設(shè)一剛性容器容積為v,放氣前氣體處于高壓狀態(tài)(p1,t1,m1),打開閥門后,容器內(nèi)的高壓氣體向外面的低壓空間排放。
絕熱放氣
假定放氣時容器和閥門是絕熱的,放氣過程沒有輸出外功,容器內(nèi)氣體隨時處于均勻狀態(tài),放氣終了氣體處于低壓狀態(tài)(p2,t2,m2)。對容器內(nèi)的氣體運(yùn)用熱力學(xué)第一定律可得
其中,u為容器內(nèi)氣體總內(nèi)能。上式表明,系統(tǒng)總內(nèi)能的減少等于排出氣體帶走的能量。假定容器內(nèi)的氣體為理想氣體,上式可寫為
整理積分后得
從上式可以看出,剛性容器的絕熱放氣必定是一個降溫過程。這種降溫過程在低溫中又稱西蒙(simon)膨脹。在p1,t1給定的情 況下,放氣過程終了時的壓力越低,所能達(dá)到的溫度也越低.式。如果在放氣前,容器中的氣體壓力足夠高,溫度又相當(dāng)?shù)?,那末,?dāng)進(jìn)行放氣時,殘留在容器中的氣體將降溫,可直至液化。