Kui rõhu all olev gaasijuhe on kiiresti rõhu all (st gaasil lastakse läbi avatud klapi kiiresti atmosfääri voolata), põhjustab termodünaamiline efekt gaasi jahtumist. Seda nimetatakse piiramisprotsessiks või Joule-Thomsoni efektiks. Soojuskadu on gaasi paisumise funktsioon kõrgrõhult madalamale ja on adiabaatiline (soojust ei vahetata).
Määrake gaasijuhe kokku surutud gaas. Oletame näiteks, et gaasiline süsinikdioksiid on torustikus rõhul 294 naela ruuttolli (psi) ja temperatuuril 212 kraadi Fahrenheiti. Nendel tingimustel on Joule-Thomsoni koefitsient 0,6375.
Lõpptemperatuuri eraldamiseks korraldage soojuskadude arvutamine ümber. Joule-Thomsoni võrrand on μ = (T1 - T2) / (P1 - P2), kus μ on Joule-Thomsoni koefitsient, T1 on algtemperatuur, T2 on lõpptemperatuur, P1 on algrõhk ja P2 on lõplik surve. Saagiste ümberkorraldamine -μ x (P1 - P2) + T1 = T2. Oletame, et lõplik rõhk on 50 psi.
Arvutage süsteemi lõplik temperatuur ja soojuskadu. Seda tehakse ühendades väärtused -0,6375 x (294 - 50) + 212 = T2, mis arvutab T2 = 56,45. Seetõttu on rõhukadu ajal soojuskadu 212 - 56,45 ehk umbes 155 kraadi Fahrenheiti.
Viited
- McMaster Carr: Keemiaarvutused
- “Perry keemiainseneri käsiraamat”; Joule-Thomsoni efekt; Robert Perry; 1984
Autori kohta
Brian Baer on kirjutanud alates 1982. aastast. Tema tööd on ilmunud veebisaitidel nagu eHow, kus ta on spetsialiseerunud tehnoloogia-, juhtimis- ja äriteemadele. Baeril on Arkansase ülikoolis keemiateaduste bakalaureus ja Huntsville'is Alabama ülikoolis ärijuhtimise magister.
Foto autorid
Photos.com/Photos.com/Getty Images