span> С) ] . При поступовому випаровуванні рідкого повітря спочатку випаровується переважно азот, а що залишається рідина все більш збагачується киснем. Повторюючи подібний процес багаторазово на ректифікаційних тарілках повітророздільних колон отримують агентів повітря, воду і лід.
До числа процесів, здійснюваних при штучному охолодженні належать деякі процеси абсорбції, процеси кристалізації, розподілу газів, сублімації сушіння і ін Штучне охолодження широко застосовується у різних інших областях народного господарства, наприклад, для зберігання харчових продуктів, заморожування грунтів, кондиціонування повітря і т.д. Велике значення набувають холодильні процеси в металургії, електротехніці, електроніці, ядерній, ракетній, вакуумної та інших галузях техніки. p align="justify"> Відомі різні способи отримання низьких температур. Вибір способу залежить від температурного рівня охолодження, переслідуваної мети (скраплення газу або охолодження якого об'єкта), масштабів та інших факторів. p align="justify"> При перенесенні теплоти від тіла з низькою температурою до тіла з більш високою температурою необхідно здійснити роботу. Ця вимога 2-го закону термодинаміки передбачає зміну деяких параметрів стану (з рівняння Клапейрона-Менделєєва pV = MRoT), що призводять до охолодження, де М - маса даної кількості газу;
R-Ro - її значення дорівнює роботі розширення, яку здійснюють небудь одиницею маси газу при нагріванні його на 1К при постійному тиску.
Низькі температури можна отримати наступними способами:
1. дроселюванні газу або пари;
2. Розширенням газу в детандері з вчиненням зовнішньої роботи;
. За допомогою фазових перетворень, що супроводжуються поглинанням теплоти, наприклад, випаровуванням води, аміаку, плавлення льоду або розчинення солі;
. Використанням вихрового ефекту потоку газу або пара (труба Ранка);
. Десорбція газу і іншими способами.
дроселюванні називають зниження тиску потоку газу (або рідини) при проходженні його через звужений отвір за відсутності теплообміну з навколишнім середовищем, причому потік не виробляє зовнішньої роботи.
Зміна температури при дроселюванні реальних газів пояснюється тим, що енталь останніх є функціями не тільки температури Т, а й тиску р газу:
i = u + pv = Cv * T + uпот + pv
де u - внутрішня енергія реального газу;
v - питомий об'єм;
Cv - питома теплоємність при постійному обсязі;
Cv * T - внутрішня кінетична енергія молекул газу;
uпот - внутрішня потенційна енергія газу, що дорівнює роботі, яку треба затратити на подолання сил тяжіння між молекулами;
pv - об'ємна енергія газу.
Енергія, необхідна для розширення газу (проти сил зчеплення між молекулами) при дроселюванні, коли немає припливу тепла ззовні, може бути отримана тільки за рахунок внутрішньої енергії самого газу.
Підставивши в вищенаведене вираз значення відповідних членів до і після дроселювання (індекси 1 і 2 відносяться відповідно до стану газу перед дроселюванням і після нього) висловимо сталість ентальпії при дроселюванні рівністю:
Cv.Т1 + u1 + p1V1 = Cv * T2 + u2 + p2V2
звідки
Cv. (Т1 - T2) = (u2 - u1) - (p1V1 - p2V2). br/>
Останній вираз дозволяє встановити можливу поведінку реального газу при дроселюванні:
Якщо p2V2 > p1V1, то Т1 - T2 < span align = "justify">> 0 і в результаті дроселювання температура газу знижується;
Якщо p2V2 < p1V1, проте (u2 - u1) > (p1V1 - p2V2), то дроселювання також призводить до зниження температури газу.
Якщо в останньому випадку (u2 - u1) < (p1V1 - p2V2 ), то після дроселювання температура газу підвищується, тобто Т2 > Т1 ..
Цей спосіб годиться не для всіх газів. Деякі з них, наприклад, водень і гелій, при розширенні через дросельний вентиль, на...
