Όταν ένας αγωγός πεπιεσμένου αερίου αποσυμπιέζεται γρήγορα (δηλαδή, το αέριο αφήνεται να ρέει γρήγορα μέσω μιας ανοικτής βαλβίδας στην ατμόσφαιρα), ένα θερμοδυναμικό αποτέλεσμα αναγκάζει το αέριο να κρυώσει. Αυτό ονομάζεται διαδικασία πεταλούδας ή το φαινόμενο Joule-Thomson. Η απώλεια θερμότητας είναι συνάρτηση της διαστολής του αερίου από υψηλή πίεση σε χαμηλότερη πίεση και είναι αδιαβατική στη φύση (δεν ανταλλάσσεται θερμότητα).
Προσδιορίστε το αέριο που συμπιέζεται στον αγωγό. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι το αέριο διοξείδιο του άνθρακα βρίσκεται σε αγωγό με πίεση 294 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi) και θερμοκρασία 212 βαθμούς Φαρενάιτ. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο συντελεστής Joule-Thomson είναι 0,6375.
Αναδιατάξτε τον υπολογισμό της απώλειας θερμότητας για να απομονώσετε την τελική θερμοκρασία. Η εξίσωση Joule-Thomson είναι μ = (T1 - T2) / (P1 - P2) όπου μ είναι ο συντελεστής Joule-Thomson, το T1 είναι η αρχική θερμοκρασία, το T2 είναι η τελική θερμοκρασία, το P1 είναι η αρχική πίεση και το P2 είναι η τελική πίεση. Απόδοση αναδιάταξης -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Ας υποθέσουμε ότι η τελική πίεση είναι 50 psi.
Υπολογίστε την τελική απώλεια θερμοκρασίας και θερμότητας στο σύστημα. Αυτό γίνεται συνδέοντας τις τιμές ως -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2 που υπολογίζεται να είναι T2 = 56,45. Επομένως, η απώλεια θερμότητας κατά την αποσυμπίεση είναι 212 - 56,45 ή περίπου 155 βαθμούς Φαρενάιτ.
βιβλιογραφικές αναφορές
- McMaster Carr: Υπολογισμοί χημείας
- «Εγχειρίδιο χημικών μηχανικών του Perry». Εφέ Joule-Thomson; Ρόμπερτ Πέρι; 1984
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Ο Brian Baer γράφει από το 1982. Το έργο του έχει εμφανιστεί σε ιστοσελίδες όπως το eHow, όπου ειδικεύεται σε θέματα τεχνολογίας, διαχείρισης και επιχειρήσεων. Ο Baer έχει πτυχίο Επιστήμης στη χημική μηχανική από το Πανεπιστήμιο του Αρκάνσας και μεταπτυχιακό στη Διοίκηση Επιχειρήσεων από το Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα του Χάντσβιλ.
Φωτογραφικές μονάδες
Photos.com/Photos.com/Getty Εικόνες