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焦耳-開爾文效應英文解釋翻譯、焦耳-開爾文效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 Joule-Kelvin effect

分詞翻譯:

焦耳的英語翻譯:

joule
【化】 joule
【醫】 joule

開的英語翻譯:

unclose
【化】 carat
【醫】 carat

爾的英語翻譯:

like so; you

文的英語翻譯:

character; civil; gentle; language; paint over; writing

效應的英語翻譯:

effect
【醫】 effect

專業解析

焦耳-開爾文效應(Joule-Thomson effect)是熱力學中的經典現象,描述氣體在經曆節流膨脹(throttling process)時溫度隨壓力變化的特性。該效應由英國物理學家詹姆斯·焦耳與威廉·湯姆孫(即開爾文勳爵)于1852年通過實驗首次系統研究。

核心機制

在絕熱條件下,氣體通過多孔塞或閥門從高壓區流向低壓區時,因分子間作用力與動能轉換,溫度會發生變化。溫度變化方向由氣體的轉換溫度(inversion temperature)決定:若氣體初始溫度低于轉換溫度,膨脹後溫度下降;反之則升高。

數學表達式

焦耳-湯姆孫系數$mu{mathrm{JT}}$定量描述了這一效應: $$ mu{mathrm{JT}} = left( frac{partial T}{partial P} right)H $$ 其中$T$為溫度,$P$為壓力,$H$為焓。理想氣體的$mu{mathrm{JT}}=0$,實際氣體因分子間作用力而表現出非零值。

應用領域

  1. 制冷技術:液化天然氣(LNG)的生産依賴該效應的冷卻階段。
  2. 工業氣體處理:氫氣與氦氣在特定條件下需預冷以避免升溫。
  3. 熱力學分析:用于研究實際氣體性質及狀态方程修正。

引用來源

  1. 喬治亞州立大學物理系《HyperPhysics》熱力學專題(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/joule.html
  2. 《大英百科全書》"Joule-Thomson effect"條目(https://www.britannica.com/science/Joule-Thomson-effect
  3. 美國國家标準與技術研究院(NIST)熱力學數據庫(https://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/

網絡擴展解釋

焦耳-開爾文效應(也稱焦耳-湯姆孫效應)是氣體在絕熱條件下通過節流裝置(如多孔塞、閥門等)時溫度發生變化的物理現象。該效應由英國物理學家詹姆斯·焦耳與威廉·湯姆孫(即開爾文勳爵)于1852年共同發現。

核心原理

  1. 等焓過程:氣體在節流膨脹過程中保持焓值不變,即初态焓(H₁)等于終态焓(H₂),數學表達式為: $$ H_1 = U_1 + p_1V_1 H_2 = U_2 + p_2V_2 H_1 = H_2 $$ 其中,U為内能,p為壓強,V為體積。

  2. 溫度變化機制:

    • 正效應:當氣體溫度低于轉換溫度時,膨脹後溫度降低(如氮氣在常溫下膨脹會降溫)。
    • 負效應:當溫度高于轉換溫度時,膨脹後溫度升高(如氫氣在常溫下膨脹會升溫)。

應用領域

發現意義

該效應揭示了實際氣體與理想氣體的差異,為熱力學研究提供了重要實驗依據,并推動了19世紀熱力學理論的完善。

注:該效應名稱中的“開爾文”源于威廉·湯姆孫的爵位稱號,因此也被稱為焦耳-湯姆孫效應。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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