Джоуля Томсона эффект дросселирование энергию

Взаимодействие между молекулами реального газа и изменение его объемной энергии в процессе расширения приводят при дросселировании к двум температурным эффектам (а ) и (а , ),, которые могут усиливаться или взаимно компенсироваться. Изменение температуры при дросселировании называется эффектом Джоуля-Томсона. Эффект Джоуля-Томсона для идеального газа равен нулю. [c.12]

При дросселировании же любого реального газа производится внутренняя работа по преодолению сил межмолекулярного взаимодействия, и поэтому внутренняя энергия газа изменяется, вызывая соответствующее изменение температуры. Это изменение температуры реального газа при адиабатическом расширении без совершения внешней работы называется дроссельным эффектом или эффектом Джоуля—Томсона. [c.475]

Внутренняя энергия растет пропорционально повышению температуры системы, о чем говорят выражения (И.4), (II.J6) и (11.19). Исходя из этого, согласно (11.21), при адиабатическом расширении температура системы понижается, а при сжатии — повышается. Впервые понижение температуры при дросселировании (понижении давления пропусканием газа через узкое отверстие в широкий резервуар) было обнаружено и изучено в 1852— 1862 гг. английскими физиками Дж. Джоулем и У. Томсоном. Это явление называют эффектом Джоуля — Томсона и широко применяют при сжижении газов глубоким охлаждением. [c.60]

Джоуль и сэр Томсон обнаружили, что расширение газа через пористую перегородку сопровождается I 1 п /, и. ., 1 уменьшением его температуры. Расширяющийся газ 1, 11ь должен совершить работу необходимо вытолкнуть газ, находящийся на пути движения, вперед. В результате молекулы газа освобождаются от действия межмолекулярных сил притяжения. Если газ расширяется слишком быстро, чтобы энергия могла поглощаться извне, то он сам поставляет ее и в результате охлаждается (эффект дросселирования). На рис. 7.12 приведен пример промышленного сжижения воздуха. Вслед за несколькими циклами сжатия, чередующимися с циклами мгновенного расширения, температура понижается до —200 °С, так что воздух сжижается. [c.166]

Дросселирование — это расширение газа при прохождении его через сужение, в результате чего давление газа снижается. Энергия, необходимая для расширения газа при дросселировании, когда поступление теплоты извне отсутствует, может быть получена только за счет внутренней энергии самого газа. Дроссельный эффект (эффект Джоуля — Томсона) характеризуется изменением температуры газа при отсутствии подвода к газу или отвода от него теплоты. [c.277]

Дросселированием называется снижение давления жидкости или газа при прохождении их через суженное отверстие (вентиль, кран). В этом процессе не совершается внешней работы, и энтальпия остается постоянной. Внутренняя энергия газа расходуется на преодоление внутреннего трения при прохождении газа через суженное отверстие. Изменение температуры реального газа при дросселировании называется эффектом Джоуля—Томсона. Он применяется в технике глубокого охлаждения. Температура при дросселировании понижается во много раз меньше, чем при адиабатическом расширении. [c.12]

Эффект Джоуля-Томсона объясняется тем, что внутренняя энергия газа определяется не только Хаотическим тепловым движением молекул. В реальном газе существуют и меж-молекулярные силы взаимодействия, где присутствуют и при тяжение, и отталкивание соотношение между ними определяется как природой газа, так и температурой и давлением. О силах притяжения писал Д. И. Менделеев, когда объяснял точку абсолютного кипения жидкостей. При дросселировании поэтому производится внутренняя работа, затрачиваемая на раздвижение молекул вопреки силам их взаимного притяжения. В результате часть энергии теплового движения молекул переходит в потенциальную энергию их взаимодействия. Соответственно температура газа понижается, хотя общая его энергия не изменяется. Происходит лишь ее перераспределение - убыль кинетической и рост потенциальной. [c.61]

