18. Изотермическое дросселирование
Изотермическим дросселированием называется такой процесс, в котором теплота подводится к системе или отнимается от нее, чтобы сохранить температуру газа постоянной при его прохождении через дроссель.
Допустим, что мы имеем два цилиндра снабженные поршнями. Цилиндры соединим через дроссель С, который помещен в теплообменник (рис. 25). Давления в цилиндрах поддерживаются постоянными благодаря движению поршней. Поршень в цилиндре А приводится в движение вправо с такой скоростью, чтобы при течении газа давление оставалось постоянным.
Рис. 26.
Применим к изотермическому дросселированию первое начало термодинамики:
Работа моля газа, протекающего через дроссель из цилиндра А в цилиндр В, равна где давление газа в цилиндре объем одного моля газа.
Аналогичным же образом выразится работа в цилиндре В: она равна Таким образом, общая работа А при изотермическом дросселировании будет равна:
Подставив (29,7) в уравнение (29,6), получим:
или
где - энтальпия, количество подводимой или отнимаемой теплоты при изотермическом дросселировании.
Уравнение (29,8) в дифференциальном виде можно представить еще и так;
Если известно уравнение состояния газа, то тепловой эффект дросселирования, имеющий место при расширении газа от до может быть вычислен по формуле (24). Из уравнения (24) имеем:
Для идеального газа из (29,10) следует, что т. е. Иными словами, идеальный газ при дросселировании не требует подведения или отнятия теплоты для сохранения его температуры постоянной.