题目
(2.5.5节流膨胀过程)节流系数μ>0表示节流膨胀后气体的温度()。A. 升高B. 降低C. 不变D. 无法确定
(2.5.5节流膨胀过程)节流系数μ>0表示节流膨胀后气体的温度()。
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 无法确定
题目解答
答案
B. 降低
解析
考查要点:本题主要考查节流膨胀过程中温度变化与节流系数的关系,需理解节流过程的基本性质及节流系数的物理意义。
解题核心思路:
- 节流过程是等焓过程,即焓值保持不变。
- 节流系数μ的定义为 $\mu = -\frac{1}{C_p} \left( \frac{\partial P}{\partial T} \right)_S$,其符号决定温度变化方向。
- μ > 0时,压力降低会导致温度下降;μ < 0时,压力降低会导致温度上升。
破题关键点:
- 明确节流系数μ的物理意义:μ > 0表示气体在节流膨胀(压力降低)时温度降低。
节流膨胀过程中,气体通过节流阀时因压力差加速流动,导致温度变化。由于节流过程是等焓过程(焓H不变),温度变化由气体性质决定。
节流系数μ的定义为:
$\mu = -\frac{1}{C_p} \left( \frac{\partial P}{\partial T} \right)_S$
其中,$\left( \frac{\partial P}{\partial T} \right)_S$ 表示在恒熵条件下压力对温度的偏导数。
- 当μ > 0时,$\left( \frac{\partial P}{\partial T} \right)_S < 0$,说明压力随温度升高而降低(如理想气体)。此时,节流膨胀(压力降低)会导致温度降低。
- 当μ < 0时,$\left( \frac{\partial P}{\partial T} \right)_S > 0$,说明压力随温度升高而升高(如高压下的水蒸气)。此时,节流膨胀会导致温度升高。
结论:节流系数μ > 0时,节流膨胀后气体温度降低。