Таким образом, суммарная работа перехода равна

При расширении газа увеличивается расстояние между молекулами и, следовательно, совершается внутренняя работа против, сил взаимодействия между молекулами. За счет этой работы изменяется кинетическая энергия молекул, а следовательно, и температура газа. В идеальном газе, где силы взаимодействия молекул отсутствуют, эффекта Джоуля-Томсона нет.

Объяснение

Течение газа сквозь дроссель (дросселирование) должно происходить без теплообмена газа с окружающей средой, т.е. адиабатически.

Рис.17.4

 

Эффект Джоуля - Томсона, сводящийся к охлаждению газа при его расширении, принято называть положительным. Эффект, при котором газ нагревается принято называть отрицательным.

Газ B с параметрами (p₁,V₁,T₁), продавливается через пористую перегородку С с помощью поршня Е в состояние с параметрами (p₂,V₂,T₂) (p₁ > p₂). Давления p₁ и p₂ по обеим сторонам перегородки поддерживаются постоянными

Так как процесс адиабатический, то согласно первому началу термодинамики:

. (17.14)

Суммарная работа перехода системы из состояния 1 в состояние 2 состоит из работы , произведенной при изменении объема от V₁ до нуля при постоянном давлении р₁, и работы произведенной при изменении объема от нуля до V₂ при постоянном давлении р₂.

. (17.15)

Подставим (17.19) в (17.18):

. (17.16)