Джоуля—Томсона идеальный

Постоянство энтальпии при дросселировании соответствует в случае идеального газа и постоянству температуры, т. е. дросселирование идеального газа протекает при постоянной температуре. При дросселировании реальных газов обычно происходит понижение температуры. Это явление называется дроссельным эффектом (эффектом Джоуля—Томсона). Дроссельный эффект считается положительным, если при дросселировании газ охлаждается, и отрицательным, если газ нагревается. [c.526]

Поведение реальных газов при дросселировании отличается от поведения газов идеальных. В 1852 г. опытами Джоуля и Томсона было обнаружено явление, получившее название эффекта Джоуля—Томсона и состоящее в том, что у реальных газов при дросселировании температура не остается постоянной, а уменьшается или увеличивается в зависимости от природы и начальных параметров газа. [c.141]

Использование эффекта Джоуля — Томсона позволяет существенно понизить температуру газа, если перепад давления при дросселировании велик, например давление газа снижается от 20-10 н/м (200 ат) до 9,81-10 н/ж (1 ат). Значительно большее понижение температуры газа достигается при его расширении в детандере с совершением внешней работы. Однако для получения очень низких температур, соответствующих началу сжижения газа, обычно не применяют циклов, основанных только на принципе р ширения газа в детандере. Это объясняется тем, что когда реальный газ находится при температурах, близких к температуре сжижения, его поведение сильно отклоняется от законов идеальных газов. Объем газа резко уменьшается, например, при —140 °С он составляет лишь V4 объема, который занимал бы идеальный газ, и способность газа к расширению резко падает. Кроме того, в условиях начала сжижения [c.671]

Джоуля—Томсона эффект Изменение т-ры газа при стационарном адиабатич. протекании его через пористую перегородку. Д.-Т.э. — один из осн. способов получения низких т-р при адиабатич. расширении газов. Для идеальных газов эффект равен нулю. [c.69]

У идеального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы температура изменяться не должна, но у реального газа при его расширении преодолевается взаимное притяжение соседних молекул, возникающее вследствие действия межмолекулярных сил. На это затрачивается внутренняя энергия газа, и в результате происходит охлаждение это эффект Джоуля — Томсона. Так как отклонение газов от идеального состояния тем значительнее, чем больше давление и ниже температура, то и охлаждение тем сильнее, чем больше разность давлений (до и после расширения) и ниже температура. Однако снижение температуры относительно невелико (0,1—0,3°С на каждую атмосферу снижаемого давления). Значительно бЬль-шее охлаждение достигается при расширении с совершением внешней работы в специальных машинах-детандерах. Охлаждение происходит почти исключительно за счет совершения работы и лишь в небольшой степени за счет дросселирования. В массивных поршневых детандерах, работающих подобно паровым машинам, вследствие их низкого коэффициента полезного действия приходится сжимать воздух до давления 2-10 н/м . В 1938 г. академик П. Л. Капица разработал конструкцию компактного турбодетандера, который работает по принципу реактивной паровой турбины с высокой производительностью и с к. п. д. до 0,83, что позволило снизить начальное давление ежа- [c.217]

Дифференциальный эффект Джоуля—Томсона (величина a ) характеризует интенсивность изменения температуры в этом процессе. 0 изменение температуры является следствием затраты работы на преодоление сил межмолекулярных внутренних связей. Очевидно, что в идеальном газе, где отсутствует взаимодействие молекул, этого эффекта наблюдаться не должно. Действительно, из уравнения ри = RT получаем [c.17]

Джоуля-Томсона (дифференциальный коэффициент дросселирования), смысл которого состоит в следующем если флюид адиабатически (без теплообмена с окружающей средой) преодолевает гидравлическое сопротивление и из области с давлением р перетекает в область с давлением р 6р, то температура в нем увеличивается на 6Т= Ьр. Такой процесс называется идеальным дроссельным, энтальпия при этом сохраняется. Таким образом, по определению [c.320]

