Адиабатическое расширение газов

При еще более низких температурах существуют магнитные газы в парамагнитных твердых телах. Речь идет о веществах, частицы которых имеют произвольно ориентированные в отсутствие поля магнитные моменты, так что в среднем образец такого вещества не поляризован. При включении поля происходит ориентация элементарных магнитиков и вещество приобретает суммарный магнитный момент. Адиабатическое размагничивание таких тел эквивалентно адиабатическому расширению газа, так как работа размагничивания производится за счет внутренней энергии тела и оно должно охлаждаться. Для количественной характеристики процесса, основываясь на (9.30), введем функцию состояния, обобщенную энтальпию, Н = Н—УЖЖ, дифференциал которой при постоянном давлении и химическом составе системы [c.163]

Интересующий процесс может происходить с изменением как температуры, так и давления. Например, адиабатическое расширение газа, сопровождающееся химическими превращениями веществ.. Энтальпия системы в таком процессе также меняется. Если, однако, расширение можно считать равновесным, то должна сохраняться энтропия системы и ее можно определить по энтропиям исходных веществ, т. е. [c.173]

Для создания перенасыщенного пара в рабочем объеме обычно одна из стенок этого объема делается подвижной (в виде поршня или эластичной диафрагмы). Совершая адиабатическое расширение газа до объема V2, мы вызовем понижение температуры в рабочем объеме до некоторого значения, удовлетворяющего соотношению [c.46]

В более поздних конструкциях камер создание пересыщенного состояния пара достигается быстрым выпуском сжатого воздуха из вспомогательного объема через клапан Кх- В результате уменьшения давления во вспомогательном объеме резиновая диафрагма Д быстро опускается и происходит адиабатическое расширение газа и пара в рабочем объеме камеры на 25—35%, приводящее к понижению температуры и пересыщению пара. Пунктиром показано положение диафрагмы Д на опорной сетке S . Изменяя положение этой сетки, можно регулировать величину расширения газа и пара в рабочем объеме. Трубка служит для впуска сжатого воздуха во вспомогательный объем который возвращает диафрагму в исходное положение в конце каждого рабочего цикла. Сетка Si ограничивает движение резиновой диафрагмы вверх. Через трубку Кз заполняется рабочий объем газом и паром выбранной жидкости. Рабочий объем камеры ограничен стеклянными боковыми стенками А, верхним плоским стеклом В и металлической сеткой Si, покрытой черным бархатом (для получения темного фона). Для освещения рабочего объема сбоку ставится импульсная осветительная лампа. [c.47]

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]

Рис. 2.23. Схема опыта по адиабатическому расширению газа в пустоту

Кроме дросселирования для получения низких температур применяют также адиабатическое расширение газа с отдачей полезной внешней работы. Наиболее совершенная схема осуществления этого процесса предложена Капицей. [c.177]

Если процесс адиабатического расширения газа отклоняется от обратимого, то производимая газом полезная внешняя работа уменьшается на величину работы сил трения, которая превращается в теплоту и идет на нагревание газа. Соответственно этому охлаждение газа уменьшается. С увеличением степени необратимости процесс адиабатического расширения приближается к адиабатическому дросселированию и стремится к [c.178]

Рис. 2,14. Адиабатическое расширение газа пустоту

Заметим, что, кроме дросселирования, для получения низких температур применяют также адиабатическое расширение газа с отдачей полезной внешней работы. [c.293]

Следовательно, при обратимом адиабатическом расширении газ охлаждается сильнее, чем при адиабатическом дросселировании. Из этого соотношения видно, что а, а при jj оо. Так, например, в области двухфазных состояний вещества оба процесса приводят при одинаковых перепадах давлений к одному и тому же понижению [c.294]

Если процесс адиабатического расширения газа отклоняется от обратимого, то производимая газом полезная внешняя работа уменьшается на величину работы о г Т,к сил трения, которая превращается [c.295]

Кроме дросселирования, для получения низких температур применяют также адиабатическое расширение газа с отдачей полезной внешней работы. Наиболее совершенная схема осущ,ествления этого процесса предложена акад. П. Л. Капицей. Представляет интерес сравнить эффективность обоих методов. [c.171]

