Джоуль определение

Работа Ван-дер-Ваальса ясно показала, что для водорода эффект Джоуля — Томсона наблюдается только после того, как температура его снизится ниже некоторого определенного значения. И чтобы снизить температуру водорода до требуемого значения, перед проведением цикла расширения газ следует охладить. [c.122]

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]

Отсюда, считая г параметром и используя определение коэффициента Джоуля - Томсона, получаем [c.323]

Процесс прохождения газа сквозь узкие отверстия, сопровождающийся резким понижением давления, называется дросселированием газа. Частным случаем дросселирования, проводимого в определенных условиях, является опыт Джоуля—Томсона. [c.153]

Для реальных газов коэффициент Джоуля—Томсона в общем случае не равен нулю и зависит от давления и температуры. Однако при определенных значениях р и Т он становится равным нулю. Этим значением ри Т соответствуют точки инверсии эффекта Джоуля—Томсона, так как когда давление и температура газа достигают указанных значений, происходит изменение (инверсия) знака коэффициента a.J. [c.154]

Джоуль является очень удобной единицей измерения теплоты, так как с его помощью легко понять связь между теплотой, работой-и энергией. До введения системы СИ в химии было принято пользоваться в качестве единицы измерения теплоты калорией. Одна калория (кал) определяется как количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г чистой воды на 1"С (точнее от 14,5 до 15,5""С). Это определение основано на измерениях теплоты и непосредственно не связано с работой. Дело в том, что калория была введена в XIX столетии, когда еще не было известно, что теплота и работа являются различными формами энергии. [c.88]

Рис. 15-1. Схема прибора, использовавшегося Джоулем для определения механического эквивалента теплоты. Зная вес металлического груза и расстояние, пройденное им при падении, можно вычислить работу по перемешиванию воды лопатками мешалки. Повышение температуры воды измеряют чувствительным термометром. Поскольку к нагреваемым веществам следует отнести неподвижные выступы сосуда и лопасти мешалки, а также воду, прибор следует предварительно

Количество теплоты, которое необходимо передать определенному количеству некоторого вещества, чтобы повысить его температуру на один кельвин (градус), называется теплоемкостью этого вещества, С. Теплоемкости выражаются в джоулях, отнесенных к молю и кельвину. Поскольку теплоемкость вещества определяет скорость поглощения им теплоты при по- [c.20]

Традиционной единицей измерения теплоты, работы и энергии является калория, которая вводится эмпирически как количество теплоты, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на один градус Кельвина (в системе СИ просто на 1 кельвин). Хотя, согласно термодинамике, теплота, энергия и работа эквивалентные величины, единица их измерения-калория-не связана очевидным образом с массой и ускорением. Такой выбор единиц затрудняет понимание физической связи между ними. Джоуль как единица измерения теплоты гораздо удобнее в том отношении, что позволяет видеть связь между теплотой, работой и энергией уже по самому своему определению. Хотя большая часть термодинамической литературы основана на использовании калории, логическая простота определения джоуля должна в конце концов обеспечить его повсеместное использование, подобно тому как литр и метр вытеснили галлон и ярд в большинстве передовых стран мира. [c.443]

Тепловой режим газопроводов. Подземные газопроводы постоянно находятся в состоянии теплообмена с окружающей средой. Образование гидратов, отложение парафинистых осадков, выпадение конденсата углеводородов и воды — обычные явления, имеющие место при эксплуатации газопроводов. Изменение температуры в газопроводе зависит от трех факторов охлаждения или нагревания потока в трубе за счет теплообмена с окружающей средой, снижение температуры за счет падения давления (эффект Джоуля—Томсона), нагревание потока за счет превращения работы по определению сил трения в тепло внутреннего теплообмена. Последний фактор играет незначительную роль и его можно пе учитывать при расчете температурного режима газопровода. [c.168]

Следует отметить, что предел jj, при давлении, стремящемся к нулю, не равен нулю, хотя для идеального газа [г О. Большинство других термодинамических величин превращается в идеальногазовые величины при нулевом давлении, и в отличие от я они не могут дать информацию по вириальным коэффициентам. Например, коэффициент Джоуля при изменении давления (или плотности) стремится к нулю по квадратичной зависимости при давлении, стремящемся к нулю, и поэтому почти бесполезен для определения вириальных коэффициентов. Неко- [c.69]

Как было показано в разд. 2.10, адиабатный коэффициент Джоуля Г1 = дТ/дУ)Е находится в квадратичной зависимости от давления (плотности) и стремится к нулю при приближении давления к нулю. Поэтому сн не очень полезен для определения вириальных коэффициентов и почти никогда не использовался с этой целью. Самое последнее измерение г) и связанного с ним изотермического коэффициента X, определяемого выражением [c.108]

