Дросселирование. Эффект Джоуля-Томпсона.

Э ффект падения давления в струе рабочего тела в процессе протекания через сужение в канале называется дросселированием или мятием.

Считая, что нет трения, не производится механическая работа и не меняется потенциальная энергия, получим: , где первая точка – точка на поперечном сечении до сужения, вторая – после. При этом точки достаточно далеко от сужения, т.е. давление в их окрестности постоянно. Тогда . Исходя из закона сохранения массы, . Если газ идеальный, то .

. Величина называется коэффициентом адиабатического дросселирования или коэффициентом дифференциального эффекта.

Явление изменения температуры газов при адиабатическом дросселировании называется эффектом Джоуля-Томпсона. Изменение температуры газа или жидкости при значительном перепаде давления называется интегральным дроссель-эффектом.

Если , то температура вещества после прохода сужения будет понижаться, если , то повышаться. Если , то температура не меняется. В этом случае температура называется температурой инверсии. Для ван-дер-ваальсовского газа . Для одного и того же вещества знак оказывается различным в различных областях состояния. Состояние газа (жидкости), в котором называется точкой инверсии эффекта Джойля-Томпсона.

Реальный газ и уравнения состояния реального газа. Опыты Эндрюса. Критическая точка. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

Т емпература называется критической температурой.

В критической точке , где – удельный объём кипящей жидкости, – удельный объём сухого пара.

Степень сухости ; Степень влажности .

Некоторые данные по реальным веществам:

		, МПа
	374.15	22.129
He	–267.9	0.228
	243.1	6.38
C	6000	690
	31.04	7.412

Уравнение Ван-дер-Ваальса: , где a и b параметры газа.

О бласть – область перегретой жидкости. Получается из обычной жидкости при осторожном и постепенном нагревании её выше точки кипения. При этом из неё должны быть удалены зародыши для возникновения пузырьков. Область – область переохлаждённого пара. Получается из обычного пара при осторожном и медленном нагревании при отсутствии зародышей конденсации. Области в реальности не существует.

Постоянные a и b в уравнении Ван-дер-Ваальса можно получить из системы уравнений . Тогда . Пусть . Тогда уравнение Ван-дер-Ваальса станет приведённым: . Оно справедливо для всех ван-дер-ваальсовских газов.

Пусть . Для Ван-дер-ваальсовского газа .

Вещество	He	H	N		Xe
	0.32	0.33	0.293	0.288	0.78	0.224

При выводе уравнения Ван-дер-Ваальса не была учтена тенденция молекул группироваться в ассоциации. Более точное уравнение: .

Вириальный ряд: . Число членов зависит от точности исследования. – вириальные коэффициенты.

Другое более точное уравнение: , где – вириальные коэффициенты.