Пример 4.2. Интересным приложением теории адиабатического расширения газов является вычисление изменения температуры по высоте атмосферы. В атмосфере существуют конвекционные токи, непрерывно перемещающие воздух из верхних слоев в нижние, а из нижних в верхние. Когда воздух поднимается в верхние слои с более низким давлением, он адиабатически расширяется (ибо является плохим проводником теплоты) и его температура понижается. [c.46]

В заключение остановимся еще на одном типе мощных газовых ОКГ, разрабатываемых в последнее время, — это так называемые газодинамические лазеры (ГДЛ). В них используется особый способ получения инверсии, заключающийся в резком охлаждении предварительно нагретой рабочей смеси путем адиабатического расширения газа. При нагревании газа молекулы переходят на верхние уровни, но при этом сохраняется обычное больцманов-ское распределение по энергетическим уровням с большим заселением нижних уровней по сравнению с верхними. При охлаждении газа молекулы должны перейти на нижние уровни, скорость их перехода зависит от времени жизни на том или другом уровне. [c.53]

Так как время жизни верхнего лазерного уровня молекулы СО2 значительно больше нижнего, расселение нижнего идет с большей скоростью. При адиабатическом расширении газа в сопле и про-исходящ,ем при этом резком охлаждении в газе, выходяш ем из сопла, будет иметь место различное расселение молекул по энергетическим уровням в различных областях струи. В ближайшей к соплу области еще будет преобладать населенность нижнего уровня, но на некотором расстоянии от сопла, соответствуюш ем [c.54]

Адиабатическое расширение газов 49 Азот — Растворимость в чистых металлах 323 [c.533]

Дросселирование впервые исследовали Д. Джоуль и В. Томсон в 1852 г. Дросселированием называется адиабатическое расширение газа от постоянного давления р до постоянного давления р2 без совершения внешней работы, т. е. это существенно необратимый процесс, протекающий в изолированной системе. [c.92]

Существует несколько внешне похожих друг на друга случаев адиабатического расширения газа без производства полезной работы. Помимо дросселирования известны такие процессы [c.92]

Процесс истечения — адиабатическое расширение газа от постоянного давления pi до постоянного давления р2 без производства полезной работы, с преобразованием энергии сжатого газа в энергию струи. Обычно истечение организуется в коротких каналах. [c.92]

Адиабатическое расширение газа над поршнем [c.104]

Машины, в которых осуществляется адиабатическое расширение газа с совершением внешней работы, называются детандерами. Рассмотрим несколько подробнее один из возможных случаев — расширение газа над поршнем. [c.106]

Адиабатическое расширение газа во вращающемся канале [c.115]

В настоящее время наибольшая мощность достигается у газодинамических лазеров, использующих смесь из СО2 (7,5 %), N2 (91,3 %) и Н2О (1,2 %). Разогретая до 700—3000 °С смесь газов находится под давлением 981 ГПа в камере 3 (рис. 23.7, б), затем проходит со сверхзвуковой скоростью через сопло Лаваля 4 в камеру 5, где происходит ее охлаждение до Г- 250 °С вследствие адиабатического расширения газа. Возбужденные молекулы СО2 при охлаждении переходят на более низкий энергетический уровень, испуская когерентное излучение. [c.455]

Как видно из формулы (12.18), обратимое адиабатическое расширение газа может быть использовано как способ его охлаждения. Однако медленное обратимое расширение газа в условиях адиабатической изоляции не представляет собой технически удобный прием получения низких температур. Рассмотрим в связи с этим еше два эксперимента. [c.60]

В объемных десублиматорах образование аэрозоля происходит при пересыщении, вызываемом понижением температур смеси. Охлаждение может быть вызвано адиабатическим расширением газа, смешением газа с более холодным потоком и отводом теплоты через стенку, вдоль которой движется газовый поток. При высокой температуре газов смеси теплота может отводиться лучеиспусканием в окружающую среду, имеющую значительно более низкую температуру. [c.560]

Осуществление гомогенной конденсации пара оказалось возможным после того, как удалось свести к минимуму гетерогенную нуклеацию на примесях, ионах и холодных поверхностях путем быстрого пересыщения пара при адиабатическом расширении газа. Эта идея впервые была реализована в поршневой камере Вильсона, которая, однако, имеет ряд недостатков. Позднее были разработаны новые экспериментальные методики, использующие сверхзвуковой поток газа внутри сходящегося—расходящегося сопла [202, 286, 287] или через сопло из резервуара в вакуум [38—43, 202], а также диффузионную конденсационную камеру [288—290]. [c.97]