Хорошо известно, что сжатый газ охлаждается при расширении — например, воздух, выходящий из велосипедной камеры, в теплый день может показаться даже освежающим. Джоуль и Томсон (лорд Кельвин) проводили тщательные измерения изменения температуры газов при их расширении в теплоизолированной камере. Схема подобного опыта изображена на рис. 9.12, где показано, что газ расширяется, переходя из левой камеры в правую через пористую перегородку. Эти исследования показали, что большинство газов охлаждаются гораздо больше, чем этого можно было ожидать по степени их расширения. Для характеристики этого свойства газов используется коэффициент Джоуля — Томсона ц, представляющий собой отношение изменения температуры газа к изменению его давления при условии, что в процессе этого изменения не происходит теплообмена газа с окружающей средой. Значения коэффициента Джоуля—Томсона установлены для многих газов. Например, для СО2 при комнатной температуре и давлении 1 атм коэффициент ц равен приблизительно 1,ГС/атм. Для большинства газов коэффициент ц имеет положительное значение, однако для водорода при температурах вьппе — 80°С он отрицателен, а это означает, что при расширении газа происходит его нагревание. Температура, при которой коэффициент ц для данного реального газа становится равным нулю, называется температурой инверсии этого газа. Для идеального газа ц = О при любых температурах. Таким образом, коэффициент Джоуля—Томсона является мерой отклонения реального газа от идеального поведения, если судить по зависимости его охлаждения от расширения. [c.162]

Это уравнение показывает, что для идеального газа (так как в этом случае а = 1/Т) 7=0. Эффект Джоуля — Томсона, следовательно, связан с отклонением от идеаль- [c.130]

Из уравиении состояния реальных газов следует, ч ю для них (в отличие от идеальных газов) в зависимости от температуры и давления значения ру пНТ. В технике глубокого охлаждения используются свойства реальных газов для получения дроссельного эффекта (эффект Джоуля—Томсона). [c.737]

Термодинамическая эффективность процесса дросселирования, характеризуемая величиной изоэнтропийного КЦЦ, равна нулю. Охлаждение газа происходит только за счет.того, что его свойства при термобарических параметрах разрабатываемого месторождения отличаются от свойств идеального газа, и коэффициент Джоуля-Томсона имеет положительное значение. С точки зрения практической реализации это наиболее простой процесс. Он осуществляется посредством таких устройств как штуцер, вентиль, задвижка, эжектор и т.п. Это является основным и единственным преимуществом процесса изоэнтальпийного расширения газа. [c.4]

На основе измерений и вычислений летучести реальных газов были определены по формуле (10.12) и сопоставлены с эффектами Джоуля — Томсона энтальпии Н молекулярного взаимодействия в газах. Оказалось, что отношение этих величин к критической температуре Тк вещества для ряда газов приблизительно одинаково зависит от приведенной температуры т и от приведенного давления я. Усредняя эту характеристику отступления реальных газов от идеальности, Хоуген и Ватсон построили диаграмму, [c.340]

Идеальный газ при расширении без совершения внешней работы сохраняет температуру постоянной, однако реальные газы отклоняются от этой закономерности, чем и пользуются для целей глубокого охлаждения. При обычных температурах и не очень высоких давлениях газы, за исключением водорода и гелия, охлаждаются при дросселировании (положительный эффект Джоуля-Томсона). [c.36]

Л. 1. Если газ не является идеальным, то только часть энергии, приобретенной во время сжатия, проявляется как тепловая энергия остальная энергия запасается в виде потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия. (Ср. с эффектом Джоуля-Томсона.) Если же в системе имеется еще и пружина, то часть энергии запасается в виде механической энергии пружины. [c.291]

Коэфициент Джоуля — Томсона р. является функцией состояния газа. Интегрирование уравнения (97, гл. III) приводит к выражению для конечного перепада температуры АТ, получающегося в результате расширения при конечном перепаде давления. АТ будет называться интегральным эффектом Джоуля — Томсона или просто эффектом Джоуля — Томсона. Для идеальных газов определение правой части уравнения (97, гл. Ш) по уравнению pv = RT приводит в результате к jt — Oi ). Так как должно быть равно [c.355]

