Опыт Джоуля

При любом термодинамическом процессе идеального газа изменение его внутренней энергии определяется только изменением го температуры (опыт Джоуля), т. е. U = f (t). Если в результате процесса температура газа не изменилась, можно утверждать, что скорость молекул не изменилась и, следовательно, осталась без изменения и внутренняя кинетическая энергия газа. [c.33]

Первым экспериментальным подтверждением эквивалентности теплоты и работы явился известный опыт Джоуля, в котором механическая работа превращалась в работу за счет действия сил трения, причем количеству затраченной работы соответствовало всегда вполне определенное количество выделившейся теплоты (рис. 1.8). Таким образом была доказана эквивалентность теплоты и работы и установлен механический эквивалент теплоты. Значение эквивалента теплоты [c.28]

Теплота. Опыт Джоуля. Эквивалентность теплоты и работы [c.25]

Томсон Предложил видоизменить опыт Джоуля и поставил эксперимент с пористой перегородкой. Идея этого эксперимента СОСТОИТ в ТОМ, чтобы создать непрерывный поток газа через пористую перегородку из объема с более высоким давлением в объем с более низким давлением при условии отсутствия теплообмена. Поддерживая малую скорость течения газа, можно пренебречь кинетической энергией его движения. Если температура газа в опыте изменяется, то можно рассчитать, какое количество тепла необходимо сообщить газу дополнительно для того, чтобы привести его температуру к первоначальной. Таким способом можно провести изучение изотермического процесса. [c.28]

В качестве одного из примеров использования большого числа соотношений, получаемых при помощи функции О (Я, Г), рассмотрим опыт Джоуля — Кельвина. В этом эксперименте газ про- [c.20]

Рис. 1. Опыт Джоуля. Эквивалентность тепла и работы была

Рассмотренный нами ранее опыт Джоуля, при котором газ из замкнутого сосуда вытекает в другой эвакуированный сосуд, не совершая работы, также является процессом дросселирования. Работа, получаемая здесь при обратимом расширении, вновь превращается в тепло за счет турбулентного перемешивания. При этом энтальпия остается постоянной . Для идеального газа это равносильно тому, что и температура в конечном итоге остается постоянной. [c.94]

При дросселировании реального газа температура меняется (эффект Джоуля-Томсона). Как показывает опыт, знак изменения температуры dT/dp)n для одного и того же вещества может быть положительным (dT/dp)h>Q, газ при дросселировании охлаждается) и отрицательным dT/dp)t,[c.51]

Это положение было доказано Джоулем, который проделал в 1845 г. следующий опыт. В калориметр с водой помещались два сосуда, соединенные между собой трубкой с краном (рис. 5-2). [c.55]

Внутренняя энергия газа. Внутренняя энергия газа может быть определена из опытов по адиабатическому расширению газа в пустоту. Впервые такой опыт был произведен Гей-Люссаком, а затем Джоулем все опыты подобного рода называются опытами по свободному расщирению газа. [c.33]

В 1806 г. Гей-Люссак предпринял попытку экспериментального исследования зависимости внутренней энергии газа от объема. Опыт по схеме, предложенной Гей-Люссаком, был впоследствии повторен Джоулем с более высокой степенью точности. [c.35]

Процесс расширения газа в вакуум, рассмотренный нами ранее в 2-4 (опыт Гвй-Люссака—Джоуля), также является типично необратимым процессом очевидно, что газ, занимавший ранее объем Fj и занявший после расширения объем V , сам собой, без затраты работы извне, не сожмется и не соберется вновь в объеме освободив объем V . [c.51]

Как показывает опыт, для одного и того же вещества знак а. оказывается различным в различных областях состояния. Состояние газа (жидкости), в котором а,, равно нулю, называется точкой инверсии эффекта Джоуля—Томсона. Геометрическое место точек инверсии на диаграмме состояния данного вещества называется кривой инверсии. [c.244]

Опыт Гей-Люссака—Джоуля 35 [c.506]

Джоуля опыт 24, 59 Динамическое состояние системы 10, [c.135]

Классическим опытом Д. Джоуля было установлено, что внутренняя энергия газа не зависит ни от объема, ни от давления. В опыте Джоуля два закрытых металлических сосуда, соединенных трубкой с краником, были помещены в водяной калориметр. Перед началом опыта из одного сосуда выкачивался воздух, а в другой нагнетался до давления около 20 ата испытуемый газ. Затем кран открывался и происходило выравнивание давлений в обоих сосудах. При этом объем газа увеличивался (заполнялся второй сосуд), а давление— уменьшалось. Температура калориметра, как показал опыт, оставалась неизменной. [c.66]

