширяются при замораживании, представленных на Рисунках 3-21 и 3-22.При температурах и давлениях выше критической точки фазовый переход от жидкости к пару перестает быть дискретным.

  • На рис. 3-25 показана P-T диаграмма, часто называемая фазовой диаграммой , для чистых веществ, которые сжимаются и расширяются при замораживании. Тройная точка воды составляет 0,01 ° C, 0,6117 кПа (см. Таблицу 3-3). Критическая точка воды составляет 373,95 ° C, 22,064 МПа (см. Таблицу A-1).

  • Изобразите следующие процессы на диаграмме P-T для воды (расширяется до замораживания) и приведите примеры этих процессов из вашего личного опыта.1. процесс ab: переход жидкости в пар 2. процесс cd: переход твердого тела в жидкость 3. процесс ef: переход твердого тела в пар

  • Таблицы свойств В дополнение к данным о температуре, давлении и объеме, таблицы A- С 4 по A-8 содержат данные для удельной внутренней энергии u, удельной энтальпии h и удельной энтропии s. Энтальпия представляет собой удобную группировку внутренней энергии, давления и объема и определяется выражением Энтальпия на единицу массы равна. Мы обнаружим, что энтальпия h весьма полезна при вычислении энергии массовых потоков, текущих в контрольные объемы и из них.Энтальпия также используется в балансе энергии во время процесса постоянного давления для вещества, содержащегося в закрытом поршневом цилиндре. Энтальпия выражается в единицах энергии на единицу массы, кДж / кг. Энтропия s - это свойство, определяемое вторым законом термодинамики и связанное с передачей тепла системе, деленной на температуру системы; таким образом, энтропия состоит из единиц энергии, деленной на температуру. Концепция энтропии объясняется в главах 6 и 7.

  • Таблицы насыщенной воды Поскольку температура и давление являются зависимыми свойствами с использованием фазового перехода, для области насыщения даны две таблицы.Таблица A-4 имеет температуру как независимое свойство; Таблица A-5 имеет давление как независимое свойство. Эти две таблицы содержат одинаковую информацию, и часто дается только одна таблица. Для полной таблицы A-4 последняя запись является критической точкой при 373,95 ° C. ТАБЛИЦА A-4 Таблица температуры насыщенной воды См. Следующий слайд.

  • ТАБЛИЦА A-5 Таблица давления насыщенной воды

  • Для полной таблицы A-5 последней записью является критическая точка на 22.064 МПа. Давление насыщения - это давление, при котором жидкая и паровая фазы находятся в равновесии при данной температуре. Температура насыщения - это температура, при которой жидкая и паровая фазы находятся в равновесии при заданном давлении. На рис. 3-11 состояния 2, 3 и 4 являются состояниями насыщения. Индекс fg, используемый в таблицах A-4 и A-5, относится к разнице между значением насыщенного пара и областью значений насыщенной жидкости. То есть величина hfg называется энтальпией испарения (или скрытой теплотой испарения).Он представляет собой количество энергии, необходимое для испарения единицы массы насыщенной жидкости при данной температуре или давлении. Он уменьшается с увеличением температуры или давления и становится равным нулю в критической точке.

  • Качественная смесь насыщенной жидкости и пара Теперь давайте рассмотрим процесс добавления тепла при постоянном давлении для воды, показанный на рис. 3-11. Поскольку состояние 3 представляет собой смесь насыщенной жидкости и насыщенного пара, как нам найти его на диаграмме T-v? Чтобы установить местоположение состояния 3, новый параметр, называемый качеством x, определяется как Качество равно нулю для насыщенной жидкости и единице для насыщенного пара (0 ≤ x ≤ 1).Средний удельный объем в любом состоянии 3 дается с точки зрения качества следующим образом. Рассмотрим смесь насыщенной жидкости и насыщенного пара. Жидкость имеет массу mf и занимает объем Vf. Пар имеет массу mg и занимает объем Vg.

