Efect Joule-Thomson
variația temperaturii gazului în lent curgătoare sub o cădere de presiune constantă prin reactor - un obstacol local, în fluxul de gaz (un capilar, o membrană poroasă sau o supapă dispusă în conducta de la traseul de curgere). Fluxul de gaz prin clapeta de accelerație trebuie să aibă loc fără schimbarea căldurii gazului cu mediul înconjurător (adiabatic).
D. - T. e. a fost descoperit și cercetat de către oamenii de știință englezi J. Joule (vezi Joule) și W. Thomson în 1852-62. În experimentele lui Joule și Thomson, temperatura a fost măsurată în două secțiuni succesive ale unui flux de gaz continuu și staționar (până la și după accelerație, figura 1). frecare gaz semnificative în accelerația (dop cu pori mici de bumbac) realizat din viteza de curgere a gazului este neglijabilă, astfel încât energia cinetică a strangulării de curgere a fost foarte mic și aproape nu sa schimbat. Datorită conductivității termice scăzute a pereților conductei și a clapetei de accelerație nu a existat schimb de căldură între gaz și mediul extern. La scaderea presiunii pe acceleratie Δp = p1 - p2. de 1 atmosferă (1,01.10 5 N / m 2), diferența de temperatură măsurată = T2 AT - T1 a fost aer - 0,25 ° C (experiment realizat la temperatura camerei). Pentru dioxidul de carbon și hidrogen în aceleași condiții, ΔT a fost, respectiv, -1,25 și + 0,02 ° C.
D. - T. e. Se numește de obicei pozitiv dacă gazul este răcit în timpul reglării (ΔT 0).
Conform teoriei moleculare-cinetice a structurii materiei, D.-T. indică prezența forțelor intermoleculare în gaz (detectarea acestor forțe a fost scopul experimentelor lui Joule și Thomson). Într-adevăr, cu atracția reciprocă a moleculelor, energia internă (U) a gazului include atât energia cinetică a moleculelor, cât și energia potențială a interacțiunii lor. Extinderea gazului într-o izolare de putere nu alterează energia sa internă, ci conduce la o creștere a energiei potențiale de interacțiune moleculare (ca distanța dintre ele crește) datorită cinetice. Ca urmare, mișcarea termică a moleculelor va încetini, temperatura gazului de expandare va scădea. De fapt, procesele care conduc la D.-T. mai dificil, pentru că gazul nu este izolat energetic din mediul extern. Funcționeză externă (următoarea porțiune de gaz spre dreapta pedalei de accelerație, aproape precedent) și rămase de la pedala de accelerație de către forțele de gaze funcționează presiunea externă (sprijinirea fluxului de staționare). Aceasta este luată în considerare la compilarea balanței energetice în experimentele Joule-Thomson. Lucrarea de împingere printr-un șuierat a unei porțiuni a gazului, care ocupă până la volumul clapetei V1. este egal cu p1 V1. Aceeași porțiune de gaz, ocupând volumul volumului V2. efectuează munca p2 V2. Munca externă rezultată A = p1 V1 - p2 V2 asupra gazului poate fi pozitivă sau negativă. În condiții adiabatice, se poate trece numai la schimbarea energiei interne a gazului: A = U2 - U1. Prin urmare, cunoscând ecuația stării gazului și expresia pentru U., se poate găsi ΔT.
Amploarea și semnul lui D. - T. e. sunt determinate de relația dintre funcționarea gazului și funcționarea forțelor de presiune externe și, de asemenea, de proprietățile gazului propriu-zis, în special dimensiunea moleculelor sale.
Pentru un gaz ideal, moleculele cărora sunt considerate puncte materiale care nu interacționează unul cu altul, D.-T. este egal cu zero.
În funcție de condițiile de presiune, același gaz poate fi încălzit și răcit. Temperatura la care (pentru o presiune dată) diferența ΔT. trecând prin valoarea zero, își schimbă semnul, se numește temperatura inversării. O curbă tipică a dependenței temperaturii de inversiune de presiune este prezentată în Fig. 2. Curba de inversiune separă setul de stări de gaz, în tranziția dintre care se răcește, din stările între care se încălzește. Valorile temperaturilor superioare de inversiune (Ti, max, figura 2) pentru un anumit număr de gaze sunt prezentate în tabel.