Сущность эффекта Джоуля-Томсона заключается в изменении температуры реального газа, проходящего через дроссель-отверстие из области высшего давления в область низшего давления (рис. 250). Если в левой камере находится идеальный газ [c.557]

В момент дросселирования газа (при прохождении его через вентиль-дроссель) давление понижается и газ расширяется. Температура идеального газа остается постоянной, но для всех реальных газов при дросселировании температура изменяется. Данное явление обусловлено присущей реальным газам большей пли меньшей сжимаемости по сравнению с идеальным га- ом. Оно было впервые установлено английскими учеными Джоулем и Томсоном (Кельвином) в 1852 г. и с тех 1ор известно в физике под названием аффекта Джоуля—Томсона. [c.49]

Ньютон и Додж [176] с большим успехом применили уравнение (75) в семи случаях расчета эффекта Джоуля—Томсона. Они также предложили видоизмененное уравнение, которое можно использовать в тех случаях, если более низкое давление значительно выше 1 атм, принимая во внимание, что уравнение (75) ограничено такими случаями, когда газ при низком давлении можно считать идеальным. [c.362]

При этих условиях газ вследствие расширения охлаждается на 96° С. С другой стороны, если бы тот же самый газ (конечно, не идеальный) расширялся бы необратимо по способу Джоуля — Томсона, то [c.362]

Рассмотрим эффект Джоуля — Томсона при дросселировании идеального газа и газа, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса. В случае идеального газа [c.119]

Следовательно, при адиабатическом дросселировании идеального газа эффект Джоуля — Томсона не обнаруживается. Этого и следовало ожидать, так как эффект отражает влияние сил взаимодействия между молекулами газа, а эти силы у идеального газа отсутствуют. [c.119]

Между молекулами действуют силы притяжения, влияние которых нарушается тепловым движением. Последнее стремится отделить одну молекулу от другой и перевести их в газообразную фазу. При обыкновенных условиях междумолекулярные силы притяжения в газах настолько незначительны, что очень слабо сказываются на их свойствах. Однако с уменьшением междумолекулярных расстояний эти так называемые силы Ван-дер-Ваальса становятся все более значительными, вызывая отклонения от идеальных газовых законов и возникновение эффекта Джоуля — Томсона. Изменяясь обратно пропорционально шестой степени расстояния между молекулами, в отличие от электростатических (кулоновских) сил, которые изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния, силы Ван-дер-Ваальса действуют вследствие этого на гораздо более коротких расстояниях. [c.239]

Для идеального газа эффект Джоуля-Томсона равен нулю и поэтому [c.39]

Эффект Джоуля — Томсона. Согласно кинетической теории газов кинетическая энергия молекул идеального газа не зависит от объема. Если газ (например, воздух), находящийся в сосуде почти в идеальных условиях (при атмосферном давлении), может выходить из него в эвакуированный сосуд, то его температура не изменяется (см. опыт Гей-Люссака и Джоуля, описанный на стр. 42). [c.137]

В дроссельных холодильных циклах используется эффект Джоуля — Томсона. Эти циклы достаточно эффективны при больших перепадах на дросселе. Со снижением перепада их эффективность резко падает. В условиях небольших перепадов шачительно более эффективно расширение газа в детандерах. Однако для получения очень низких температур, приближающихся к началу сжижения газа, эффективность детандеров тювь снижается. Это объясняется резким отклонением свойств реальных газов от идеальных при температурах, близких к температуре сжижения. В этих условиях резко падает способность газа к расширению, растут потери холода и возникает опасность гидравлических ударов. Современш ш конструкции детандеров допускают конденсацию жидкости в детандере до 20 мае. 7о- [c.134]

