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绝热放气制冷

2016-10-24 14:28:46 | 人围观 | 评论:

    设一刚性容器容积为V,放气前气体处于高压状态(p1T1m1),打开阀门后,容器内的高压气体向外面的低压空间排放。

    绝热放气

    假定放气时容器和阀门是绝热的,放气过程没有输出外功,容器内气体随时处于均匀状态,放气终了气体处于低压状态(p2T2m2)。对容器内的气体运用热力学第一定律可得

    其中,U为容器内气体总内能。上式表明,系统总内能的减少等于排出气体带走的能量。假定容器内的气体为理想气体,上式可写为

                          

    整理积分后得

                    

    从上式可以看出,刚性容器的绝热放气必定是一个降温过程。这种降温过程在低温中又称西蒙(Simon)膨胀。在 p1T1给定的情 况下,放气过程终了时的压力越低,所能达到的温度也越低.式。如果在放气前,容器中的气体压力足够高,温度又相当低,那末,当进行放气时,残留在容器中的气体将降温,可直至液化。





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