Эмпирическое обоснование первого закона термодинамики дается опытами Джоуля (1840—1845), который показал, что всегда требуется одна и та же механическая работа, чтобы нагреть определенное количество воды на 1°. Этот результат представляет собой так называемый принцип эквивалентности, который Томсон сформулировал следующим образом если из термических источников получается или в результате термических эффектов уничтожается одно и то же количество механической работы, то исчезает или возникает одно и то же количество теплоты. [c.17]

Экспериментальные определения эффекта Джоуля — Томсона являются важной основой для построения термодинамических диаграмм. [c.241]

В связи с эквивалентностью силового и термодинамического определений поверхностного натяжения оно измеряется либо в ньютонах на метр (Н/м), либо в джоулях на квадратный метр (Д К/М2). [c.10]

В зависимости от того или иного определения поверхностное натяжение измеряется или в джоулях на 1 м , или в ньютонах на [c.41]

Необходимо условиться относительно единицы измерения количества теплоты. В настоящее время за единицу количества теплоты принят джоуль, который равен работе, производимой силой в 1 ньютон при перемещении точки ее приложения на 1 -метр по направлению этой силы. С другой стороны, джоуль можно охарактеризовать как работу, совершаемую электрическим током мощностью в 1 ватт в течение 1 с. Наконец, следует отметить, еще одно определение джоуля, связанное непосредственно с представлением о количестве теплоты. Джоуль — это такое количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1/4,186 г воды на ГС в интервале температур от 14,65 до 15,65°С. Последнее определение иллюстрирует взаимосвязь джоуля с калорией, которая в настоящее время для определения количества теплоты не рекомендуется. Следовательно, единицей теплоемкости для принятой единицы количества вещества является Дж/К. [c.29]

ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива в кислороде (раньше эта величина называлась теплотворной способностью). Т. с. является одним из важнейших показателей для характеристики каждого вида топлива и отдельных его сортов, а также его практической ценности. Т. с. характеризуется суммой тепловых эффектов реакций превращения отдельных компонентов топлива в оксиды или выделения их в свободном состоянии (азот, галогены). Т. с. измеряют в джоулях или в калориях (1 кал = = 4,1868 дж). Т. с., отнесенная к единице количества вещества, называется удельной теплотой сго])ания. При определении Т. с. необходимо строго придерживаться установленных ГОСТом методик, описанных в стандартах. В промышленности Т. с. определяют в килокалориях на килограмм твердого топлива (ккал/кг) или в килокалориях на метр кубический (ккал/м ) газообразного. [c.246]

Для определения теплоты реакции устанавливают шкалу, выраженную в джоулях на массу бумаги, пропорциональную площади пика термической реакции, выраженной в джоулях на данную площадь. С этой целью вырезают площадь, соответствующую пику, и взвешивают бумагу. [c.24]

Из (1.7.2) следует, что С имеет размерность энергии, деленной на температуру, и измеряется в джоулях на кельвин. И опыт, и теория говорят, что в общем случае теплоемкость зависит от температуры С — f (Т). Поэтому, кроме понятия средняя теплоемкость в температурном интервале , целесообразно ввести представление о так называемой истинной теплоемкости системы при температуре Т. По определению истинной теплоемкостью С называется предел отношения (1.7.2), когда разность температур стремится к нулю [c.24]

Из самого определения энтропии (1.9.1) следует, что размерность этой величины есть энергия, деленная на температуру. В СИ единицей для измерения энтропии будет джоуль на кельвин (ДжК ). [c.41]

Закон сохранения энергии для различных форм механического движения неоднократно формулировался в качественном (Декарт, 1640 г.) и количественном (Лейбниц, 1697 г.) видах. Первостепенное значение имели исследования М. В. Ломоносова (1745— 1746 г.), в которых он подошел к обобщенному определению принципа сохранения вещества и движения, получившего в дальнейшем признание в качестве общего закона природы. Трудами Г. И. Гесса- (1836 г.), Майера (1842 г.), Джоуля (1847 г.) и Гельмгольца (1847 г.) закон сохранения энергии был доказан для взаимного превращения теплоты в работу. [c.30]

Это соотношение имеет кардинальное значение для экспериментального определения теплоемкостей и теплот процессов. Измерить теплоемкость можно, подводя к системе определенное количество теплоты. Это несложно сделать помещают в систему проводник определенного сопротивления R и пропускают через него ток" силой / в течение времени . По закону Джоуля — Ленца количество теплоты, выделившееся в проводнике и переданное системе, равно [c.188]

