Эффект Джоуля–Томсона (дроссель)
**Дроссель** (клапан, пористая перегородка) даёт расширение от высокого к низкому давлению с пренебрежимо малым **полезным** **механическим** **работой** и при **Q̇ ≈ 0** в установившемся режиме даёт **постоянную энтальпию** на участке: процесс **Джоуля–Томсона**. У **идеального** газа **H(T)** зависит только от **T**, поэтому **ΔT = 0**, хотя **P** падает — это часто удивляет. У реальных газов коэффициент **μ_JT = (∂T/∂P)_H** меняет знак на **кривой инверсии**; отсюда **охлаждение** в цикле **Линде** после предохлаждения. Режим «реальный газ» здесь — **скалярная игрушка** для **ΔT**, не пакет термодинамических свойств.
Для кого: Курс термодинамики: уравнение энергии для РУ и контекст сжижения газов.
Ключевые понятия
- Джоуль–Томсон
- Дросселирование
- Изэнтальпийный процесс
- Идеальный газ
- Кривая инверсии
- μ_JT
- Установившийся поток
Как это работает
**Стационарный дроссель**: **Q̇ ≈ 0**, **Ẇ_пол ≈ 0** ⇒ **энтальпия** до и после **почти одинакова**. У **идеального** газа **H(T)** ⇒ **ΔT = 0** при падении **P**. Снимите флажок «идеальный газ» — включается **игрушечный** **μ_JT** со **шкалой инверсии** **T_inv**: при **T < T_inv** при **расширении** (**ΔP < 0**) получается **охлаждение** (качественно, как у реального газа ниже инверсионной кривой). **Давление сброса** ограничено **ниже** **входного**.
Основные формулы
Часто задаваемые вопросы
- Совершает ли газ работу при расширении в клапане?
- В интегральной модели РУ без вала полезная работа нулевая; необратимость «съедает» эксергию при почти постоянной энтальпии для идеального газа.
- Точен ли μ_JT для азота?
- Нет — нужны точные уравнения состояния; ползунок даёт знак и качественное охлаждение/нагрев.
Ещё из «Термодинамика»
Другие симуляторы в этой категории — или все 28.
Изотермы ван-дер-Ваальса
Приведённые P_r, V_r, T_r; критическая точка; петля ниже T_c (равновесие Максвелла здесь не строится).
Конвекция Бенара (Рэлей)
Слой снизу греется: число Рэлей Ra и Ra_c ≈ 1708; схематичные ячейки/роллы.
Чёрное тело: спектр Планка
B_λ(λ,T); закон смещения Вина λ_max ∝ 1/T; закон Стефана–Больцмана M = σT⁴ и численное ∫πB_λ dλ.
Цикл Ранкина (пар)
T–s с паровым куполом + схематичный P–v: насос, котёл, турбина, конденсатор; ползунки x₄ и давления.
Холодильный цикл (обратный Карно)
PV как у Карно, обход наоборот; COP_R и COP_HP; T_C/T_H в K; эскиз холодильника.
Теплопроводность многослойной стенки
Три слоя последовательно: R″ = L/k, q″ и U; профиль T(x); пресет штукатурка/кирпич/минвата.