Обычно во всех экспериментальных работах давление и температуру определяют непосредственно с помощью манометров и термометров, хотя не менее точные результаты измерений дают и относительные методы. Для определения молярного объема и плотности применяются самые различные методы измерения. Наиболее простым и прямым путем является определение массы газа и занимаемого им объема, по которым можно найти и = У1п и р = п1У. Непосредственное определение плотности можно также осуществить с помощью метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и по результатам измерений показателя преломления. Можно использовать также относительный метод определения плотности, если имеется газ, отклонение которого от идеального газа хорошо известно. Кроме того, для определения плотности можно использовать методы, основанные на эффекте расширения газа. Из этих методов широко известны метод адиабатического расширения (метод Джоуля— Томсона) и метод последовательного изотермического расширения (метод Барнетта). [c.73]

Итак, при расширении газа, т. е. при удалении молекул друг от друга, происходит затрата энергии. Затрачиваемая энергия идет на преодоление сил взаимного притяжения молекул. В случае идеальных газов, в которых отсутствуют силы взаимоденствня между частнца-мн, эффект Джоуля—Томсона прн любых условиях равен нулю. Таким образом, исследовапие теплового эффекта свободного расширения является одним из способов определения степени отступления реальных газов от законов идеальных газов, мерой неидеальности систем. [c.40]

Для идеального газа коэффициент Джоуля—-Томсона равен нулю, т. е. в опыте Джоуля — Томсона его температура пе изменяется. Это определенно указывает на роль межмолекулярных сил в определении величины эффекта. Позднее мы рассмотрим эт01 вопрос более детально. [c.101]

Если при постоянной температуре Ti сжима гъ какой-либс реальный газ от начального давления Pi до давления Р , а затем понизить его дaвлeниe до давления Pi путем дросселирования, т. е. пропустив газ через устройство, создающее сопротивление (например, через диафрагму или вентиль) без совершения внешней работы и без теплообмена с внешней средой, тс конечная температура Т может быть выпге, равна или ниже начальной температуры h (эффект Джоуля — Томсона). При дросселировании идеального газа температура остается постоянной. [c.60]

Для идеальных газов энтальпия не зависит от давления. Отсюда следует, что при дросселировании 11 = 2=соп51 и при этом температура идеального газа останется неизменной. Таким образом, в этом случае эффект Джоуля — Томсона равен нулю, [c.207]

У идеального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы температура изменяться не должна, но у реального газа при его расширении преодолевается взаимное притяжение соседних молекул, возникающее вследствие действия меж-молекулярных сил. На это затрачивается внутренняя энергия газа, и в результате происходит охлаждение это эффект Джоуля — Томсона. Так как отклонение газов от идеального состояния тем значительнее, чем больше давление и ниже температура, то и охлаждение тем сильнее, чем больше разность давлений (до и после расширения) и ниже температура. Однако снижение температуры относительно невелико (0,1—0,3° С на каждую атмосферу снижаемого давления). Значительно большее охлаждение достигается при расширении с совершением внешней работы в специальных машинах-детандерах. Охлаждение происходит почти исключительно за счет совершения работы и лишь в небольшой степени за счет дросселирования. В массивных поршневых детандерах, работаюпигх подобно паровым машинам, вследствие их низкого коэффициента полезного действия приходилось сжимать воздух до давления 200 ат. [c.244]

Для идеальных газов энтальпия не зависит от давления [уравнение (10-160)]. Отсюда следует, что при дросселировании (г = onst) не может изменяться температура, т. е. эффект Джоуля — Томсона для идеальных газов равен нулю. Но для реальных газов он может быть довольно значительным. Легче всего определить изменение температуры при дросселировании в пределах известных давлений по диаграмме i — S, отсчитывая значения изотерм, проходящих через концы отрезка АВ, соответствующего процессу дросселирования (рис. 10-24). Отсчет этого эффекта по диаграмме Т — S также прост, если на ней проведены линии постоянной энтальпии. [c.526]