задача (по уравнению Менделеева–Клапейрона)

[alalmel]

Здравствуйте уважаемые!

Прошу помочь разобраться со следующей задачкой:

Закрытая система представляет собой сосуд с поршнем по разные стороны которого находятся различные газы.
Вопрос: при нагревании всей системы будет ли наблюдаться смещение поршня в сторону газа с меньшим коэффициентом расширения ?

Чисто интуитивно, кажется, что вроде бы должно иметь место смещение, но составив уравнения ничего не выходит.

[alalmel]

Прошу прощения, но в первом сообщении не получилось добавить изображение (рисунок к задачке).

Привожу его здесь (см.приложение)

[Pyotr]

Если температуры газа в сосудах будут одинаковы, то нет.

[alalmel]

Спасибо за ответ!

[alalmel]

Прошу еще раз обратить внимание на задачу данной темы с учетом изменившихся условий.

Что если вместо "газа Б" (см.рисунок во втором сообщении) будет находится жидкость?

Законы и, соответственно, интенсивность изменения давления при изменении температуры для жидкости и газа различаются. Таким образом, возможно ли подобрать такие вещества (жидкость/газ), при которых поршень будет смещаться в сторону газа (грубо говоря жидкость передавит газ)?

[Pyotr]

Source of the post
Прошу еще раз обратить внимание на задачу данной темы с учетом изменившихся условий.

Что если вместо "газа Б" (см.рисунок во втором сообщении) будет находится жидкость?

Законы и, соответственно, интенсивность изменения давления при изменении температуры для жидкости и газа различаются. Таким образом, возможно ли подобрать такие вещества (жидкость/газ), при которых поршень будет смещаться в сторону газа (грубо говоря жидкость передавит газ)?

Это где такие задачи дают, или сами придумали? Говоря о жидкости, следует иметь в виду наличие у нее насыщенного пара.

[alalmel]

Задача придумана коллегами по работе, и частично касается нашей деятельности, вот и пытаемся разобраться, но мы не физики, а прикладники.

Предположим, что жидкость на 100% занимает весь объем со своей стороны от поршня.

Пытались рассмотреть задачу поэтапно:
1. Подводим теплоту только к газу (Тжидкости=Const).
Т.к. жидкость практически не сжимаемая до определенных граничных условий, то возможным микроскопическим смещением поршня принебрегаем.

2. Потом подводим то же количество теплоты к жидкости.
И вот здесь вопрос: кто-кого пересилит в битве, или же будет ничья и равновесие системы не сместится?

PS эта тема частично связана с другой темой мною созданной на этом форуме - "Полимеры, сжимающиеся при нагреве". Ищем способ снижения объема при нагреве, предлагались еще термобиметаллы.

[Pyotr]

Source of the post
Задача придумана коллегами по работе, вот и пытаемся разобраться между делом, вместо перекура.

Предположим, что жидкость на 100% занимает весь объем со своей стороны от поршня.

Пытались рассмотреть задачу поэтапно:
1. Подводим теплоту только к газу (Тжидкости=Const).
Т.к. жидкость практически не сжимаемая до определенных граничных условий, то возможным микроскопическим смещением поршня принебрегаем.

2. Потом подводим то же количество теплоты к жидкости.
И вот здесь вопрос: кто-кого пересилит в битве, или же будет ничья и равновесие системы не сместится?

Решение существенно зависит от того, находится ли жидкость в состоянии насыщения (по давлению газа и температуре жидкости), или нет. В первом случае (для простоты, вода, атмосферное давление, температура 100 С) "пересилит" жидкость за счет испарения ее части, во втором случае будет ничья.

[alalmel]

Температура насыщения возрастает с ростом давления. И смещение поршня будет происходить еще до начала испарения жидкости и до состояния насыщения.
Таким образом, для большего изменения объема при небольшом значении delta T системы лучше брать жидкость с меньшей температурой кипения.

При дальнейшем повышении температуры может иметь место как испарение жидкости, так и конденсация газа. И что быстрее произойдет так же зависит от свойств используемых веществ.

Правильно ли я рассуждаю?

[Pyotr]

Source of the post
Температура насыщения возрастает с ростом давления. И смещение поршня будет происходить еще до начала испарения жидкости и до состояния насыщения.
Таким образом, для большего изменения объема при небольшом значении delta T системы лучше брать жидкость с меньшей температурой кипения.

При дальнейшем повышении температуры может иметь место как испарение жидкости, так и конденсация газа. И что быстрее произойдет так же зависит от свойств используемых веществ.

Правильно ли я рассуждаю?

Нет. Наклон линии насыщения в координатах р-Т много выше наклона изохоры в газе, поэтому при одинаковой температуре газа и жидкости, последняя "пересилит" всегда.