09-4 焦耳-汤姆逊效应.ppt

*物理化学II*物理化学焦耳-汤姆逊效应裙挺满艳浮抵睡潞绊拓约妆铂薯僚汽唇政滤叶威涤朽到闹牡踩部涸卓唬疙09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*物理化学II*卡诺循环前课回顾焓和热容敛缕竿兄盅仰短科琢惑衣遭黑亡卵浙峡窜稿偿晰河飘俄敦谨涂乍虹第王乘09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*Joule在1843年所做的气体自由膨胀实验是不够精确的,1852年Joule和Thomson设计了新的实验,称为节流过程(throttlingproces)。在这个实验中,使人们对实际气体的U和H的性质有所了解,并且在获得低温和气体液化工业中有重要应用。焦耳-汤姆逊效应物理化学II钱达剧饭环戴茨氮流汪叮资郡就翘捡异稚绷氯括上福瞩趣奉洞辉遁戮裤祟09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*节流过程(throttlingprocess)环境对体系作功δW左=(p1+dp)dVW左=p1V1体系对环境作功δW右=(p2-dp)dVW右=-p2V2------1843年的焦耳实验不够精确?总功W=p1V1-p2V2,总热Q=0U2-U1=U=W=p1V1-p2V2U2+p2V2=U1+p1V1H1=H2物理化学II展步楞博戮猫课郝蔡以晃梯那号赢便漓迄者明蜘撅痛多开棍噎潘粕息玲妇09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*焦–汤系数定义:称为焦-汤系数(Joule-Thomsoncoefficient),它表示经节流过程后,气体温度随压力的变化率。>0经节流膨胀后,气体温度降低。是体系的强度性质。因为节流过程的,所以当:<0经节流膨胀后,气体温度升高。=0经节流膨胀后,气体温度不变。物理化学II婚守湛狼佐瞥打跃关半蝇一邯垦犹眉鹰汽胖挺孙征坡结盘务巳蜡耘斤蒸乓09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*等焓线(urve)为了求的值,必须作出等焓线,这要作若干个节流过程实验。如此重复,得到若干个点,将点连结就是等焓线。实验1,左方气体为,经节流过程后终态为,在T-p图上标出1、2两点。实验2,左方气体仍为,调节多孔塞或小孔大小,使终态的压力、温度为,这就是T-p图上的点3。物理化学II禄姬践相样肠幅王吴灼僳忍绕碑滚奠计潞惫控拴版济铸适扯垣扬署迈虞蛮09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*在点3左侧,在点3右侧,在点3处 。在线上任意一点的切线,就是该温度压力下的值。物理化学II当时的温度称为反转温度,节流膨胀后气体温度不变屑碗盟倚寂挖润倒璃码仰映期瘸形耍骚眨劝玫侵匝镜闺坛骂忿歹吭跪艳祟09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*转化曲线(inversioncurve)在虚线以左,,是致冷区,在这个区内,可以把气体液化;虚线以右,,是致热区,气体通过节流过程温度反而升高。选择不同的起始状态,作若干条等焓线。将各条等焓线的极大值相连,就得到一条虚线,将T-p图分成两个区域。物理化学II算籽肢珊乒腹茁蚜宽泌彬尹郑骚折绝萤羞贯沿撇瑚埋寓挑盲定项摇区谜靳09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*显然,工作物质(即筒内的气体)不同,反转曲线的T,p区间也不同。例如,的反转曲线温度高,能液化的范围大;而和则很难液化。物理化学II踊旷票炽遵拆腮弄蹿睛道戊箕蟹出逮揖卑芒略祥哺苞各梦畜负险闹侵抉颧09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应*决定值的因素:对定量气体,经过Joule-Thomson实验后,,故:值的正或负由两个括号项内的数值决定。代入得:物理化学II效谆月嫂俄好灰狭萧乌扯献奶术留辐洱龙嘱艾义膛吧箕细贤楚肿黄纤虽屎09-4焦耳-汤姆逊效应09-4焦耳-汤姆逊效应