Deschide PDF - Bp-soroca.md

Relaţia (5.8) permite calculul entalpiei dacă se cunoaşte cp şi ecuaţia termică de stare a
gazului real necesară calculării derivatei parţiale (ecuaţia termică de stare a gazului real la cursul de
fizică; exemplu ecuaţia Van der Waals).
5.1.3 Laminarea (strangularea) adiabatică a gazelor reale. Efectul Joule - Thomson
Laminarea adiabatică este procesul de curgere a unui gaz printr-un orificiu cu secţiune
mult mai mică decât secţiunile de curgere din amonte şi aval.
Figura 5.2
p > p
1
2
i = constant
(pentru gaze reale)
Este un proces ireversibil caracterizat prin scăderea presiunii şi menţinerea constantă a
entalpiei. Fiind un proces ireversibil, entropia gazului creşte.
Pentru gaze ideale, entalpia este funcţie doar de temperatură (di =cpdT). Deoarece în cazul
laminării entalpia i = const, rezultă că T = const, deci laminarea gazelor ideale se desfăşoară
izotermic.
În cazul gazelor reale, laminarea este însoţită în general de modificarea temperaturii.
Variaţia temperaturii gazelor reale în cursul procesului de laminare adiabatică se numeşte
efect Joule-Thomson.
laminare ⇒ di = 0 , din (5.8) ⇒
⇒
⎡ ⎛ ∂v
⎞ ⎤
0 = cpdT
+ ⎢v
−T⎜
⎟ ⎥dp
⎢⎣
⎝∂T
⎠p
⎥⎦
1 v
dT T
cp
T p
v dp
⎥ ⎥
⎡ ⎛ ∂ ⎞
= ⎢ ⎜ ⎟
⎢⎣
⎝∂
⎠
⎤
−
⎦
T2
p2
1 ⎡ ⎛ ∂v
⎞ ⎤
T1
= ∫ ⎢T⎜
⎟ − v⎥dp
c T
p p ⎢⎣
⎝ ∂ ⎠p
⎥⎦
− (5.9)
În procesul de laminare, presiunea p scade ⇔ dp < 0. Deci semnul variaţiei de temperatură
va fi dat de semnul expresiei din paranteza dreaptă a relaţiei (5.9):
2 1 T T < ⎛ ∂v
⎞
⎛ ∂v
⎞ v
dacă T⎜
⎟ − v > 0 ⇔ ⎜ ⎟ >
⎝ ∂T
⎠
⎝ ∂T
⎠ T
, efect J-T pozitiv (gazul se răceşte).
⎛ ∂v
⎞
T 2 > T1
dacă ⎜ ⎟
⎝∂T
⎠
2 1 T T = ⎛ ∂v
⎞
dacă ⎜ ⎟
⎝∂T
⎠
p
p
p
<
=
v
T
v
T
p
, efect J-T negativ (gazul se încălzeşte).
1
(5.10)
În acest caz (T1=T2), gazul real se comportă ca un gaz ideal. Derivata parţială din relaţia
(5.10) se face la p = const. Pentru fiecare presiune a gazului real, relaţia (5.10) împreună cu ecuaţia
termică de stare reprezintă un sistem de 2 ecuaţii cu 2 necunoscute v şi T. Deci, pentru fiecare
46