D. - T. e. caracterizată prin valori mici ale ΔT la presiuni diferențiale mici Δp. se numesc diferențiale. La scurgeri mari de presiune la accelerație, temperatura gazului poate varia semnificativ. De exemplu, cu o presiune de la 200 la 1 atmosferă și o temperatură inițială de 17 ° C, aerul este răcit cu 35 ° C. Acest efect integrat reprezintă baza pentru majoritatea proceselor tehnice ale gazelor de lichefiere (vezi lichefierea gazelor).
REFERINȚE Landau, LD, Akhiezer, AI, Lifshits, EM, Curs de fizică generală. Mecanica si fizica moleculara, M. 1965; Landau LD Lifshits, EM Fizica statistică, Moscova 1964 (Fizica teoretică, vol. 5); Sommerfeld A. Termodinamica și fizica statistică, Per. cu el. M. 1955; Leontovich MA Introducere în termodinamică, ed. 2 M. - L. 1952.
Vedeți ce efect "Joule-Thomson" se află în alte dicționare:
JOULLEY-THOMPSON EFFECT - (efect Joule Kelvin), o scădere a temperaturii care apare atunci când un gaz curge printr-o gaură mică într-o zonă de joasă presiune. Acest lucru se datorează faptului că gazul trebuie să reziste forțelor intermoleculare la ieșire. În acest sens, principiul se bazează ... ... Dicționarul encyclopedic științific și tehnic
Joule-Thomson - Joule Thompson, a se vedea efectul Joule Thompson ... Știință și Tehnologie dicționarul enciclopedic.
Efectul de piele - (de pe pielea engleza, piele) (efect de suprafata), atenuarea ela. magnet. unde acestea penetrează în interiorul mediului conducător, ca rezultat al cornului, de exemplu. AC. curentul pe conductor sau secțiunea AC. magnet. flux de-a lungul secțiunii circuitului magnetic ... ... Enciclopedie fizică
efect de piele - (. Engl pielea de pe piele, coajă) Un efect de suprafață de amortizare a undelor electromagnetice, deoarece acestea pătrund mai adânc în mediul care efectuează, în care, de exemplu, un curent alternativ pe secțiunea conductorului sau fluxul magnetic alternativ ... ... Mare sovietic Encyclopedia
TOMCOHA EFFECT - adăugați. generarea sau absorbția căldurii (în plus față de căldura eliberată în conformitate cu legea Joule Lenz) pe măsură ce curentul trece prin conductor, există o scădere a temperaturii în croc. Cantitatea de căldură este proporțională cu diferența de curent și diferența de temperatură. W. Predicted ... ... Știința naturii. Dicționar encyclopedic
URSS. Științe naturale - matematică Cercetarea științifică în domeniul matematicii a început în Rusia din secolul al XVIII-lea. când membrii Academiei de Științe din Sankt Petersburg erau L. Euler, D. Bernoulli și alți savanți din Europa de Vest. În conformitate cu planul lui Petru I academicieni străini ... ... Marea enciclopedie sovietică
Medicina - Medicina I Medicina este un sistem de cunostinte stiintifice si activitati practice, al caror scopuri sunt intarirea si conservarea sanatatii, prelungirea vietii oamenilor, prevenirea si tratarea bolilor umane. Pentru a îndeplini aceste sarcini, M. studiază structura și ... ... Enciclopedia medicală
FIZICĂ - (din natura fizică antică a Greciei). Anticii numesc fizica orice studiu al lumii înconjurătoare și fenomenele naturii. Această înțelegere a termenului de fizică a supraviețuit până la sfârșitul secolului al XVII-lea. Mai târziu, au apărut o serie de discipline speciale: chimie, investigarea proprietăților ... ... Enciclopedia din Collier
Electrotermia - (de la căldură și căldură de la Electro și Grecia) a aplicat știința despre procesele de transformare a energiei electrice în energie termică; ramura de inginerie electrică, care realizează proiectarea, fabricarea și funcționarea instalațiilor electrotermice ... ... Marea Enciclopedie Sovietică
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: