Большая энциклопедия онлайн
Джоуля — Томсона эффект, изменение температуры газа

Джоуля - Томсона эффект

Джо'уля — То'мсона эффе'кт, изменение температуры газа в результате медленного протекания его под действием постоянного перепада давления сквозь дроссель — местное препятствие потоку газа (капилляр, вентиль или пористую перегородку, расположенную в трубе на пути потока). Течение газа сквозь дроссель (дросселирование) должно происходить без теплообмена газа с окружающей средой (адиабатически).

  Д. — Т. э. был обнаружен и исследован английским учёными Дж. Джоулем и У. Томсоном в 1852—62. В опытах Джоуля и Томсона измерялась температура в двух последовательных сечениях непрерывного и стационарного потока газа (до дросселя и за ним, рис. 1 ). Значительное трение газа в дросселе (мелкопористой пробке из ваты) делало скорость газового потока ничтожно малой, так что при дросселировании кинетическая энергия потока была очень мала и практически не менялась. Благодаря низкой теплопроводности стенок трубы и дросселя теплообмен между газом и внешней средой отсутствовал. При перепаде давления на дросселе Dp = p1р2, равном 1 атмосфере (1,01?105 н/м2), измеренная разность температур DT = T2T1 для воздуха составила — 0,25°С (опыт проводился при комнатной температуре). Для углекислого газа и водорода в тех же условиях DТ оказалась, соответственно, равной -1,25 и +0,02°С.

  Д. — Т. э. принято называть положительным, если газ в процессе дросселирования охлаждается (DТ < 0), и отрицательным, если газ нагревается (DТ > 0).

  Согласно молекулярно-кинетической теории строения вещества, Д. — Т. э. свидетельствует о наличии в газе сил межмолекулярного взаимодействия (обнаружение этих сил было целью опытов Джоуля и Томсона). Действительно, при взаимном притяжении молекул внутренняя энергия (U) газа включает как кинетическую энергию молекул, так и потенциальную энергию их взаимодействия. Расширение газа в условиях энергетической изоляции не меняет его внутренней энергии, но приводит к росту потенциальной энергии взаимодействия молекул (поскольку расстояния между ними увеличиваются) за счёт кинетической. В результате тепловое движение молекул замедлится, температура расширяющегося газа будет понижаться. В действительности процессы, приводящие к Д. — Т. э., сложнее, т.к. газ не изолирован энергетически от внешней среды. Он совершает внешнюю работу (последующие порции газа, справа от дросселя, теснят предыдущие), а слева от дросселя над самим газом совершают работу силы внешнего давления (поддерживающие стационарность потока). Это учитывается при составлении энергетического баланса в опытах Джоуля — Томсона. Работа продавливания через дроссель порции газа, занимающей до дросселя объём V1, равна p1V1. Эта же порция газа, занимая за дросселем объём V2, совершает работу p2V2. Проделанная над газом результирующая внешняя работа A = p1V1p2V2 может быть как положительная, так и отрицательная. В адиабатических условиях она может пойти только на изменение внутренней энергии газа: A = U2U1. Отсюда, зная уравнение состояния газа и выражение для U, можно найти DT.

  Величина и знак Д. — Т. э. определяются соотношением между работой газа и работой сил внешнего давления, а также свойствами самого газа, в частности размером его молекул.

  Для идеального газа, молекулы которого рассматриваются как материальные точки, не взаимодействующие между собой, Д. — Т. э. равен нулю.

  В зависимости от условий дросселирования один и тот же газ может как нагреваться, так и охлаждаться. Температура, при которой (для данного давления) разность DT, проходя через нулевое значение, меняет свой знак, называется температурой инверсии Д. — Т. э. Типичная кривая зависимости температуры инверсии от давления показана на рис. 2. Кривая инверсии отделяет совокупность состояний газа, при переходе между которыми он охлаждается, от состояний, между которыми он нагревается. Значения верхних температур инверсии (Ti, max, рис. 2 ) для ряда газов приведены в таблице.

  Д. — Т. э., характеризуемый малыми значениями DT при малых перепадах давления Dр, называют дифференциальным. При больших перепадах давления на дросселе температура газа может изменяться значительно. Например, при дросселировании от 200 до 1 атмосферы и начальной температуре 17°С воздух охлаждается на 35°С. Этот интегральный эффект положен в основу большинства технических процессов сжижения газов.

  Лит.: Ландау Л. Д., Ахиезер А. И., Лифшиц Е. М., Курс общей физики. Механика и молекулярная физика, М., 1965; Ландау Л. Д., Лифшиц, Е. М., Статистическая физика, М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5); Зоммерфельд А., Термодинамика и статистическая физика, пер. с нем., М., 1955; Леонтович М. А., Введение в термодинамику, 2 изд., М. — Л., 1952.

  И. А. Яковлев.



Газ СО2 Ar N2 H2 He Воздух
Ti, max, K 1500 723 621 202 50 603


Большая 
Советская Энциклопедия (ДЖ)

Рис. 2. Кривая инверсии азота. В пределах кривой эффект Джоуля — Томсона положителен (DT < 0), вне кривой — отрицателен (DТ > 0). Для точек на самой кривой эффект равен нулю.

Большая 
Советская Энциклопедия (ДЖ)

Рис. 1. Схема опыта Джоуля — Томсона. В теплоизолированной трубке создаётся стационарный проток газа. После прохождения газа через дроссель его давление p, уд. объём V и температура Т изменяются.

источник: Большая Советская Энциклопедия

Искать информацию по запросу: Джоуля на eBay аукцион * на аукционе EnterCenter * в магазине Озоне
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Lot of 10 Vintage Old Antique Hardcover Books - Mixed Color - Random/Unsorted

$33.50
End Date: Tuesday May-21-2019 11:14:30 PDT
Buy It Now for only: $33.50
|
HP Lovecraft H.P. The Complete Fiction Works Collection Book Necronomicon Tales

$28.95
End Date: Sunday May-12-2019 10:36:25 PDT
Buy It Now for only: $28.95
|
Lot of 10 Antique Collectible Vintage Old Rare Hard To Find Books *MIX UNSORTED*

$21.99
End Date: Friday May-3-2019 9:41:32 PDT
Buy It Now for only: $21.99
|
Lot of 10 Antique Vintage Books All Hardcover Rare Old Mixed Unsorted Decorative

$19.95
End Date: Tuesday Apr-30-2019 7:29:48 PDT
Buy It Now for only: $19.95
|
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search Results from «Озон» Энциклопедии
 
Энциклопедический словарь (комплект из 3 книг)
Энциклопедический словарь (комплект из 3 книг)
Москва, 1953 год. Издательство "Большая советская энциклопедия".
Издательские переплеты. Сохранность хорошая.
Под редакцией Б. А. Введенского.
Назначение Энциклопедического Словаря - дать самое краткое объяснение понятий и терминов и некоторые важнейшие справочные данные по вопросам, возникающим при чтении книг, журналов, газет, в связи с прослушанными лекциями, докладами и т. п.
Словарь включает около 40000 статей. Большое место в Словаре занимают справки об исторических событиях, о союзных и автономных республиках, краях, областях и городах СССР, зарубежных странах, об отраслях науки и техники, о политических деятелях и деятелях науки, литературы, искусства. Значительная часть статей содержит объяснение научных терминов из области философии, экономики, естествознания, медицины и других отраслей знания.
Том 1. А-Й
Том 2. К-Праща
Том 3. Пращур-Яя...

Цена:
659 руб

 Новая Российская энциклопедия. В 12 томах. Том 3(1)  Беар-Брун
Новая Российская энциклопедия. В 12 томах. Том 3(1) Беар-Брун
Новая Российская энциклопедия - фундаментальное универсальное справочно-информационное издание, представляющее читателям картину мира, отражающую современное состояние научного знания. В энциклопедии будет опубликовано св. 60 тысяч статей, в том числе около 30 тысяч биографий, более 15 тысяч иллюстраций, карт, диаграмм, схем и таблиц. Новая Российская энциклопедия ориентирована на широкие круги читателей: от школьников и студентов до специалистов по различным отраслям знания, деятелей культуры, политиков, предпринимателей....

Цена:
3128 руб

 Новая Российская энциклопедия. В 12 томах. Том 16 (2). Токоферолы - Ульские
Новая Российская энциклопедия. В 12 томах. Том 16 (2). Токоферолы - Ульские
Новая Российская энциклопедия (НРЭ) - фундаментальное универсальное справочно-информационное издание, представляющее читателям картину мира, отражающую современное состояние научного знания.
Алфавитную часть энциклопедии открывает второй том. Всего в энциклопедии будет опубликовано свыше 60 тысяч статей, в т.ч. около 30 тысячи биографий, более 10 тысячи иллюстраций, карт, диаграмм, схем и таблиц.

Новая Российская энциклопедия ориентирована на широкие круги читателей: от школьников и студентов до специалистов по различным отраслям знаний, деятелей культуры, политиков, предпринимателей....

Цена:
3069 руб

Гениальные изобретатели Inventive Genius
Гениальные изобретатели
Колесо, проекты великого Леонардо, смертоносное детище пацифиста Нобеля - и улучшенные мышеловки и ловушки для глистов, очки для курятника и овощи-портреты - об этих великих и курьезных изобретениях и их авторах рассказывается в этой книге....

Цена:
379 руб

Украинский советский энциклопедический словарь в трех томах. Том 1
Украинский советский энциклопедический словарь в трех томах. Том 1
Второе, дополненное и переработанное, издание Украинского Советского Энциклопедического Словаря (УСЭС) в трёх томах содержит свыше 40 тыс. статей и является фактически краткой универсальной энциклопедией. Его материалы охватывают все основные области общественно-политической жизни, экономики, науки, техники, литературы, искусства.
Издание информирует о зарубежных странах, новых формах их политического, экономического и научно-технического сотрудничества, о развитии социалистической экономической интеграции, содержит материалы о всех государствах планеты.
Широкий круг статей в новом издании УСЭС связан с важнейшими направлениями научно-технического прогресса, комплексной механизацией и автоматизацией производства, агропромышленным комплексом, с проблемами охраны природы и рационального природопользования.
Значительное место занимают статьи о Украине. Представлены материалы о её природных условиях и ресурсах, истории, достижениях в экономике, науке и культуре.
Значительная часть статей — биографические, в частности о выдающихся представителях науки и культуры, о политических деятелях отечественной и мировой истории.
В каждом томе помещено свыше 3700 внутритекстовых иллюстраций и карт и около 700 цветных иллюстраций и карт на вклейках....

Цена:
667 руб

Здоровье женщины. Полная энциклопедия Выгодная цена!
Здоровье женщины. Полная энциклопедия
В этой книге затронуты самые разные проблемы, так или иначе касающиеся женского здоровья. Это особенности развития и возрастные критические состояния, физиология и психология половой жизни, подготовка к материнству и борьба с бесплодием. Отдельно затронуты психологические аспекты жизни женщины в современном мире.
Большое внимание уделено заболеваниям, которым подвержен женский организм, а также инфекционным болезням, передающимся половым путем....

Цена:
120 руб

100 великих россиян
100 великих россиян
В книге `100 великих россиян` собраны жизнеописания самых выдающихся сынов русской земли - от князя Олега и Ивана Калиты до Георгия Жукова и Михаила Булгакова. Оригинальное построение книги, тысячелетний исторический охват, авторское осмысление вклада великих россиян в достижения России привлекут внимание читателей, интересующихся историей Отечества....

Цена:
201 руб

Encyclopedia of the Human Brain, Four-Volume Set, (комплект из 4 книг)
Encyclopedia of the Human Brain, Four-Volume Set, (комплект из 4 книг)
Encyclopedia of the Human Brain, Four-Volume Set,...

Цена:
202900 руб

 Новая Российская энциклопедия. В 12 томах. Том 6(2). Зелена-Гура - Интоксикация
Новая Российская энциклопедия. В 12 томах. Том 6(2). Зелена-Гура - Интоксикация
Фундаментальное универсальное справочно-информационное издание, представляющее читателям картину мира, отражающую современное состояние научного знания.

Энциклопедия ориентирована на широкие круги читателей: от школьников и студентов до специалистов по различным отраслям знаний, деятелей культуры, политиков, предпринимателей....

Цена:
2309 руб

100 великих казней
100 великих казней
В широком смысле казнь является высшей мерой наказания. Казни могли быть как относительно легкими, когда жертва умирала мгновенно, так и мучительными, рассчитанными на долгие страдания. Во все века казни были самым надежным средством подавления и террора. Правда, известны примеры, когда пришедшие к власти милосердные правители на протяжении долгих лет не казнили преступников.
Часто казни превращались в своего рода зрелища, собиравшие толпы зрителей. На этих кровавых спектаклях важна была буквально каждая деталь: происхождение преступника, его былые заслуги, тяжесть вины и т.д.
О самых знаменитых казнях в истории человечества рассказывает очередная книга серии....

Цена:
250 руб

2007 Copyright © EduSPB.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Угостить администратора сайта, чашечкой кофе *https://paypal.me/peterlife
Rambler's Top100 Яндекс цитирования Яндекс.Метрика