или
p1/p2=T1/T2.
Итак, изохорический процесс подчиняется закону Шарля: при постоянной массе газа и неизменном объеме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре. Закон Менделеева – Клайперона позволяет описать многие процессы, происходящие в газе. Представим себе, что по железной дороге движется цистерна соляной кислоты. Сама кислота – жидкость, но в верхней части цистерны скапливаются её пары. При транспортировке кислоты корпус цистерны нагревается под лучами солнца, и испарение жидкости увеличивается (т.е. возрастает масса газа в верхней части цистерны). Цистерна закрыта герметической крышкой с тем, чтобы пары не выходили наружу в окружающую среду. Поскольку объём полости, в которой скапливается, меняется мало (V=const), то это означает, что в цистерне начнёт возрастать давление р. Но повышение давления выше допустимого может привести к аварии! Именно поэтому, цистерны, предназначенные для перевозки некоторых видов газов, приходится снабжать специальными предохранительными клапанами, срабатывающими (в зависимости от типа газа) при давлении 0,07 - 2,0МПа. Если возникает чрезвычайная ситуация, давление паров в цистерне превысит контрольное значение – клапан сработает и выпустит часть газа. Тот факт, что давление и объём входят в уравнение Менделеева – Клапейрона в виде произведения означает, что при неизменных m и Т уменьшение одного из этих параметров неизбежно приводит к увеличению другого. Если уменьшить объём, в котором при постоянной температуре содержится данная масса газа, то его молекулы начнут чаще сталкиваться со стенками (площадь которых при уменьшении объёма тоже сокращается). В результате возрастает и средняя сила F, действующая со стороны молекул на стенки сосуда, а значит – и давление р. Сжимая газ, мы повышаем давление. Этот процесс используется в различного вида пневматических устройствах – амортизаторах, автомобильных и велосипедных шинах и т.д. по действию такие амортизаторы сходны с обычными пружинами, чем сильнее сжимается эластичная камера с газом, воздухом, тем больше становится сила, препятствующая сжатию. Между прочим, и использование пневматических шин на локомотивах - совсем не экзотика. На морских паромах, совершающих рейсы по маршруту Ильичевск - Варна и перевозящих железнодорожные вагоны из СНГ в Болгарию и обратно, работают маневровые тепловозы, снабженные не только обычными колёсными парами, но и колесами с пневматическими шинами. Достаточно машинисту включить специальное устройство, железнодорожные колеса поднимутся, и локомотив сможет ездить как автомобиль, переезжая с одного из 13 уложенных на пароме рельсовых путей на другой. Использование газов, находящихся при повышенном давлении, - давняя практика железных дорог. Одно из первых применений сжатый воздух нашел, например, в системах пневматического торможения поездов. Различают два основных типа таких тормозов. Первый называется прямодействующим неавтоматическим и устанавливается на локомотивах. Чтобы затормозить поезд, машинист поворачивает кран на пульте управления локомотива, и тотчас же сжатый воздух из специального (главного) резервуара, куда он был закачан под большим давлением при помощи компрессора, подастся в тормозную магистраль воздухопровода (рисунок 7). По магистрали воздух под повышенным давлением попадает в тормозные цилиндры, где заставляет перемещаться поршень, который через систему рычагов управляет тормозной колодкой. Т.е., если в систему подаётся воздух под повышенным давлением, то колодка прижимается к колесу, если кран перевести в другое положение (соединить тормозную магистраль с атмосферой), давление в ней упадет и торможение прекратится. При всей своей простоте эта система не очень удобна, поскольку любые утечки воздуха в тормозной магистрали могут привести к тому, что тормоз не сработает. Именно поэтому на пассажирских вагонах устанавливают тормоза другого типа - непрямые автоматические. К тормозной магистрали такой системы подсоединены воздухораспределитель с подвижной заслонкой и запасной резервуар со сжатым воздухом (рисунок 6), которые размещаются под днищем вагона. Если машинист подаёт в систему воздух из главного резервуара, то он, попадая в воздухораспределитель, отодвигает заслонку. Главный резервуар со сжатым воздухом, перекрывающий при этом участок магистрали, идущий к тормозному цилиндру, затем выходит в атмосферу. Кроме того, он частично пополняет запас сжатого воздуха в запасном резервуаре. Если же подача воздуха из главного резервуара прекращается (или воздух начинает выходить в атмосферу из-за поломки тормозной магистрали за долго до воздухораспределителя), то тогда в работу "вступает'' сжатый воздух из запасного резервуара. Под его воздействием заслонка в воздухораспределителе сдвигается в другую сторону (ведь с противоположной стороны давление теперь только атмосферное), и воздух под повышенным давлением начинает поступать в тормозные цилиндры. Т.е., достаточно возникнуть аварийной ситуации - утечка воздуха в магистрали, тянущейся от локомотива к вагону, и тормоз автоматически сработает.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.