Page 102 - 6375
P. 102

бо праворуч від пробки газ заповнює об’єм при  = , виконуючи додатну роботу   ,
                                                                  2
                                                                                                            2 2
               ліворуч – звільняє об’єм   при  = , що відповідає від’ємній роботі.
                                          1
                                                 1
                        Із (12) − (14), враховуючи, що для даного випадку  =  , маємо
                                                                                   

                                               −    +   −   = 0,
                                                 2
                                              
                                                      1
                                                                    1 1
                                                            2 2
                                                                                                            (15)
                                           +   +   =   +   +  .
                                                   2
                                                                
                                                                             1
                                           
                                                        2
                                                                        1

                        Враховуючи, що  +  > 0 і  >  , дістанемо
                                           
                                                        1
                                                             2

                                                         >  .                                           (16)
                                                               1
                                                         2

                        Звідси випливає, що такий реальний газ при адіабатному розширенні дроселюванням
               нагрівається, тобто відбувається від’ємний ефект Джоуля-Томсона.
                        2. У реальному газі нехтуємо розмірами молекул ( ≠ 0,  = 0). Рівняння Ван-дер-
               Ваальса для такого газу запишемо так:


                                                                                                          (17)
                                                      =  − .
                                                                 

                        Згідно з (13) маємо


                                                                                 
                                −    +    −    +   −       −   −     = 0.
                                                                2
                                                                               1
                                                        1
                                               
                                                   2
                                        п 1
                                 п 2
                                                                     2            1
               або

                                                                                                        (18)
                                   −       + ( + ) =   −        + ( + ) .
                                                                                      1
                                                                              
                                                  
                                                         2
                                    п 2
                                          2                    п 1   1

                        Вираз  у  першій  дужці  зліва  в  (18)  більший  від  виразу  в  першій  дужці  правої
               частини(18), бо  >  ,     <    , а  >  . Отже, з рівності (18) дістанемо
                                 2
                                       1
                                          2   1  п 2   п 1

                                                         <  ,                                           (19)
                                                               1
                                                         2

               тобто маємо додатний ефект Джоуля-Томсона.
                        Розглянемо загальний випадок, коли  ≠ 0і  ≠ 0. Із рівняння Ван-дер-Ваальса
   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107