低溫的技術(shù)基礎(chǔ)
信息來源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2022-03-29
3.根據(jù)國際制冷學(xué)會第13屆制冷大會的建議,將120K定義為普冷與低溫的分界線 4.低溫是指低于大約120K溫度下所發(fā)生的現(xiàn)象和過程或使用的技術(shù)或設(shè)備,即從接近液化天然氣的正常沸點至2K左右的溫度范圍。 5.制冷的方法主要有三種:?利用物質(zhì)交換相變的吸熱效應(yīng)制冷?利用氣體膨脹產(chǎn)生的冷效應(yīng)制冷?利用珀爾貼效應(yīng)的熱電制冷。 6.把熱量從被冷卻物體轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)中,完成這種功能的工作介質(zhì)稱為制冷劑,也叫做制冷工質(zhì) 7.制冷劑根據(jù)化學(xué)成分可分為:1.鹵代碳制冷劑;2.碳?xì)浠衔镏评鋭?.無機(jī)化合物制冷劑;4.混合制冷劑 8.至今,最低溫度可達(dá)10-7K 9.制冷技術(shù)在化學(xué)和加工工業(yè)的應(yīng)用有:氣體分離、氣體冷凝 10.液化天然氣也許是低溫在工業(yè)上的最大應(yīng)用 11.用液氫做燃料的汽車所排出的廢氣(水) 第一章 制冷與低溫的熱力學(xué)基礎(chǔ) 1.制冷與低溫的目的:為了獲得冰保持比環(huán)境溫度低的溫度,它涉及的溫度范圍,從環(huán)境溫度到接近0K 2.焓的物理意義:當(dāng)1kg工質(zhì)流進(jìn)系統(tǒng)時帶進(jìn)系統(tǒng)的與熱力狀態(tài)有關(guān)的能量有內(nèi)能和流動功,而焓正是這兩種能量的總和。簡單的說,焓表示一種能量,對于流動的流體等于內(nèi)能加流動功。 3.熵是一個衡量同種物質(zhì)兩種狀態(tài)不等價性的量,雖然熵增是與過程有關(guān)的量,但是熵確是完全由狀態(tài)確定的參數(shù),與過程無關(guān)。 4.克勞修斯以溫差傳熱的不可逆性來表述熱力學(xué)第二定律:不可能將能量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化 開爾文則從熱工轉(zhuǎn)換的角度將熱力學(xué)第二定律表達(dá)為:不可能從單一熱源吸取熱量使之完全站轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響。(第二類永動機(jī)是不可能制成的) 5.壓縮因子的實質(zhì)是反映了氣體壓縮的大小。壓縮因子的大小不僅與物質(zhì)所處的種類有關(guān),而且與物質(zhì)所處的狀態(tài)有關(guān) 6范德華狀態(tài)方程是第一個最著名的實際氣體解析型狀態(tài)方程式。
形式2paRTvb v?? ? 7.為什么范德華方程是第一個最著名的實際氣體解析型狀態(tài)方程? 答:范德華方程在定性上較成功的反映了實際氣體的基本性質(zhì)。 8.馬丁—候方程:定量描述工質(zhì)性質(zhì)的方程。 9.結(jié)論;直到目前為止,還沒有一種狀態(tài)方程能對任何物質(zhì)在很大范圍內(nèi)是通用的,特別是對量子流體及某些極強性物質(zhì),任何狀態(tài)方程都還有困難。 10.溶液:由兩個及兩個以上組分組成的穩(wěn)定的均勻液體叫溶液(兩液體混合、固體溶解于液體、氣體溶解于液體)11.按不同物質(zhì)相互之間的溶解的難易程度,溶液可分為三類:完全溶解、部分溶解、完全不互溶 12.在一定溫度下,達(dá)到溶解平衡的溶液叫飽和溶液 13.在一定溫度下,某溶質(zhì)在一定量的溶質(zhì)里達(dá)到溶解平衡狀態(tài)時,所溶解的量叫這種溶質(zhì)在該溶劑里的溶解度。 14.溶解過程是一個伴隨著熱量變化的復(fù)雜物理化學(xué)過程。 15.NH3 的氣化溫度為—33.4℃ 16.康諾瓦羅夫第一定律:如果不同蒸汽壓的兩種純液體,在給定溫度下混合成二元溶液,則氣相的摩爾分?jǐn)?shù)和液相中的摩爾分?jǐn)?shù)并不相同 17.康諾瓦羅夫第一定律是精餾原理的基礎(chǔ)。如果液相氣體摩爾分?jǐn)?shù)和氣相摩爾分?jǐn)?shù)完全相同,則兩組分不能用精餾法驚醒分離。 18.如何把共沸溶液加以精餾? 答:要把共沸溶液加以精餾,必須通過改變總壓力,使共沸點發(fā)生移動,因此,大氣壓下不能分離的共沸溶液,往往在受壓或真空條件下可以使其分離。 19.自由度:確定平衡體系的狀態(tài)所需要的獨立的強度變量數(shù)稱為體系的自由度 20.組分?jǐn)?shù):體系中所含的化學(xué)物質(zhì)稱為體系的物種數(shù),體系中有幾種物質(zhì),則物種數(shù)就有幾種,用符號s表示。足以表示平衡體系中各相的組成所需的獨立物種數(shù),稱為體系的獨立組分?jǐn)?shù),簡稱組分?jǐn)?shù)。如果體系中沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,則組分?jǐn)?shù)與物種數(shù)相等。 21.溶液相平衡條件:在溫度和壓力不變的情況下,溶液相平衡的條件是每種組分在各相中的化學(xué)勢相等。 22.吉布斯相律:只受到外界溫度和壓力等影響的物系處于相平衡時,其自由度數(shù)等于物系的組分?jǐn)?shù)減去相數(shù),再加上2 (Nf=Nc-Np+2)