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

Физическая связь

&...


Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение

Содержание Введение …………………………………………………………………… 3 1. Тепловой эффект химической реакции…………………………&h...


Вторая группа периодической системы

Вторая группа отличается от других одинаковостью структуры внешнего электронного слоя у атомов всех входящих в неё элементов. С другой стороны, второй снаружи слой, оставаясь законченным, у отдельных представителей различен. Обстоятельство это налагает свой отпечаток на свойства соответствующих атомов и ионов и обусловливает разделение следующих за магнием элементов на две подгруппы: кальция и цинка...