Главная | Обратная связь

Эффект Джоуля-Томсона

Рассмотрим процесс адиабатного проникновения реального газа через пористую перегородку, имеющий большое значение в технике получения низких температур и снижения газов. Явление изменения температуры реального газа при его адиабатном расширении дросселированием от одного постоянного давления к другому называется эффектом Джоуля-Томсона.

 

 

Цилиндр M и пористая перегородка L адиабатически изолирует газ.

вследствие гидродинамического сопротивления перегородки.

Если - эффект положителен.

- эффект отрицателен.

Согласно первому началу термодинамики: где А₁₂ – работа газа.

Ясно, что поскольку для левого объема работа газа отрицательна, а для правого положительна.

Учитывая это:

Пусть дросселируется 1 моль газа Ван-дер-Ваальса:

Рассмотрим следующие случаи:

а) Если и имеем отрицательный эффект Джоуля-Томсона

- прирост потенциальной энергии взаимодействия молекул

б) Если , но либо эффект Джоуля-Томсона положителен.

Температура, соответствующая нулевому эффекту Джоуля-Томсона называется температурой инверсии.

Для идеального газа:

Свойства жидкости

Объемные свойства жидкостей

1. СЖИМАЕМОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ

Коэффициентом сжимаемости называют:

Ясно, что для идеальных газов при постоянной температуре:

У жидкостей сжимаемость очень мала по сравнению с газами, что хорошо видно из изотермы Ван-дер-Ваальса. Из опыта получено, что для жидкостей

Эмпирическим путем для коэффициента сжимаемости жидкости получено:

, где А – функция, возрастающая с увеличением температуры.

Из формулы следует подтверждение экспериментальным фактам увеличение коэффициента сжимаемости с ростом температуры и уменьшения давления.

2. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ЖИДКОСТИ

Тепловое расширение характеризуется коэффициентом объемного расширения:

Для идеальных газов У жидкости коэффициент объемного расширения значительно меньше жидкостей.

Большинство жидкостей при повышении температуры увеличивает свой объем. Вода отличается аномалией: при температурах от 0⁰С до 4⁰С повышение температуры вызывает уменьшение объема – при 4⁰С вода обладает максимальной плотностью.