绝热膨胀温度变化
╯▂╰绝热膨胀温度变化
绝热膨胀温度会降低。
1.分析:
由于绝热自由膨胀后δQ=0,δW=0,dU=0。 由于是范德华气体,膨胀后气体体积的增加会导致气体分子间的势能增加,dU=0,所以气体的平均动能应该减少,温度就会下降。
2.绝热膨胀的定义:
绝热膨胀是指不与外界进行热交换,但气体作用于外界,气体发生膨胀。 根据热力学第一定律,可以证明这是一个等熵过程,气体的体积增大,压力减小,因而温度降低。 因此,常利用绝热膨胀来降低气体的温度,产生冻结效果。
绝热膨胀冷却原理及压缩-绝热膨胀方法:
1.冷却原理:
绝热膨胀过程中,气体的体积V增大,压力p减小,等熵过程的温度随压力的变化而变化。 这个过程可以用等熵效应系数来衡量。 并且由于系统不与外界进行热量交换,即dQ=0,那么,根据热力学第一定律,气体的温度必然降低。
从能量转换的角度来看,气体在绝热膨胀过程中减少内能,对外做功。 膨胀后,气体分子间的平均距离增大,吸力作用减弱,引起分子间的相互作用。 能量有所增加。 随着内能的降低和相互作用能的增加,分子的平均动能必然降低,因此气体的温度降低,产生冻结效应。
2.压缩-绝热膨胀法:
绝热膨胀法是德国科学家林德等人在攻克“恒定气体”的过程中发现的。 从。 压缩绝热膨胀法的过程是先将气体放入容器中,施加高压,通过外界做功,使气体的体积变小,气体分子的运动加速(平均动速度增加)。 分子能量)。
温度升高,然后冷却剂通过蒸发吸热,带走热量,将压缩气体冷却到原来的温度。 然后停止容器(系统)与外界的热交换,让加压气体通过狭窄的开口迅速膨胀,向外界做功。 由于从外界吸收的热量为零,所以只能减少。 自身的内能,从而达到冷却的目的。