Joule-Thomson效应s 2.10Joule-Thomson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。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。山东开工大家
1 §2.10 Joule-Thomson效应 Joule-Thomson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。 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
节流过程在一个圆形绝热筒的中部多孔塞膨胀区压缩区有一个多孔塞或小孔，使气体不能很快通过，并维持塞8888pp两边的压差。Pi,V,T上图是始态，左边气体的状态为：P,V,T多孔塞压缩区膨胀区下图是终态，左边气体被P2p00压缩通过小孔，向右边膨V1D222-12胀，气体的终态为:P2,V2,T2山东州工大家2NV
2 在一个圆形绝热筒的中部 有一个多孔塞或小孔，使气 体不能很快通过，并维持塞 两边的压差。 下图是终态，左边气体被 压缩通过小孔，向右边膨 胀，气体的终态为： 2 2 2 p V T , , 上图是始态，左边 气体的状态为： 1 1 1 p V T , , p1 p2 1 1 1 p V T , , p1 p2 2 2 2 p V T , , ◆ 节流过程
节流过程膨胀区多孔塞压缩区PiPfPr,Vr,T注意：节流过程为不可逆过程（气体始终态压力分别恒定的绝热膨胀山东开王大家3tNV
3 pi pf i i i p V T , , pi pf pf f f f p V T , , ◆ 节流过程 注意：节流过程为不可逆过程（气体始终 态压力分别恒定的绝热膨胀）
节流过程的AH,AU节流过程是在绝热筒中进行的，0=0，所以：U2 -U, =△U=W（即开始，环境将一定量气体压缩时所作功以气体为系统得到的功）为：W=-piAV =-p(O-V)= pV气体通过小孔膨胀，对环境作功为：W2 =-P2△V =-P2(V2-0)=-p2V山东开王大家4
4 W p V 1 1 = − 开始，环境将一定量气体压缩时所作功（即 以气体为系统得到的功）为： 节流过程是在绝热筒中进行的，Q = 0 ，所以： U U U W 2 1 − = = 气体通过小孔膨胀，对环境作功为： W p V 2 2 = − = − − p V V 1 1 1 1 (0 ) = p 2 2 2 ( 0 ) 2 = − − p V V = − p ◆ 节流过程的ΔH, ΔU
节流过程的AH,AU在压缩和膨胀时，系统净功的变化应该是两个功的代数和。W = W +W2 = pVi- p2V2即U2 -U, =△U= W = pVi- P2V2移项U2 + P2V2 =U +pVH, = H△H=0节流过程是个等恰过程山东开工大家5
5 在压缩和膨胀时，系统净功的变化应该是两个 功的代数和。 W W W p V p V 1 2 1 1 2 2 = + = − 即 U U U W 2 1 − = = 节流过程是个等焓过程 H H 2 1 = 移项 U p V U p V 2 2 2 1 1 1 + = + 1 1 2 2 = − pV p V = H 0 ◆ 节流过程的ΔH, ΔU