  • Мы отмечаем Напомним определение качества x Затем обратите внимание, количество 1- x часто называют влажностью. Удельный объем насыщенной смеси становится

  • Чаще всего мы используем . Следует отметить, что значение любого экстенсивного свойства на единицу массы в области насыщения рассчитывается по уравнению, имеющему форму, аналогичную приведенной приведенного выше уравнения.Пусть Y будет любым экстенсивным свойством и пусть y будет соответствующим интенсивным свойством, Y / m, тогда член yfg представляет собой разность между насыщенным паром и насыщенной жидкостью значениями свойства y; y может быть заменен любой из переменных v, u, h или s. Мы часто используем приведенное выше уравнение для определения качества x насыщенного жидко-парового состояния. Следующее приложение называется правилом рычага:

  • Правило рычага показано на следующих рисунках. Таблица перегретой воды Вещество считается перегретым, если заданная температура выше температуры насыщения при заданном давлении.Состояние 5 на рис. 3-11 - перегретое состояние. В таблице A-6 для перегретой воды, T и P являются независимыми свойствами. Значение температуры справа от давления - это температура насыщения для давления. Первая запись в таблице - это состояние насыщенного пара при давлении.

  • Сжатая жидкая вода Таблица Вещество называется сжатой жидкостью, когда давление превышает давление насыщения для данной температуры. Теперь следует отметить, что состояние 1 на рисунке 3-11 называется состоянием сжатой жидкости, потому что давление насыщения для температуры T1 меньше, чем P1.Данные для воды в сжатом жидком состоянии можно найти в таблицах сжатых жидкостей, Таблица A-7. Таблица A-7 устроена так же, как и таблица A-6, за исключением того, что состояния насыщения являются состояниями насыщенной жидкости. Обратите внимание, что данные в Таблице A-7 начинаются с 5 МПа или 50-кратного атмосферного давления.

  • При давлениях ниже 5 МПа для воды данные примерно равны данным насыщенной жидкости при данной температуре. Мы аппроксимируем интенсивный параметр y, то есть данные v, u, h и s, поскольку энтальпия более чувствительна к изменениям давления; следовательно, при высоких давлениях энтальпия может быть приблизительно равна

  • . Для нашей работы энтальпия сжатой жидкости может быть приблизительно , аппроксимируемой таблицей насыщенных паров льда и воды. Когда температура вещества ниже температуры тройной точки, насыщенная твердая и жидкая фазы существуют в равновесии.Здесь мы определяем качество как отношение массы пара к общей массе твердого вещества и пара в насыщенной смеси твердое тело-пар. Процесс перехода непосредственно из твердой фазы в паровую называется сублимацией. Данные для насыщенного льда и водяного пара приведены в таблице A-8. В таблице A-8 термин Subl. относится к разнице между значением насыщенного пара и значением насыщенного твердого вещества.

  • Удельный объем, внутренняя энергия, энтальпия и энтропия для смеси насыщенного льда и насыщенного пара рассчитываются так же, как и для смесей насыщенной жидкости и пара.где качество x насыщенного состояния пара и льда: Как выбрать правильную таблицу. Правильную таблицу для определения термодинамических свойств реального вещества всегда можно определить путем сравнения свойств известного состояния со свойствами в области насыщения. Учитывая температуру или давление и еще одно свойство из групп v, u, h и s, используется следующая процедура. Например, если заданы давление и удельный объем, задаются три вопроса: Для данного давления

  • Ответ на один из этих вопросов должен быть утвердительным.Если ответ на первый вопрос утвердительный, состояние находится в области сжатой жидкости, и таблицы сжатых жидкостей используются для определения свойств состояния. Если ответ на второй вопрос утвердительный, состояние находится в области насыщения, и для определения свойств используется таблица температуры насыщения или таблица давления насыщения. Затем рассчитывается качество, которое используется для расчета других свойств u, h и s. Если ответ на третий вопрос положительный, состояние находится в зоне перегрева, и таблицы перегретых объектов используются для поиска других свойств.Некоторые столы не всегда могут отдавать внутреннюю энергию. Если его нет в списке, внутренняя энергия рассчитывается на основе определения энтальпии как

  • Пример 2-1 Найдите внутреннюю энергию воды в заданных состояниях для 7 МПа и нанесите на график состояний Tv, Pv, и PT-диаграммы.

