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

Химические волокна

Введение. За последние 100 лет население Земли удвоилось. Но еще больше возросли потребности людей. Выработка природных волокон – шерсти, хлопка, натурального шелка, льна, конопли – стала заметно отставать от спроса. Так, за последние 40 лет, она увеличилась лишь на 25%, а спрос – на 100%. Устранить это несоответствие помог...


Золото

В связи с быстрыми темпами развития техники связи, электронной, авиационной, космической и других отраслей промышленности значительно вырос интерес к золоту. В настоящее время разработано большое количество новых сплавов золота, а так же технологические процессы нанесения покрытия золотом и получение многослойных материалов. Ра...


"Озоновые дыры"

    С возникновением человеческой цивилизации появился новый фактор, влияющий на судьбу живой природы. Он достиг огромной силы в текущем столетии и особенно в последнее время. 5 млрд. наших современников оказывают на природу такое же по маштабам воздействие, какое могли оказать люди каменного века, если бы их численность составила 50 млрд. человек.                 &nbs...