Если стальной стержень с висящим на нем грузом нагреть, то стержень удлинится. Кроме обычного теплового расширения проявится ослабление взаимодействия атомов в кристаллической решетке и упругость стали, удерживающей груз, уменьшится. Если нагреть газ под нагруженным поршнем, то поршень начнет подымать груз, т. е. упругость газа увеличится. Еще в начале прошлого столетия Гух наблюдал сокращение нагруженной полоски эластомера (рост упругости) при нагревании. Эффект оказался обратимым. Впоследствии Джоуль в своих знаменитых опытах по определению механического эквивалента теплоты подтвердил сокращение нагруженной полоски эластомера при нагревании и провел ряд количественных измерений, пример которых приведен на рис. 8.5. Ei адиабатическом режиме растяжения (как в этом опыте) энтропия системы не меняется, и поэтому меняется температура, как менялось бы количество теплоты в системе с теплоемкостью Су В изотермическом процессе [c.110]

Все энергетические величины (тепловые эффекты, внутренняя энергия, энтальпия и пр.) обычно выражают в джоулях и относят к определенной порции вещества — молю (кДж/моль) или грамму (кДж/г). [c.104]

Все химические реакции сопровождаются поглощением или выделением энергии. Эта энергия может быть тепловой, электрической, фотохимической, световой и др. Поскольку между разными видами энергии существует определенная эквивалентность, то для количественного сравнения энергетических эффектов химических реакций их пересчитывают на тепловые единицы джоули или калории). В зависимости от поглощения или выделения энергии реакции делят на экзотермические и эндотермические. [c.40]

Следует отметить еще одно определение джоуля, связанное [c.66]

В зависимости от того или иного определения поверхностное натяжение измеряется или в джоулях на 1 м или в ньютонах на 1 м. Оба измерения численно совпадают. [c.118]

Для определения атомных масс элементов, не образуюш,их летучих соединений, можно было использовать найденное из опыта правило атомных теплоемкостей произведение атомной массы элемента на его удельную теплоемкость (в джоулях) есть при обычных условиях приблизительно постоянная величина — в среднем 26 (под удельной теплоемкостью понимают количество тепла, необходимое для нагревания 1 г данного вещества на один градус). [c.22]

IX Международная конференция по весам и мерам [1158] вынесла решение считать основной единицей измерения тепла джоуль, которое было отражено в ныне действующем Государственном стандарте СССР на тепловые единицы [166]. После принятия в качестве единицы тепла джоуля калория была определена численным соотношением через джоуль (см. [1158, 166]). Однако исторически сложились два определения калории через джоули. Определение, применявшееся с давних пор в теплотехнике в связи с использованием международных таблиц термодинамических свойств водяного пара, гласит 1 /сал = 4,1868 дж. [351]. В термохимии и в химической термодинамике укоренилось иное определение калории 1 кал = 4,1840 0ж [147, 381, 3501], 111а]. В настоящем Справочнике принято общеупот- [c.956]

Однако выражение тепловой энергии посредством количества энергии, необходимого для повышения температуры некоторой массы воды на данное число градусов, является настолько привычным, что пришлось сохранить калорию в качестве единицы тепловой энергии. Чтобы сделать эту единицу независимой от прежних или будущих результатов определений удельной теплоемкости воды, снова тщательно определили ее наиболее вероятное значение [3 — 5], выразив его через абсолютный джоуль а именно 1 калорию приняли равной 4,1840 абсолютного джоуля определенная таким образом калория иногда обозначается как пятнадцатиградусная калория ( 0 15 ) . Одна килограмм-калория равна 1000 кал. В дальнейшем изложении, если не будет сделано специальных оговорок, под джоулем будет подразумеваться абсолютный джоуль и под калорией — пятнадцатиградусная калория. [c.72]

Широко распространенная единица энерги (теплоты) калория является в иастоя1цее время внесистемной единицей, допускаемой для временииго применения на период перехода к единицам системы СИ, т. е. к джоулям. Используемая в настоящее время калория не связывается с тепловыми свойствами воды и по определению приравнивается опредеу енному числу джоулей [c.23]

Перспективный метод изучения процессов обмена анергии был создан Норришем [440] и Портером [462]. Сущность этого Д18тода, называемого методом импульсного фотолиза, заключается в том, что исследуемый газ облучается в течение короткого времени (несколько микросекунд) интенсивным (тысячи джоулей источником света непрерывного спектра. В результате первичного или вторичных фотохимических процессов возникают радикалы или молекулы на различных колебательных уровнях. Спектроскопическая регистрация временного изменения концентраций этих частиц в определенных квантовых состояниях, обусловленная передачей энергии при столкновениях, дает возможность изучения колебательной релаксации. [c.79]

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]