  • P Steam CP 7 МПа Тройная точка 0,01 285,8 373,95 T C

  • 1.P = 7 МПа, сухой насыщенный или насыщенный пар Используя таблицу A-5, найдите состояние 1 на телевизоре, Диаграммы Pv и PT.2. P = 7 МПа, влажная насыщенная или насыщенная жидкость С помощью таблицы A-5 найдите состояние 2 на диаграммах T-v, P-v и P-T. 3. Влажность = 5%, P = 7 МПа, пусть влажность будет y, определена как

  • , тогда качество и, используя Таблицу A-5, обратите внимание, что мы могли бы использовать состояние Locate 3 на телевизоре, Pv , и PT-диаграммы. 4. P = 7 МПа, T = 600 ° C. Для P = 7 МПа таблица A-5 дает Tsat = 285,83 ° C. Поскольку 600C> Tsat для этого давления, состояние перегретое. Используйте Таблицу A-6.

  • Найдите состояние 4 на диаграммах T-v, P-v и P-T. 5.P = 7 МПа, T = 100C По таблице A-4, при T = 100C, Psat = 0,10142 МПа. Поскольку P> Psat, состояние сжатое жидкое. Приблизительное решение: Решение с использованием Таблицы A-7: Мы выполняем линейную интерполяцию, чтобы получить значение при 100C. (Мы продемонстрируем, как выполнить линейную интерполяцию для этой задачи, даже если можно было бы точно оценить ответ.) P МПа u кДж / кг 5 417,65 7 u =? 10 416,23

  • Схема интерполяции называется «отношением соответствующих разностей».”Используя приведенную выше таблицу, составьте следующие соотношения. Найдите состояние 5 на диаграммах T-v, P-v и P-T. 6. P = 7 МПа, T = 460 ° C. Поскольку 460 ° C> Tsat = 385,83 ° C при P = 7 МПа, состояние перегретое. Используя Таблицу A-6, мы выполняем линейную интерполяцию для вычисления u. T C u кДж / кг 450 2979,0 460 u =? 500 3074,3 Используя приведенную выше таблицу, сформируйте следующие отношения.

  • Найдите состояние 6 на диаграммах T-v, P-v и P-T. Пример 2-2. Определите энтальпию 1,5 кг воды, содержащейся в объеме 1.2 м3 при 200 кПа. Напомним, нам нужны два независимых, интенсивных свойства, чтобы указать состояние простого вещества. Давление P - одно интенсивное свойство, а удельный объем - другое. Поэтому рассчитываем удельный объем. Используя таблицу A-5 при P = 200 кПа,

  • T v vf = 0,001061 м3 / кг, vg = 0,8858 м3 / кг. Теперь найдите это состояние на диаграмме T-v. Мы видим, что состояние находится в двухфазной области или в области насыщения. Итак, мы должны сначала найти качество x.

  • Затем, Пример 2-3. Определите внутреннюю энергию хладагента-134a при температуре 0 ° C и качестве 60%.Используя таблицу A-11, для T = 0 ° C, uf = 51,63 кДж / кг ug = 230,16 кДж / кг

  • P v затем, Пример 2-4. Рассмотрим закрытый жесткий контейнер с водой, показанный ниже. Давление 700 кПа, масса насыщенной жидкости 1,78 кг, масса насыщенного пара 0,22 кг. К воде добавляют тепло, пока давление не возрастет до 8 МПа. Найдите конечную температуру, энтальпию и внутреннюю энергию воды. Уровень жидкости повышается или понижается? Изобразите этот процесс на диаграмме P-v относительно линий насыщения и критической точки.мг, Вг Сб. Vapor mf, Vf Sat. Liquid

