Механика, молекулярная физика и термодинамика. Полицинский Е.В. - 199 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (Механика, МКТ, термодинамика) Полицинский Е.В.
199
В случае идеального газа (пунк-
тирная прямая) отношение (
p
⋅
V/T
) ос-
тается постоянным. Из графика видно,
что в зависимости от температуры от-
клонения в поведении реального газа
от идеального различны. При более
низкой температуре отклонение (
p
⋅
V/T
)
меньше, чем для идеального газа и,
следовательно, преобладает влияние
сил притяжения.
p
⋅
⋅⋅
⋅
V/T
T
3
T
2
T
1
p
1
p
Рис.157. Зависимость
( )
p V
p
T
⋅
При расширении газа в этом случае молекулы будут совершать ра-
боту против сил притяжения за счет кинетической энергии. В результа-
те при расширении газ будет охлаждаться, то есть будет наблюдаться
положительный эффект Джоуля-Томсона. При более высокой темпера-
туре Т
3
, как видно из рис. 157, преобладающее значение имеют силы от-
талкивания, учитываемые в уравнении Ван-дер-Ваальса поправочным
членом
b
. Эти силы будут совершать работу при расширении реальных
газов и тем увеличивать кинетическую энергию молекул. В таком слу-
чае при расширении реального газа будет наблюдаться нагревание, то
есть отрицательный эффект Джоуля-Томсона.
Очевидно, найдется какая-то промежуточная температура, при ко-
торой влияние притяжения в точности компенсируется влиянием сил
отталкивания, и реальный газ ведет себя как идеальный газ, то есть
расширение не сопровождается изменением температуры.
∆
∆∆
∆
Т
Отрицательный
эффект
Т
и
Т
Положительный
эффект
Рис. 158. К эффекту Джоуля –
Томсона
Таким образом, при плавном
изменении температуры от значе-
ния Т
1
до Т
2
знак эффекта Джоуля –
Томсона изменяется с положитель-
ного на отрицательный (рис.158).
Это происходит при температуре,
называемой температурой инвер-
сии Т
и
.
Для кислорода температура инверсии +790
0
С, для водорода –
73
0
С. Эффект Джоуля – Томсона применяется в технике сжижения га-
зов.

Страницы