【物理化学】2-11焦汤效应

• 室温常压时 多数气体节流膨胀后温度下降 产生制 室温常压时, 多数气体节流膨胀后温度下降, 产生制 冷效应; 冷效应 • 有些气体 2, He)则产生致热效应 有些气体(H 则产生致热效应 则产生致热效应; • 压力足够低时 膨胀前后温度基本不变 压力足够低时, 膨胀前后温度基本不变. 2.节流膨胀的热力学特征 . 绝热 Q = 0 ∆U = W = p1V1 − p2V2 即 等焓过程
制 冷 机 工 作 原 理
例31 例32 例33
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§2-11 节流膨胀与焦耳-汤姆逊效应 节流膨胀与焦耳真实气体 U＝f(T, V) H＝f(T, p ) ＝ ＝ 1. 焦耳 汤姆逊实验 焦耳—汤姆逊实验 绝热筒 多孔塞 开始 p1 V1 p2 p1 结束 p2 ，V2 • 节流过程(p1 > p2) 节流过程 绝热条件下流体的始 条件下流体的始, 在绝热条件下流体的始 末态分别保持恒定 Animation 压力的膨胀过程称为节流膨胀 节流膨胀. 压力的膨胀过程称为节流膨胀
故 U2 − U1 = p1V1 − p2 V2 得 U2 + p2V2 = U1 + p1V1 H2 = H1 都变而H不变 现T, p都变而 不变 表明 随T 的改变与随 p 的改 都变而 不变, 表明H 变相互抵消. 可见, 真实气体的H 的函数, 变相互抵消 可见 真实气体的 是T, p 的函数 而不只 2 的函数. 是T 的函数
在等焓的情况下, 在等焓的情况下 节流过程中温度随压力的变化 率称为焦耳 汤姆逊系数或节流膨胀系数. 焦耳-汤姆逊系数 率称为焦耳 汤姆逊系数或节流膨胀系数
μ JT
def ∂ T ∂p
H
因为∂p < 0,所以 0,所以 因为∂ µJT < 0,流体节流后温度升高; 0,流体节流后温度升高 流体节流后温度升高; µ JT > 0,流体节流后温度下降; 0,流体节流后温度下降 流体节流后温度下降; µ JT = 0,流体节流后温度不变. 0,流体节流后温度不变 流体节流后温度不变. 理想气体的焓仅是温度的函数, 理想气体的焓仅是温度的函数, 在等焓情况下温 度恒不变, 其节流膨胀系数为零. 度恒不变, 其节流膨胀系数为零.