20237

Ефект Джоуля-Томсона

Доклад

Физика

Ефект ДжоуляТомсона Ефект ДжоуляТомсона це зміна температури газу в результаті адіабатичного дроселювання постійне протікання газу під дією постійного перепаду тиску газів крізь пористу перегородку яка розміщена на шляху потоку. В дослідах Джоуля і Томсона вимірювалась температура в двох послідовних перерізах неперервного і стаціонарного потоках газу до дроселя та за ним. Дійсно при взаємному притяганні молекул внутрішня енергія газу включає як кінетичну енергію молекул так і потенціальну енергію їх взаємодії. Робота...

Украинкский

2013-07-25

88.5 KB

5 чел.

21.Ефект Джоуля-Томсона

Ефект Джоуля-Томсона – це зміна температури газу в результаті адіабатичного „дроселювання” – постійне протікання газу під дією постійного перепаду тиску газів крізь пористу перегородку, яка розміщена на шляху потоку.

В дослідах Джоуля і Томсона вимірювалась температура в двох послідовних перерізах неперервного і стаціонарного потоках газу (до дроселя та за ним). Завдяки низькій теплопровідності стінок труби та дроселя теплообмін між газом і зовнішнім середовищем був відсутній.

Ефект Джоуля-Томсона прийнято називати додатнім, якщо газ в процесі дроселювання охолоджується (), і від’ємним, якщо газ нагрівається ().

Згідно мол-кінет. теорії будови речовини, ефект Джоуля-Томсона (ДТ), свідчить про існування в газі сил міжмолекулярної взаємодії (знаходження цих сил і було метою дослідження ДТ). Дійсно, при взаємному притяганні молекул внутрішня енергія газу включає як кінетичну енергію  молекул так і  потенціальну енергію їх взаємодії.

      Опишемо цей процес.

Газ, що знаходиться під тиском Р1 , стаціонарним чином переводиться в посудину, де тиск Р2. Стаціонарність означає, що Р1, Р2const ( цього можна досягнути, за рахунок поршнів, які задвигаються або видвигаються).

Газ теплоізольований від зовнішнього середовища: . Підкреслимо, що процес ДТ є незворотнім, що видно вже з наявності перегородки з маленькими отворами. Робота продавлювання через дросель порції газу, що займав до дроселя об’єм , дорівнює . Ця ж порція газу, яка займає за дроселем об’єм , здійснює роботу .

Пророблена над газом результуюча зовнішня робота  в адіабатичних умовах () може піти лише на зміну  його внутрішньої енергії:

;  (ентальпія)

- процес ДТ – це ізоентальпійний процес (Н-const)

(1)

; ; ;

(2) ;  :    

 

- для ідеального газу, молекули якого розглядаються як матеріальні точки, що не взаємодіють між собою, ефект ДТ =0 ніякої зміни Т не спостерігається (бо ). Для неід.газу, наприклад ВдВ: {} . Якщо,  то - нагрівання газу;

якщо , то - охолодження газу ( бо різниця тисків менша нуля).

Щоб відбувалося охолодження газу, треба

Для прикладу: крива інверсії азоту. В межах кривої ефект ДТ додатній, зовні кривої  - від’ємний. Для точок на самій кривій ефект рівний нулю.

Температура Ті при якій  (для даного тиску) різниця , яка проходить через нульове значення, змінює свій знак називається температурою інверсії ефекту ДТ. Крива інверсії  розділяє сукупність станів газу на такі сукупності при переході між яким, він охолоджується і на такі між якими він нагрівається.

При великих перепадах тиску на дроселі температура газу може дуже сильно змінюватися. Наприклад, при дроселюванні  від 200 до 1 атм і початковій температурі 170 С повітря охолоджується на 350 С. Тому ефект ДТ покладений в основу багатьох технологічних способів зниження газів.


Пориста перегородка

P1

V1

2

V2

Т

Р

N2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39178. ТЕОРІЯ ПРОГРАМНИХ АЛГЕБР КОМПОЗИЦІЙНОГО ТИПУ ТА ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ 3.84 MB
  Перераховані стилі виділяють певний (звичайно, дуже важливий, але один з багатьох) аспект та уточнюють саме його. Так, у структурному програмуванні це каталогізація методів побудови програм, у функціональному – опис програм системами функціональних рівнянь, у логічному – визначення програм специфікаціями певних формальних мов, як правило, першого порядку, в об‘єктно-орієнтованому (модульному) – трактування розмаїтості даних
39179. ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ ПЕДАГОГА В СИСТЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ 1.06 MB
  Другой проблемой на сегодняшний день является тот факт, что большинство педагогов российских школ сами имеют достаточно низкий уровень информационной компетентности. Особенно эта проблема актуальна для сельских школ и тех мест, где внедрение современных телекоммуникационных и информационных технологий только началось. Нередки ситуации, когда в школе уже появилась современная вычислительная техника, но используются она только в качестве печатной машинки с расширенными возможностями, так как учителя не обладают достаточными навыками и умениями для того, чтобы использовать эту технику в образовательном процессе.
39181. Проблемы и перспективы привлечения банковских ресурсов в условиях посткризисного развития экономики Республики Казахстан 1.21 MB
  1 Экономическое содержание банковских ресурсов1.2 Собственный капитал и его роль в формировании банковских ресурсов1.3 Формы привлечения ресурсов банками их модификация в условиях усиления конкуренции на финансовом рынке2 Анализ формирования ресурсов банков второго уровня Республики Казахстан в условиях современного мирового финансового кризиса 2.
39183. Агроекологія 542.5 KB
  Назвати основні типи ерозії, дати оцінку шкідливості ерозійних процесів, та способи запобігання ерозії, які придатні для землеробства України
39184. Анализ технологии подготовки валанжинского газа на УКПГ- 1В Ямбургского месторождения 2.05 MB
  Промысловая подготовка газа на УКПГ-1В производится с применением процесса низкотемпературной абсорбции (НТА) при давлении 5,5-6,5 МПа и температуре минус 25°С, что обеспечивает качество газа согласно требованиям ОСТ 5 1.40-93 - температуру точки росы по влаге и углеводородам не выше минус 25°С, максимально полное извлечение углеводородов С3+, круглогодичное поддержание температуры газа и конденсата на выходе с УКПГ-1В на уровне минус 2°С для предотвращения протаивания многолетнемерзлых грунтов в зоне прокладки трубопровода.
39185. Классификация компьютеров 201 KB
  1 По времени создания компьютеры подразделяют на поколения первое второе третье и четвертое которые характеризуются степенью развития аппаратных и программных средств. Компьютеры первого поколения относятся к середине 40х и концу 50х гг. Компьютеры второго поколения относятся к концу 50х и середине 60х гг. Компьютеры третьего поколения относятся к периоду с середины 60х по середину 70х гг.
39186. Конституционное право государств Европы 1.47 MB
  Нормативная база деятельности Государственных советов 166 Определение статуса Государственного совета по конституции 166 3. Конституционные нормы о полномочиях властных структур в период военного положения 205 Приложение 208 Проект Конституции Европейского Союза229 структура содержание краткие комментарии 208 I. Книга позволяет узнать как конституции этих стран в условиях рыночной экономики регулируют вопросы собственности государственное планирование финансы государства и экологическую охрану общества. Эти конституции отвергают...