Джоуля - Томсона эффект - изменение температуры газа при стационарном адиабатич. протекании его через пористую
перегородку. Обнаружен и исследован Дж. П. Джоулем и У. Томсоном (W. Thomson)
в 1852-62. В процессе Джоуля-Томсона газ, к-рый первоначально занимал объём
V1 при давлении P1, перетекает через пористую
перегородку, занимая после перехода объём V2 при давлении
P2. Над системой совершается работа P1V1-P2V2,
равная изменению внутр. энергии газа U2-U1, поскольку пористая перегородка гасит все его макроскопич. движения. Следовательно,
при протекании газа в условиях тепловой изоляции остаётся постоянной энтальпия
. Из условия постоянства
H следует, что изменение температуры T на единицу давления (дифференциальный
Д.-T. э.) равно
где
- теплоёмкость при пост. давлении. Назв. "дифференциальный" означает
малость величин
и .
Для идеального газа Д.-T.
э. равен нулю, а для реальных газов его знак зависит от знака выражения
, к-рый определяется ур-нием состояния. Если при протекании газа через пористую
перегородку темп-pa убывает,
, то Д.-T. э. наз. положительным, если же темп-pa возрастает,
, то Д.-T. э. наз. отрицательным. Темп-pa Ti, при к-рой Д.-T.
э. меняет знак, наз. температурой инверсии. Совокупность точек инверсии на диаграмме
P, T наз. кривой инверсии (рис.). Данному давлению P соответствуют
две точки инверсии, между к-рыми Д.-T. э. положителен. Для большинства газов
(кроме H и Не) верхняя точка лежит
выше комнатной температуры. Для газа, описываемого Ван-дер-Ваальса уравнением, Д.-T. э. положителен, если
, где R - газовая постоянная, т. е. константы ур-ния Ван-дер-Ваальса
а и b оказывают противоположное влияние на знак Д.-T. э., к-рый
определяется конкуренцией сил отталкивания и сил притяжения между молекулами.
Кривая инверсии для газа Ван-дер-Ваальса соответствует ур-нию
или в приведённых переменных ,
где
- приведённое давление, -
приведённая темп-pa,-
критич. давление, Ткр=
- критическая температура.
Кривая инверсии для дифференциального
Д.-T. э. в приведённых переменных .
Сплошная кривая соответствует газу Ван-дер-Ваальса, пунктирная - экспериментальным
данным для H,.
В процессе Джоуля-Томсона
энтропия возрастает, это необратимый процесс. Д.-T. э.- один из осн. способов
получения низких температур. Обычно для этой цели применяют Д.-T. э. в комбинации
с адиабатич. расширением газа. Дифференциальный Д.-T. э. невелик, для воздуха
град/атм0,25*10-5
град/Па. В технике используют интегральный Д.-T. э., при к-ром давление изменяется
в широких пределах. Измерение
Д.-T. э. позволяет установить ур-ние состояния реального газа.
Д. H. Зубарев
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.