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

40544. Лексико-семантическая система языка, ее организация и особенность изменения. Фразеологизмы 12.09 KB
  Слова любого языка – упорядоченное явление. Система основана на разных типах отношений между словами: экстралингвистические факторы машина велосипед – агрегаты для перемещения внутрилингистическое единство. Важные лексические группировки слов: тематические группы слов семантические поля – на основе экстралингвистических связей. Гипоним – слово обозначающее подчиненное понятие Гипероним – слово обозначающее более общее понятие.
40545. Словосочетание как единица синтаксиса. Классификация словосочетаний по разным признакам 13.29 KB
  Словосочетание – типовое соединение словоформ синтаксическая конструкция которая образуется соединением двух или более знаменательных слов на основе подчинительной связи. По виду связи: согласование – вид подчинительной связи при котором форма зависимого слова повторяет форму стержневого проявляет те же грамматические категории. управление – вид подчинительной связи при котором форма зависимого компонента определяется свойствами главного слова. примыкание – вид подчинительной связи при котором не используются специальные средства...
40546. Грамматическая форма, грамматическое значение и грамматическая категория как основные понятия морфологии 11.58 KB
  Грамматическая форма грамматическое значение и грамматическая категория как основные понятия морфологии. Грамматическое значение – общее отвлеченное свойственное многим словам значение в отличие от лексического относит данную словоформу к определенному грамматическому классу. Каждая морфема несет какоелибо грамматическое значение. Стол’икам Стол’ – корень передает вещественное значение.
40547. Язык как общественное явление. Природа языка в трактовке основных лингвистических школ 14.39 KB
  Природа языка в трактовке основных лингвистических школ. Подходы к рассмотрению вопроса: Существует непосредственная связь между возникновением языка и обществом см. Существуют различные взгляды на характеристику связей между развитием языка и развитием общества: язык развивается вслед изменениями в обществе французская социологическая школа – Ф. у языка свои законы развития Еже Курилович.
40548. Учение о фонеме Московской и Пражской фонологических школ. Фонематическая транскрипция 13.93 KB
  Фонематическая транскрипция. Фонема – минимальный компонент морфемы существует и реализуется только в морфеме. Соотношение фонемы и звука: фонема проявляется в виде вариантов – в виде звуков в сильной или слабой позиции. Но не все морфемы можно проверить = гиперфонема – функциональная единица выступает в позициях нейтрализации которую невозможно поставить в сильную позицию.
40550. Артикуляторный аспект фонетики. Строение и функции речевого аппарата. Артикуляционная база языка 11.1 KB
  Органы речи – те органы которые участвуют в образовании звуков речи. Органы речи делятся на: дыхательные органы – легкие бронхи трахея. Все органы речи делятся на: активные и пассивные.
40551. Звук и фонема. Учение о фонеме Ленинградской фонологической школы 25 KB
  Звук и фонема. Звук и фонема. Термин фонема ввели представители Казанской ФШ Бодуэн де Куртэне 8090 гг. Фонема – звукэталон – тип который служит для различия форм слов.