  • Давайте представим процедуру решения, которой мы будем следовать на протяжении всего курса. Подобный метод решения подробно обсуждается в главе 1. Система: замкнутая система, состоящая из воды, заключенной в резервуар Соотношение свойств: Таблицы пара Процесс: объем постоянный (жесткий контейнер) Для закрытой системы общая масса постоянна, и поскольку процесс представляет собой процесс, в котором объем постоянен, средний удельный объем насыщенной смеси во время процесса задается или. Теперь, чтобы найти v1, вспомним, что в двухфазной области в состоянии 1

  • Затем при P = 700 кПа Состояние 2 определяется: P2 = 8 МПа, v2 = 0.031 м3 / кг при 8 МПа = 8000 кПа, vf = 0,001384 м3 / кг vg = 0,02352 м3 / кг при 8 МПа, v2 = 0,031 м3 / кг.

  • Следовательно, Состояние 2 перегрето. Интерполяция в таблицах перегрева при 8 МПа, v = 0,031 м3 / кг дает T2 = 361 C h3 = 3024 кДж / кг u2 = 2776 кДж / кг Поскольку состояние 2 - перегрев, уровень жидкости падает. Дополнительная проблема Что произошло бы с уровнем жидкости в последнем примере, если бы удельный объем составлял 0,001 м3 / кг, а давление было 8 МПа?

  • Уравнения состояния Связь между переменными состояния, температурой, давлением и удельным объемом называется уравнением состояния.Рассмотрим теперь уравнение состояния паровой или газовой фазы простых сжимаемых веществ. Идеальный газ Основываясь на нашем опыте в химии и физике, мы напоминаем, что комбинация законов Бойля и Чарльза для газов при низком давлении приводит к уравнению состояния идеального газа, где R - константа пропорциональности, которая называется газовой постоянной. и принимает разные значения для каждого газа. Если газ подчиняется этому соотношению, он называется идеальным газом. Мы часто записываем это уравнение как

  • Газовая постоянная для идеальных газов связана с универсальной газовой постоянной , действительной для всех веществ, через молярную массу (или молекулярную массу).Пусть Ru - универсальная газовая постоянная. Тогда масса m связана с молями N вещества через молекулярную массу или молярную массу M, см. Таблицу A-1. Молярная масса представляет собой отношение массы к молям и имеет одно и то же значение независимо от системы единиц. Так как 1 кмоль = 1000 гмоль или 1000 грамм-моль и 1 кг = 1000 г, 1 кмоль воздуха имеет массу 28,97 кг или 28 970 граммов. Уравнение состояния идеального газа можно записать несколькими способами.

  • P = абсолютное давление в МПа или кПа = молярный удельный объем в м3 / кмоль T = абсолютная температура в К, Ru = 8.314 кДж / (кмольК) Здесь Некоторые значения универсальной газовой постоянной: Универсальная газовая постоянная, Ru 8,314 кДж / (кмольК) 8,314 кПам3 / (кмольК) 1,986 БТЕ / (фунтмольК) 1545 футов Lbf / (lbmolR) 10,73 psiaft3 / (lbmolR)

  • Уравнение состояния идеального газа может быть получено из основных принципов , если предположить 1. Межмолекулярные силы малы. 2. Объем, занимаемый частицами, невелик. Пример 2-5. Определите конкретную газовую постоянную для воздуха и водорода.

  • Уравнение состояния идеального газа используется, когда (1) давление мало по сравнению с критическим давлением или (2) когда температура вдвое превышает критическую температуру, а давление меньше, чем в 10 раз критического давления. ,Критическая точка - это состояние, при котором происходит мгновенный переход вещества из жидкой фазы в паровую. Данные о критических точках приведены в таблице A-1.

  • Полезное соотношение идеального газа: Закон комбинированного газа Путем написания уравнения идеального газа дважды для фиксированной массы и упрощения, свойства идеального газа в двух разных состояниях связаны соотношением или Но газовая постоянная равна ( заполните бланк), поэтому

  • .

    Смотрите также