При расширении газа увеличивается расстояние между молекулами и, следовательно, совершается внутренняя работа против, сил взаимодействия между молекулами. За счет этой работы изменяется кинетическая энергия молекул, а следовательно, и температура газа. В идеальном газе, где силы взаимодействия молекул отсутствуют, эффекта Джоуля-Томсона нет.
Объяснение
Течение газа сквозь дроссель (дросселирование) должно происходить без теплообмена газа с окружающей средой, т.е. адиабатически.
Рис.17.4
Эффект Джоуля - Томсона, сводящийся к охлаждению газа при его расширении, принято называть положительным. Эффект, при котором газ нагревается принято называть отрицательным.
Газ B с параметрами (p1,V1,T1), продавливается через пористую перегородку С с помощью поршня Е в состояние с параметрами (p2,V2,T2) (p1 > p2). Давления p1 и p2 по обеим сторонам перегородки поддерживаются постоянными
Так как процесс адиабатический, то согласно первому началу термодинамики:
. (17.14)
Суммарная работа перехода системы из состояния 1 в состояние 2 состоит из работы , произведенной при изменении объема от V1 до нуля при постоянном давлении р1, и работы произведенной при изменении объема от нуля до V2 при постоянном давлении р2.
|
|
. (17.15)
Подставим (17.19) в (17.18):
. (17.16)