- Эффект Джоуля — Томсона
-
Эффект Джоуля — Томсона
Статистическая физика Термодинамика
Молекулярно-кинетическая теорияСтатистики Максвелла-Больцмана
Бозе-Эйнштейна · Ферми-Дирака
Parastatistics · Anyonic statistics
Braid statisticsАнсамбли Микроканонический · Канонический
Большой канонический
Изотермо-изобарический
Изоэнатльпи-изобарическийТермодинамика Уравнение состояния · Цикл Карно · Закон Дюлонга — Пти Модели Модель Дебая · Эйнштейна · Модель Изинга Потенциалы Внутренняя энергия · Энтальпия
Свободная энергия Гельмгольца
потенциал Гиббса · Большой термодинамический потенциалИзвестные учёные Максвелл · Гиббс · Больцман Эффе́ктом Джо́уля-То́мсона называется изменение температуры газа при адиабатическом дросселировании — медленном протекании газа под действием постоянного перепада давлений сквозь дроссель (пористую перегородку). Данный эффект является одним из методов получения низких температур.
Содержание
Изменение энергии
Изменение энергии газа в ходе этого процесса будет равно работе: . Следовательно, из определения энтальпии () следует, что процесс изоэнтальпиен.
Изменение температуры
Изменение температуры при малом изменении давления (дифференциальный эффект) в результате процесса Джоуля-Томсона определяется производной , называемой коэффициентом Джоуля-Томсона. С помощью элементарных преобразований можно получить выражение для этого коэффициента:
где теплоёмкость при постоянном давлении. Для идеального газа , а для реального газа он определяется уравнением состояния.
Если при протекании газа через пористую перегородку температура возрастает (), то эффект называют отрицательным, и наоборот, если температура убывает (, то процесс называют положительным. Температура, при которой меняет знак, называют температурой инверсии.
Применение
- Процесс Джоуля-Томсона используют для получения низких температур. Для этой цели обычно применяют интегральный процесс, при котором давление изменяется в широких пределах.
- Измерение позволяет установить уравнение состояния газа.
См. также
Литература
- Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Статистическая физика. Часть 1. — Издание 4-е. — М.: Наука, 1995. — («Теоретическая физика», том V).
-
Wikimedia Foundation. 2010.