Охлаждение получается в результате того или иного физического явления, сопровождаемого процессом отнятия, перехода тепла. Наиболее известными процессами этого рода будут явления изменения агрегатного состояния тела (таяние, сублимация, растворение и испарение), производство внешней работы за счет внутренней энергии расширяющегося тела (адиабатное и политропное расширение газа), процесс дросселирования (эффект Джоуля-Томсона), термоэлектрический процесс (эффект Пельтье), магнитные явления (адиабатное выключение магнитного поля изотермически намагниченного парамагнитного тела) и др. [c.5]

Для реальных газов внутренняя энергия зависит не только от температуры, но и от объема, занимаемого газом поэтому из постоянства энтальпии газа до и после дросселирования не следует равенства температур. В общем случае количество тепла лк, которое необходимо подвести (или отвести), чтобы восстановить температуру газа после дросселирования, соответствует эффекту Джоуля-Томсона я равт йк к -h . [c.48]

Для получения низких температур применяют дросселирование газа или быстрое расширение его с одновременным выполнением внешней работы. Дросселированием называется расширение газа, осуществляемое пропусканием его через узкую щель расширительного вентиля. Дросселирование газов сопровождается дроссельным эффектом, или эффектом Джоуля — Томсона, заключающимся в том, что при расширении сжатого газа до более низкого давления без совершения внешней работы и без теплообмена с окружающей средой температура его изменяется. Физическая сущность дроссельного эффекта сводится к тому, что при. дросселировании реального газа часть его внутренней энергии расходуется на преодоление сил притяжения между молекулами. Дроссельный эффект может быть положительным, отрицательным и равным нулю. Температура, при которой дроссельный эффект равен нулю, называется инвер сионной. [c.63]

Рассмотрим основы процесса дросселирования воздуха. Дросселирование заключается в снижении давления в потоке газа при пропускании его через устройство, создающее сопротивление. При этом не происходит обмена энергией в виде работы и тепла с окружающей средой. Дросселирование реальных газов обычно сопро-во.чкдается, как установил еще Д. Джоуль, изменением температуры. Это явление получило название эффекта Джоуля—Томсона. [c.21]

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]

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]

Охлаждение может достигаться и другими физическими средствами производством внешней работы за счет внутренней энергии расширяющегосй тела (адиабатное и политропное расширение), за счет потери внутренней энергии тела в процессе дросселирования (эффект Джоуля-Томсона), термоэлек трическими (эффект Пельтье) и магнитными явлениями (адиабатное выключение магнитного поля изотермически намагниченного парамагнитного тела) и т. д. [1, И]. [c.5]

При всех схемах разделения важное значение имеет степень регенерации холода. Искусственный холод дорог и для достижения рентабельности фракционирующих установок требуется осу-ществлять наиболее полную регенерацию. Как известно, регенерация осуществляется либо использованием Джоуль-Томсонов-ского эффекта расширения выводимых из системы газов (дросселирование), либо детандированием, т. е. использованием энергии расширения газов для выполнения механической работы. [c.58]

При создании охлаждающих устройств в технике широко применяют эффект дросселирования — падение давления в струе газа, протекающего через суживающийся участок канала или иное гидравлическое сопротивление — вентиль, заслонку, тампон и т. п. (рис. 2.14). В месте сужения давления гоадает и за местом сужения давление рг всегда меньше да вления р. Падение да вления р2<Р объясняется рассеянием энергии потока, Которая расходуется на преодоление сопротивления. В термодинамике показано, что при дросселировании идеального газа его температура остается леиз-менной, а для реального газа — изменяется. Это явление изменения температуры газа при дросселировании получило название эффекта Джоуля—Томсона и имеет следующее математическое выражение [c.136]

Все эти явления изменения температуры при дросселировании, впоследствии названные эффектом Джоуля-Томсона , не укладывались в закон Джоуля, гласящий, что внутренняя энергия газа зависит только от температуры и не зависит от давления. Ведь при дросселировании внутренняя энергия не может измениться - условия адиабатные, никакой работы газом не совершается. Энергия не изменяется, а температура падает (или, что также нопонятно, - растет). В чем же дело [c.61]