Очевидно, что при такой малой разности давлений вдоль трубки тока плотность б дет изменяться так же мало, процентное отношение изменений давления и плотности будет примерно тем же. Действительно, при адиабатическом расширении газа на незначительную величину относительное изменение давления будет в X раз больше относительного изменения плотности ведь из (105.3) получаем [c.363]

Чтобы получить количественное соотношение между изменением температуры и объема в результате адиабатического расширения газа, заметим, что, поскольку iiQ = О, то уравнение (30) можно представить в виде [c.28]

Уравнения (58 ) и (59 ) описывают адиабатическое расширение газа. Таким образом, уравнение адиабатичности — это частный случай уравнения энергии, написанного для нетеплопроводного идеального газа. В этом случае уравнение (58 ) или (59 ) является уравнением, замыкающим общую систему уравнения движения. [c.637]

Интересно сравнить значение холодильного коэффициента вихревой трубы вихр.- определяемое по формуле (3.3), со значением холодильного коэффициента газовой машины с незамкнутым циклом (использующей адиабатическое расширение газа), подсчитанным по формуле (1.4). Отметим, что если бы при вычислении k машины с адиабатическим расширением мы пренебрегли бы работой, отдаваемой детандером, то было бы равно [c.14]

Согласно равенству (1.2), внешняя работа в адиабатическом процессе равна уменьшению энтальпии, которое в свою очередь, если процесс полностью обратим, равно vdp (по первому закону термодинамики). При обратимом адиабатическом расширении газа давление и объем связаны уравнением jtJ = onst, где %—отношение теплоемкостехг. Используя это уравнение при интегрировании, получаем [c.130]

У газообразных тел производная ((Зц/8Г)р всегда положительна, поэтому производная (dT/dv)s имеет отрицательный знак, т. е. адиабатическое расширение газа приводит к охлаждению его, а адиабатическое ежатие, наоборот, к нагреванию (рис. 5.7, б). Этот вывод справедлив и для жидкостей, за исключением тех случаев, когда производная (ди/дТ)р становится отрицательной, т. е. когда с нагреванием при р = onst жидкость не расширяется, а наоборот, сжимается (что для воды имеет место в области температур от О до 4° С). В области, где (ди/дТ)р < О, адиабатическое расширение сопровождается повышением, а адиабатическое сжатие — понижением температуры жидкости (рис. 5.7, в). [c.171]

Таким образом, в случае полной регенерации термический к. п. д. газотурбинной установки с подводом теплоты при р = onst и адиабатическим сжатием зависит только от температуры в конце адиабатического расширения газа Г4 (начальная температура Ti принимается обычно постоянной). При этом степень увеличения давления должна быть такой, чтобы температура в конце адиабатического сжатия была меньше температуры T , т. е. [c.555]

Во многих машинах, реализуюгцих нестационарные процессы, понижение температуры происходит вследствие близкого к адиабатическому расширения газа, остающемуся в сосуде при истечении, подобно тому понижению температуры, которое наблюдается в физическом опыте Клемана—Дезорма. В этом опыте, который ставится для довольно точного определения показателя адиабаты к, происходит неравновесное истечение газа из одного сосуда в другой, в результате которого в первом сосуде, где давление более высокое, происходит процесс изменения состояния, довольно близкий к адиабатическому процессу расширения. [c.126]

Производная ( р>Одля любого газа. Из этого условия следует, что при обратимом адиабатическом расширении газа получается его охлаждение независимо от вида уравнения состояния. В этом и состоит главное преимущество использования обратимого [c.225]

Интересным и простым приложением теории адиабатического расширения газов является вычисление изменения температуры атмосферы высоко над уровнем моря. Основной причиной изменения температуры являются конвехщионные токи в тропосфере, которые непрерывно перемещают воздух из низших слоев в высшие и из высших в низшие. Когда воздух с уровня моря поднимается в верхние слои с низким давлением, он расширяется. Так как воздух — плохой проводник тепла, то тепло от окружающего воздуха очень плохо передается поднявшемуся воздуху, поэтому можно считать, что происходит адиабатическое расширение. Соответственно понижается температура поднявшегося воздуха. С другой стороны, во.здух верхних слоев атмосферы, погруя аясь в нижние слои, испытывает адиабатическое сжатие, вследствие чего повышается температура. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...