В этой главе детально рассмотрена проблема получения информации о межмолекулярных силах из экспериментальных данных по вириальным коэффициентам (и коэффициенту Джоуля— Томсона). На основании самых общих наблюдений в отношении межмолекулярных сил можно сделать несколько качественных замечаний. Во-первых, тот факт, что газы конденсируются в жидкости, позволяет сделать предположение о существовании сил притяжения между молекулами на больших расстояниях. Во-вторых, очень сильное сопротивление жидкостей сжатию свидетельствует о том, что на небольших расстояниях действуют силы отталкивания, резко изменяющиеся с расстоянием. При условии парной аддитивности сил можно ожидать, что потенциальная энергия взаимодействия между двумя молекулами изменяется таким образом, как показано на фиг. 4.1. [Эта потенциальная энергия может зависеть также от ориентации, если молекулы не являются сферически симметричными, а в некоторых случаях иметь отклонения (на фиг. 4.1 не показаны), которые несущественны для общего рассмотрения.] Квантовая механика дает обширную информацию о форме кривой потенциальной энергии, однако точные расчеты на основании этой информации не всегда возможны. Не рассматривая эту дополнительную информацию, поставим перед собой следующий вопрос возможно ли в принципе однозначное определение межмолекулярной потенциальной энергии, если известна зависимость второго вириального коэффициента от температуры Этот вопрос был рассмотрен Келлером и Зумино [1] (см. также работу Фриша и Хелфанда [2]), которые нашли, что только положительная ветвь и г) определяется однозначно [2а], а отрицательная часть (потенциальная яма) может быть известна лишь частично, т. е. определяется ширина ямы как функция ее глубины. Таким образом, потенциальная яма на фиг. 4.1 может быть произвольно смещена вдоль оси г без изменения В Т), если ее ширина не изменяется при смещении. Поэтому для температур, при которых положительная ветвь ы(г) не дает большого вклада в В Т), значения В Т) будут определяться почти одинаково хорошо [c.168]

Для каждой калориметрической системы предварительно устанавливают ее тепловое, или водное значение (тепловой эквивалент калориметра), — его можно выразить количеством воды (в г), имеющим теплоемкость, равную теплоемкости данной калориметрической системы (в систему входит калориметрический сосуд, находящаяся в нем вода, калориметрическая бомба и все дополнительные принадлежности). В методах ASTM и IP тепловой эквивалент калориметра выражают в кал/°Р или в кал/°С. Для определения водного значения калориметрической системы сжигают навеску эталонной бензойной кислоты и замеряют изменение температуры системы. Количество джоулей (калорий), вызвавшее повышение температуры на 1 °С, численно равно тепловому эквиваленту калориметра, выраженному в г. Тепловой эквивалент калориметра определяют при каждом изменении в системе (перемещении, ремонте и т. д.), а также периодически при работе. При проведении последующих анализов берут то же количество воды, которое было взято для определения водного значения калориметра. [c.48]

Обычно уравнения, подобные уравнению (5), целесообразно решать методом релаксации [46]. Решение такого уравнения дает теплоемкость как функцию и давления и температуры. Сочетая найденную теплоемкость с экспериментально определенным коэффициентом Джоуля — Томсона, можно вычислить производную энтальпии по давлению при постоянной температуре. Связь между этими величинами дается ранеиством [c.55]

Первоначально для теплоты был принят отдельный закон сохранения, так как она рассматривалась как упругая невесомая неуничтожимая жидкость, которая может быть как ощутимой, так и скрытой (Клегхорн, 1774). Эту жидкость называли теплородом. Вероятно, первым, пробившим брешь в распространенной теории теплорода, был Бенджамин Томпсон (1753—1814), известный также под именем графа Румфорда. Он, во-первых, показал в пределах доступной ему точности взвешивания, что теплород, если он существует, должен быть невесом. Во-вторых, наблюдая за сверлением пушек при помощи станков, приводимых в действие лошадиной тягой, он пришел к фундаментальному выводу о пропорциональности количества выделяющейся при сверлении теплоты затраченной работе. Таким образом, в орбиту нарождающегося закона были включены и диссипативные силы, превращающие работу в теплоту. Дальнейший шаг был сделан Юлиусом Робертом Майером, который установил механический эквивалент теплоты и сформулировал в 1842 г. на основании физиологических наблюдений закон о превращении количественно различных сил природы (видов энергии) друг в друга. Эти превращения осуществляются согласно Майеру в определенных эквивалентных соотношениях. Почти одновременно с Майером Джеймс Пресскотт Джоуль установил эквивалентность механической работы и электрической силы (энергии) с производимой ими теплотой. Далее следует уже упоминавшаяся статья Гельмгольца (1847) О сохранении силы , посвященная закону сохранения энергии. Наконец, в работах В, Томсона и Р. Клаузиуса появляется и сам термин энергия (1864). Следует также упомянуть [c.23]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология