Эффект Джоуля-Томсона

[reterty]

Обьяснение позитивного и негативного эффекта Джоуля-Томсона широко известно и состоит в следующем: в случае, когда преобладают силы отталкивания, кинетическая энергия молекул газа при расширении увеличивается и, следовательно, его температура возрастает (отрицательный эффект Д-Т); наоборот, когда превалируют силы притяжения, имеет место охлаждения газа. (положительный эффект Д-Т) Однако при этом не совсем понятно, почему при низких температурах наблюдается положительный эффект Д-Т, а при высоких-отрицательный эффект. Очевидно, что качественное обьяснение должно основываться на анализе зависимости сил межмолекулярных взаимодействий от расстояния. При высоких температурах среднее расстояние между молекулами таково, что преобладают силы притяжения; при низких температурах в плотных газах наоборот главную роль играют силы отталкивания. Однако, в этом случае газ, расширяясь, перейдет в стадию, где главную роль будут играть силы притяжения и результирующий эффект нагревания априори не очевиден.

[DimaM]

В процессе Д-Т внутренняя энергия меняется, поскольку работа совершается. Возможно, знак изменения при разных температурах разный (из-за разной зависимости давления от плотности).

[reterty]

Парджеттер, ваш ответ, мон шер Ами

-- Ср янв 16, 2013 16:46:00 --

пардон, при высоких -отталкивания, при низких -притяжения

-- Ср янв 16, 2013 16:51:47 --

DimaM в сообщении #672223 писал(а):

В процессе Д-Т внутренняя энергия меняется, поскольку работа совершается. Возможно, знак изменения при разных температурах разный (из-за разной зависимости давления от плотности).

При адиабатном расширении газа в пустоту внутренняя энергия не меняется, происходит лишь перераспределение энергии между потенциальной и кинетической

[Xey]

А про дросселирование ни слова?

[reterty]

Xey в сообщении #672366 писал(а):

А про дросселирование ни слова?

По умолчанию))))) Это ж Д-Т

[DimaM]

reterty в сообщении #672352 писал(а):

При адиабатном расширении газа в пустоту внутренняя энергия не меняется, происходит лишь перераспределение энергии между потенциальной и кинетической

А при Д-Т не меняется энтальпия. Такие дела.

[reterty]

DimaM в сообщении #672377 писал(а):

reterty в сообщении #672352 писал(а):

При адиабатном расширении газа в пустоту внутренняя энергия не меняется, происходит лишь перераспределение энергии между потенциальной и кинетической

А при Д-Т не меняется энтальпия. Такие дела.

Нагревание при высоких.....качественно.....а то в эдбуки все мастаки заглядывать))

[Xey]

reterty в сообщении #672352 писал(а):

При адиабатном расширении газа в пустоту внутренняя энергия не меняется, просходит лишь перераспределение энергии между потенциальной и кинетической

Он же не в пустоту улетает (как его там померить). Видимо существенно, что через маленькое отверстие, газ попадает в замкнутый объем с меньшим давлением . При этом кинетическая энергия не улетает далеко.

[reterty]

[А при Д-Т не меняется энтальпия. Такие дела.[/quote]
Скальпель Оккама "обрежет" все вашу энтальпию в ответе на этот вопрос

[Munin]

При повышении температуры имеют место две инверсии: сначала эффект отрицателен, потом положителен, потом снова отрицателен. Думаю, для качественного объяснения одним характером сил притяжения и отталкивания не обойтись, а надо будет привлекать целиком модель Ван-дер-Ваальса (которая в простейшем случае может быть описана как силы притяжения и вклад ненулевого размера молекул).

В Физической Энциклопедии есть статья, в Википедии - ссылка на ЛЛ пятый том. § 74, § 76, § 76 задача 4.

[DimaM]

Munin в сообщении #672386 писал(а):

При повышении температуры имеют место две инверсии: сначала эффект отрицателен, потом положителен, потом снова отрицателен. Думаю, для качественного объяснения одним характером сил притяжения и отталкивания не обойтись, а надо будет привлекать целиком модель Ван-дер-Ваальса (которая в простейшем случае может быть описана как силы притяжения и вклад ненулевого размера молекул).

А можно еще пару слов про вторую инверсию? Как-то обычно только про одну пишут.

[Munin]

Ну, я это всё вообще впервые вижу, но мне показалось, по ЛЛ-5 легко можно разобраться.

[FANT]

Эффект Джоуля-Томсона и эффект дросселирования дают, для перепада давления в 1 бар, понижение температуры воздуха на 0,25 К. Это очень мало и это трудно замерить в реальном эксперименте.
Но классическая модель истечения сжатого газа в атмосферу предрекает гораздо большее охлаждение воздуха. Например, при давлении воздуха в баллоне 1,9 бар и давлении в атмосфере 1 бар - струя воздуха на срезе сопла должна быть холоднее воздуха в баллоне на 50 градусов.
Это похоже на реальность ?
По-моему, это академическая фантазия. Например, при стравливании воздуха из автомобильного баллона охлаждение воздуха не заметно.

[nikvic]

FANT в сообщении #676734 писал(а):

По-моему, это академическая фантазия. Например, при стравливании воздуха из автомобильного баллона охлаждение воздуха не заметно.

У Вас на выходе - сопло Лаваля?

[FANT]

nikvic в сообщении #676759 писал(а):

У Вас на выходе - сопло Лаваля?

Нет - на выходе обычное сужающееся сопло, например, коноидальное.
При давлении воздуха в сосуде 1,9 бар и давлении в атмосфере 1 бар скорость истечения должна быть равна скорости звука. При адиабатном расширении воздуха в струе от 1,9 бар до 1 бар температура понижается на 50 градусов (в теории). но простой эксперимент это не подтверждает. Воздух не охлаждается.
А вот при сверхзвуковом истечении - охлаждение реально.