Чтобы исследовать зависимость внутренней энергии от объема, Гей-Люссак (1802) и позднее Джоуль произвели опыт, в котором газы свободно расширялись, переходя из одного сосуда в другой без совершения работы. Поскольку охлаждения при этом не наблюдалось, вначале был сделан вывод (несколько ошибочный), что для исследованных газов точно выполняется равенство [c.26]

Для выяснения зависимости внутренней энергии газа от его давления и объема Джоулем в 1845 г, был проделан следующий опыт. Два медных сосуда А и В (рис, 3-5) [c.40]

Позднее этот опыт был повторен Джоулем и Томсоном и привел к установлению зависимости внутренней энергии от объема. [c.167]

Известный опыт Кельвина и Джоуля с трубой, разделенной пористой перегородкой, является опять-таки частным случаем только что разобранного явления. Газ течет через перегородку, при значительной разности давлений, стационарным потоком. В течение опыта давление по обе стороны перегородки остается постоянным. Нам нужно найти связь между температурами по обе стороны перегородки, считая, что протекание газа через перегородку происходит адиабатически. Членом — и1 можно опять пренебречь. [c.20]

Докажем сначала, что если неверна формулировка Кельвина, то неверна и формулировка Клаузиуса. Предположим, что формулировка Кельвина неверна Тогда мы можем получить некоторое количество тепла из термостата при температуре Г, и полностью превратить его в работу без каких-либо других изменений в системе. Теперь мы можем превратить эту работу в тепло, которое мы сообщим термостату с температурой Гг > Г опять без каких-либо других изменений в системе. (Практически это можно сделать так же, как в опыте Джоуля по доказательству эквивалентности тепловой и механической энергий.) Конечным результатом этого двухступенчатого процесса будет передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому без каких-либо других изменений в системе и окружающих телах. Следовательно, формулировка Клаузиуса несправедлива. [c.19]

Вывод, следующий из всего вышеизложенного, заключается в том, что до настоящего времени предложены и практически опробованы несколько конструктивных вариантов скважинных электроискровых источников упругих волн ддя широкого круга сейсмических задач с энергиями разряда от единиц джоулей до 250 кДж, Один из них можно непосредственно использовать для массового применения, другие требуют доработки для увеличения ресурса работы, упрощения проведения ремонта или смены изнашиваемых элементов и т,п. Уже имеющиеся устройства позволяют проводить экспериментальные и опытно-методи- ческие исследования и накапливать всесторонний опыт для ответа на вопрос о месте и возможностях электроискровых источ -ников в общем ряду наземных невзрывных источников упругих волн. [c.48]

Рис. и. Опыт Гей-Люссака и Джоуля. [c.38]

Поддерживая все время одинаковое начальное состояние в сечении 1 и постепенно снижая давление в сечении 2, мы можем по результатам подобного опыта вычертить линию постоянной энтальпии в р-диаграм-ме. Наклон этой линии (dtldp)- называется коэффициентом Джоуля— Томсона. Обычно этот коэффициент мал он может быть как больше, так и меньше нуля. Коэффициент Джоуля—Томсона является положительным (понижение t при уменьшении р) для водяного пара и дву- Окиси углерода при обычных условиях и является отрицательным для водорода и воды при комнатной температуре и атмосферном давлении. Опыт Джоуля — Томсона является относительно простым измерением, позволяющим получить полезные сведения. Он обычно применяется лля определения соотношений между свойствами вещества. [c.29]

Экспериментальным обоснованием первого закона является опыт Джоуля, который доказал эквивалентность механической и тепловой энергий, продемонстрировав возможность полного превращения механической работы в тепло. Если тепло рассматривать как одну из форм энергии, то его необходимо учитывать и при формулировке закона сохранения энергии. Первый закон термодинамики как раз и является, в частности, законом сохранения тепловой и механической энергй , [c.15]

Фиг. 28. Схема установки Джоуля и Томсона, предназначенной для измерений температуры при пзоэнталышйыом расширении (опыт с пористой перегородкой).

Фиг. 28. Схема установки Джоуля и Томсона, предназначенной для <a href="/info/214238">измерений температуры</a> при пзоэнталышйыом расширении (опыт с пористой перегородкой).

Низкие температуры наружного воздуха оказывают существенное влияние и на термодинамические характеристики транспортируемого газа. В Западной Сибири грунт имеет температуру на глубине залегания газопровода ниже, чем в средней полосе страны и на юге. В связи с этим происходит более интенсивный теплообмен газопродуктов с окружающей средой. Опыт эксплуатации показал, что в зимний период времени на некоторых компрессорных станциях температура газа на входе оказывается ниже температуры грунта. Объясняется это низкой температурой наружного воздуха и высоким давлением транспортируемого газа. Вследствие большого изменения абсолютного давления-по длине газопровода (для зоны Западной Сибири оно больше, чем для южных газопроводов) значительно проявляется эффект Джоуля—Томсона, и в результате происходит более интенсивное уменьшение температуры по длине газопровода. Это, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к осушке и очистке транспортируемого газа. Эксплуатационному персоналу известно, что уменьшение температуры газа на 3 С приводит к повышению производительности газопровода на 1 %. Отсюда следует, что для повышения производительности газопровода необходимо (что в условиях Западной Сибири относительно доступно) снижать температуру транспортируемого газа. Кроме того, средняя температура транспортируемого газа оказывает существенное влияние на надежность линейной части. Так, газопроводы, уложенные в слабонесущие грунты, при высоких температурах газа теряют устойчивость, что наиболее выражено в осенне-весенние паводки, их выпучивает, появляются гофры и арки отдельных участков. Повышение надежности линейной части обеспечивается снижением температуры транспортируемого газа в соответствующих системах охлаж- [c.11]

