|
|
 |
Именно поэтому он и назван автоматическим.
Кроме системы пневматического торможения на самом локомотиве сжатый воздух
используется в системе, обеспечивающей подсыпку песка из бункеров к точкам
контакта колеса с рельсом на трудных участках пути, а так же при трогании
состава с места (песок позволяет увеличить сцепление колеса с рельсом). В
вагоне поезда избыточное по сравнению с атмосферным давление, создаваемое
кондиционерами, тоже находит применение: оно препятствует проникновению в вагон
пыли и слишком тёплого (или слишком холодного) воздуха извне. Расчеты систем, в
которых используется сжатый воздух, обычно основываются на предположении, что
сам воздух является идеальным газом. Но ведь воздух - это смесь различных
газов: азота, кислорода, углекислого газа и др. Можно ли считать идеальным
газом каждую из компонентов этой смеси? Как правило, это можно делать, и общее
давление воздуха оказывается равно сумме давлений, создаваемых каждым из газов
в отдельности (сумме порциальных давлений р
1, р
2 и т.д.).
Р=р1+р2+…
Этот
закон носит название Дальтона и применяется для подсчёта давления, создаваемого
смесью газов, которое может содержать любое число компонентов. Однако, среди
газов, входящих в состав воздуха, есть и такие, которые даже при вполне обычных
условиях могут вести себя не как идеальные, т.е. закон Менделеева - Клапейрона
для которых выполняется лишь в определённых пределах. Пример такого газа –
пары воды.
Чем
отличается реальный газ от идеальной модели? Во-первых, размерами его молекул
уже больше нельзя пренебрегать, и приходится учитывать, что сами молекулы
занимают определённую часть объёма всего сосуда, в котором находится газ.
Во-вторых, существенным оказывается и взаимодействие отдельных молекул при их
приближении на некоторое расстояние друг к другу. Всё это приводит к тому, что
при температуре ниже критической, сжимая реальный газ, можно вызвать его
конденсацию: сначала часть газа, а затем и весь он превратится в жидкость.
Можно поступить и иначе – не сжимать газ, а уменьшить его температуру. В этом
случае, начиная с некоторой температуры
|
|
 |
(для паров она носит название точки росы), газ
тоже начнёт превращаться в жидкость. Подобное явление часто наблюдается в
природе: при похолодании часть влаги из воздуха конденсируется в виде росы на
деревьях, траве и т.д. Конденсируется она и на рельсах, что вовсе не
желательно. Тонкая водная плёнка, оказавшись в месте контакта колеса с рельсом,
играет роль смазки, снижая силу тяги локомотива. От того, влажные рельсы или
нет, зависит максимальный вес состава, который сможет вести локомотив, а
поэтому при формировании поезда на станции приходится учитывать и погодные
условия. Но не нужно думать, что «реальность» газов – это только вредное
свойство. Во-первых, переход жидкости в газ (пар) или наоборот – это фазовый
период, который имеет чрезвычайно важное практическое значение. Во-вторых,
будучи сжатым, газ занимает гораздо меньше места, а значит, его гораздо удобнее
накапливать и перевозить. Именно так и поступают со многими газообразными веществами:
аммиаком, хлором, газами углеводорода (пентаном, пропаном и т.д.), их перевозят
в сжиженном состоянии в специальных цистернах под повышенным давлением (чтобы
они не перешли в газообразное состояние). А для уменьшения нагрева и испарения
под действием солнечных лучей на такие цистерны монтируют добавочную теневую
защиту – дополнительные стальные листы, охватывающие верхнюю часть цистерны.
Давление и температура – параметры, характеризующие состояние газа – количество
громадного числа частиц в целом. Бессмысленно говорить о температуре одной
молекулы. Но если молекул много, то оказывается, температура связана со средней
кинетической энергией W
к
хаотического движения молекул. Так, для идеального газа, состоящего из
отдельных атомов,
W
к=(3/2)кТ
