Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الطاقة الداخلية والمحتوى الحراري للغاز المثالي

الطاقة الداخلية والمحتوى الحراري للغاز المثالي

1845
  • James Prescott Joule
Laboratory apparatus for measuring internal energy and enthalpy of a perfect gas in thermodynamics.

(صورة توضيحية فقط)

لـ الغاز المثاليالطاقة الداخلية (U) والمحتوى الحراري (H) دالتان لدرجة الحرارة فقط. وتُعطى تغيراتهما بالعلاقتين التاليتين: ΔU = m c_v ΔT و ΔH = m c_p ΔT، حيث c_v و c_p هما الحرارتان النوعيتان عند ثبات الحجم. ضغط، على التوالي، ويفترض أنها ثابتة.

يُعدّ مبدأ اعتماد الطاقة الداخلية للغاز المثالي على درجة حرارته فقط حجر الزاوية في نموذج الغاز المثالي. وقد أثبت جيمس بريسكوت جول ذلك تجريبيًا في تجاربه على التمدد. بالنسبة للغاز المثالي، تُساوي الطاقة الداخلية مجموع الطاقات الحركية لجزيئاته المكونة له. وبما أن درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط ​​الطاقة الحركية، فإن الطاقة الداخلية دالة في درجة الحرارة. يُبسّط نموذج الغاز المثالي هذا الأمر أكثر بافتراض علاقة خطية من خلال ثبات السعة الحرارية النوعية عند ثبات الحجم، c_v. وبالتالي، فإن التغير في الطاقة الداخلية النوعية هو Δu = c_v ΔT.

المحتوى الحراري (H) هو الديناميكية الحرارية يُعرَّف الجهد الكهربائي بأنه [latex]H = U + PV[/latex]. بالنسبة للغاز المثالي، باستخدام قانون الغاز المثالي (PV = nRT)، تصبح معادلة المحتوى الحراري H = U(T) + nRT، وهي دالة لدرجة الحرارة فقط. وبالمثل، يُعطى التغير في المحتوى الحراري النوعي بالعلاقة Δh = c_p ΔT، حيث c_p هي الحرارة النوعية الثابتة عند ضغط ثابت. يُعد هذا التبسيط بالغ الأهمية في الهندسة، إذ يسمح بحساب تغيرات الطاقة في عمليات مثل الانضغاط والتمدد والتسخين بسهولة دون الحاجة إلى جداول أو معادلات حالة معقدة، مما يُشكل أساسًا لتحليل المحركات والثلاجات ومحطات توليد الطاقة.

UNESCO Nomenclature: 2212
– Thermodynamics

يكتب

Theoretical Model

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • first law of thermodynamics
  • تجربة تمدد جول
  • مفهوم الطاقة الداخلية
  • مثالي gas law
  • تعريف المحتوى الحراري

التطبيقات

  • تحليل الدورات الديناميكية الحرارية (على سبيل المثال، برايتون، أوتو)
  • حساب انتقال الحرارة في أنظمة الغاز
  • تصميم المبادلات الحرارية
  • نمذجة توربينات الغاز والمحركات النفاثة
  • chemical process الهندسة لحسابات توازن الطاقة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • برنامج تدقيق الطاقة في الوقت الفعلي لأفران الغاز الصناعية
  • control systems for cryogenic gas liquefaction that optimize energy consumption
  • خوارزميات الصيانة التنبؤية لضواغط الغاز بناءً على الأداء الحراري
  • أدوات محاكاة لتصميم أنظمة تبريد أكثر كفاءة لمحركات الاحتراق الداخلي
  • أنظمة إدارة حرارية على الشريحة لأجهزة استشعار الغاز على نطاق صغير
  • نماذج ديناميكية لتحسين محطات الطاقة ذات الدورة المشتركة
  • software for calculating the البصمة الكربونية of industrial heating processes
  • النمذجة الديناميكية الحرارية المتقدمة للحماية الحرارية للمركبات الأسرع من الصوت
  • تطوير دورات تبريد جديدة باستخدام مخاليط غازية غير قياسية
  • التصميم الآلي لمولدات البخار لاستعادة الحرارة
Related to: internal energy, enthalpy, الغاز المثالي, Joule’s first law, specific heat, temperature, thermodynamics, energy balance, heat transfer, thermodynamic cycles.

السياق التاريخي

الطاقة الداخلية والمحتوى الحراري للغاز المثالي

1835
1838
1841
1845
1850
1850
1850
1834
1836
1839-01-01
1842
1847
1850
1850
1850

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.