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

46631. Устойчивость функционирования объектов экономики 23.45 KB
  На устойчивость работы объекта экономики в ЧС влияют: надежность защиты работающих от поражающих факторов; способность объекта противостоять в определенной степени поражающим факторам; защищенность объекта от вторичных поражающих факторов пожаров взрывов заражений СДЯВ затоплений; надежность системы снабжения всем необходимым для производства продукции сырьем топливом электроэнергией водой и т.; устойчивость и непрерывность управления производством; подготовленность объекта к ведению спасательных и неотложных...
46632. Кабинет изобразительного искусства, требования к нему и его роль в учебно-познавательном процессе 23.5 KB
  2Несколько групп требований: санитарно гигиенич полосвещениемебель; худож эстетич стилевое единство оформления; Отражение содержание учебного предмета материал технич оснащение; Учебн оборудование наличие технич средств обучения Практический Нагл Словесн Работа с книгой Видео метод Опыт Упражнение Учебнопро изводитель ный труд Иллюстрация Демонстрация Наблюдения учащихся Объяснение Разъяснение Рассказ Беседа Инструктаж Лекция Дискуссия Диспут Чтение Изучение Реферирование Беглый просмотр Цитирование Изложение Составление плана...
46634. Вияв антонімії, паронімії та омонімії в різностильових текстах 23.5 KB
  Антоніми це слова однієї й тієї ж частини мови із протилежними лексичними значеннями. Омоніми слова однакові за формою але різні за лексичним значенням. Омоніми бувають повними слова однієї й тієї ж частини мови що в усіх граматичних формах мають однакове звучання та написання коса сплетене волосся коса сільськогосподарське знаряддя коса мілина на ріці та в морі; часткові у деяких формах відрізняються вити пововчому вити гніздо але виє пововчому і в'є гніздо. Також омоніми поділяють на омографи слова...
46635. Синтаксичні конструкції в різностильових текстах 23.5 KB
  Словосполучення і речення це синтаксичні конструкції. Прості речення вживаються в усіх стилях мовлення. Однак стилістичного забарвлення вони набувають залежно від способів вираження членів речення інтонації порядку слів тощо. Яскравого стилістичного забарвлення набувають речення де в ролі підмета виступають прислівник дієслово частка вигук: Немає слово як полин гірке.
46636. Правила оформлення наукової роботи: структура, нумерація, ілюстративний матеріал, загальні правила цитування й покликання на використані джерела, оформлення бібліографічного опису 23.5 KB
  Правила оформлення наукової роботи: структура нумерація ілюстративний матеріал загальні правила цитування й покликання на використані джерела оформлення бібліографічного опису. Структура наукової роботи досить своєрідна. Після нього повинен бути зміст на якому вказується структура наукової роботи. Власне наукова робота починається із вступу в якому вказується актуальність теми мету дослідження завдання роботи теоретичне та практичне значення дослідження тощо.
46637. Традиційні формули звертання в діловому та науковому стилях 23.5 KB
  Традиційні формули звертання в діловому та науковому стилях. Звертання найяскравіший і часто вживаний вид мовленнєвого етикету. Вибір звертання значною мірою залежить від тональності спілкування. В офіційному здебільшого усному спілкуванні послуговуються цим звертанням у поєднанні з прізвищем або назвою особи за фахом чи родом діяльності напр.
46639. Quite and rather 23.5 KB
  Мы часто употребляем quite в позитивных ситуациях, а rather в негативных: She is quite intelligent but rather lazy. Когда мы употребляем rather с позитивными словами