Принципиальная несогласованность в классических оценках работоспособности тепла обнаруживается также при анализе процесса в известном опыте Джоуля (необратимое расширение газа в постоянном изолированном объеме). Указанный опыт часто трактуется как особо наглядный пример деградации тепловой энергии (переход системы от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному), которая якобы адэкватно характеризуется изменением энтропии данной системы. При анализе опыта Джоуля, например, указывается, что уменьшение в изолированной системе возможностей использования теплоты для превращения ее в механическую работу или деградация в ней энергии характеризуется ростом энтропии . Однако в данном случае тот же опыт подтверждает сохранение температуры рабочего вещества в рассматриваемом процессе. [c.74]

Внутрь калориметра Джоуль помещал сосуд, имеющий две камеры А ш В, соединенные трубкой (рис. 5). Он наполнил камеру А газом и откачал камеру В, причем сначала обе камеры были перекрыты краном в соединяющей их трубке. После того, как термометр, помещенный в калориметр, показал, что наступало термическое равновесие, Джоуль открыл кран, вследствие чего газ поступал из Л в до тех пор, пока давление не стало всюду одинаковым. При этом он обнарун ивал лишь очень небольшое изменение в показаниях термометра. Это означало, что практически не происходил переход тепла от калориметра к камере и наоборот. Предполагается, что если бы этот опыт был выполнен с идеальным газом, то изменения температуры не было бы вовсе. [c.25]

Вильям Томсон (с 1866 г. лорд Кельвин) был профессором натурфилософии в Университете в Глазго с 1846 г. и занимал эту должность в течение 53 лет. Он ввел понятие абсолютной температуры и был одним из основателей кинетической теории тепла и диссипации энергии. В 1855 г. он развил теорию термоупругости, основанную на классических наблюдениях Джоуля малых изменений температуры при мгновенном нагружении или разгрузке упругих тел. Он изобрел много остроумных приспособлений, использованных при прокладке подводных кабелей. Вместе с Тэтом он является автором трактата по натурфилософии ( Treatise оп Natural Philosophy ), опубликованного в 1867 г. В этой книге он выдвинул поучительное и простое объяснение одного лз предложенных Кирхгофом граничных условий для упруго изогнутой пластинки. [c.17]

Д.— Т. э. был обнаружен и исследован англ. учёными Дж. П. Джоулем и У, Томсоном (Кельвином) в 1852—62. В опытах Джоуля и Томсона измерялась темп-ра в двух последоват. сечениях непрерывного и стационарного потока газа (до дросселя и за ним). Вследствие значит, трения газа в дросселе (мелкопористой пробке из ваты) скорость газового потока была очень малой и кинетич. энергия потока при дросселировании практически не изменялась. Благодаря низкой теплопроводности стенок трубы и дросселя теплообмен между газом и внеш. средой отсутствовал. При перепаде давления на дросселе Ap=pi— —Ра равном атм. давлению, измеренная разность темп-р АТ—Т —Т для воздуха составила —0,25°С (опыт проводился при комнатной темп-ре). Для СО2 и На в тех же условиях АТ оказалась соотв. равной —1,25 и -f-0,02° , Д,— Т. э, принято называть положительным, если газ в процессе дросселирования охлаждается (ЛГ < 0), и отрицательным, если газ нагревается (ДГ >0). [c.154]

Представим себе в нащем примере, что вначале все молекулы находятся в одной половине сосуда, отделенной от другой части перегородкой, и представим, что разделяющая перегородка внезапно исчезает. Мы имеем тогда не что иное, как опыт Гей-Люссака и Джоуля, описанный на стр. 38. Между двумя сосудами происходит выравнивание давления, которое согласно второму закону должно приводить к возрастанию энтропии и к тому, что процесс оказывается существенно необратимым. В противоположность этому утверждению статистика не исключает полностью возможности возврата к начальному маловероятному состоянию, но она указывает, что при больщом числе молекул вероятность этого настолько ничтижно мала, что мы имеем право считать этот возврат в человеческих мащтабах невероятным и говорить о таком процессе как о необратимом. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...