Агрегатные состояния тела
Страница 5

d Wп = p' dV = (а/V2)dV,

где e – константа интегрирования, которую можно положить равной нулю.

Тогда внутренняя энергия реального газа с учетом кинетической и взаимной потенциальной энергии молекул может быть выражена формулой

.

2. Эффектом Джоуля-Томсона называется изменение температуры реального газа при расширении.

Представим себе, что идеальный газ расширяется адиабатически в вакуум. Работа против внешних сил (их нет) равна нулю. При этом внутренняя энергия идеального газа не меняется, что означает, что температура остается постоянной.

В реальном газе между молекулами действуют силы притяжения и силы отталкивания. При расширении газа силы отталкивания совершают положительную работу, потенциальная энергия отталкивания уменьшается, кинетическая энергия растет, скорость молекул увеличивается (температура увеличивается). Силы притяжения совершают при расширении отрицательную работу, потенциальная энергия притяжения увеличивается, скорость молекул газа уменьшается, температура газа уменьшается. Таким образом, при расширении реального газа действие сил отталкивания приводит к нагреванию газа, а действие сил притяжения – к охлаждению. Результат зависит от того, какие силы взаимодействия между молекулами преобладают.


Рис. 2.38

Опыт Джоуля–Томсона состоял в следующем (рис. 2.38). В бамбуковой трубке (1), изолированной шерстью (2) помещалась ватная пробка (3) – дроссель. В трубке создавался стационарный поток газа, при этом давление p1 газа слева от дросселя было больше давления p2 газа справа от дросселя. Температура измерялась по одну и другую сторону дросселя. Опыт показал, что большинство газов при комнатной температуре после дросселирования, т. е. протекания через дроссель, охлаждалось, и только температура водорода и гелия повышалась. Это означает, что при расширении водорода и гелия главную роль играют силы отталкивания, а для других газов – силы притяжения.

Другие статьи из раздела

Атом

Согласно кинетической теории газов лишь очень небольшая (при обычных условиях примерно одна десятитысячная) доля всего объёма газа занята самими молекулами, которые находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения. Каждая молекула ежесекундно несколько миллиардов раз сталкивается с другими, поэтому средняя длина её свободного пробега измеряется лишь десятками миллиметров...


Жидкостное химическое травление

Введение. Травление используется для селективной (химической) прорисовки диффузионных масок, формирования изолирующих или проводящих областей, в процессе которого вещество в области, подвергаемой травлению, химически преобразуется в растворимое или летучее соединение. В литографии травление применяется в основном для формирования диффузионных масок...


Химические элементы в организме человека.

Многие учёные считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определённую биологическую функцию. Достоверно установлена роль около 30 химических элементов, без которых организм человека не может нормально существовать. Эти элементы называют жизненно необходимыми. Организм человека состоит н...