-
絕熱膨脹
鎖定
絕熱膨脹是指與外界沒有熱量交換,但氣體對外界做功,氣體膨脹。根據熱力學第一定律,可證明這是等熵過程,在這個過程中氣體體積增大,壓強降低,因而
温度降低。所以絕熱膨脹經常用於降低氣體的温度,起到冷凍的效應。
- 中文名
-
絕熱膨脹
- 外文名
-
Adiabatic expansion
- 釋 義
-
與外界沒有熱量交換的膨脹過程
- 用 於
-
降低流體的温度
絕熱膨脹降温原理
絕熱膨脹過程中,氣體的體積V增大,壓強p降低,等熵過程的温度隨壓強的變化而變化。過程可用等熵效應係數來衡量。又由於系統不和外界交換熱量,即dQ=0,故由熱力學第一定律,氣體的温度必然降低。
從能量轉化的角度看,氣體在絕熱膨脹過程中減少其內能而對外做功,膨脹後氣體分子間的平均距離增大,吸力的影響減弱而使分子間的互作用能量有所增加。內能既減少,相互作用能量又增加,分子的平均動能必減少,因而氣體的温度下降,起到冷凍的效果。
絕熱膨脹壓縮—絕熱膨脹法
絕熱膨脹法是德國科學家林德等人在征服“永久氣體”的過程中研究發現的。壓縮—絕熱膨脹法的過程是先向容器裏裝入氣體,施加高壓,通過外界做功,使氣體體積變小,氣體分子運動加快(增加分子的平均動能),温度升高,接着通過冷卻劑的蒸發吸熱,帶走熱量,把受壓氣體冷卻到原來的温度。然後斷絕容器(系統)與外界的熱交換,讓受壓的氣體通過狹窄的口子急劇膨脹,對外做功,由於從外界吸收的熱量為零,因此只能減少自身的內能,從而達到降温的目的。
[1]
- 參考資料
-
-
1.
[1]何建勇,張德清,柳福提. 低温實現的方法和理論[J]. 大眾科技,2007,04:94-95+83.