≮ ｜。 ＿ Ｃｈｉｎａｓｃ ｅｎｃｅ＆～－。 ０一 学术研究 对气体节流过程的研究 杨洪涛’冀文慧 呼和满都拉 李彩红ｚ （１．集宁师范学院物理系，内蒙古乌兰察布０１２０００；２．集宁一中物理组，内蒙古乌兰察布０１２０００） 【摘结全文。 要】本文首先阐述了气体节流过程的含义；其次推导了气体节流过程中焦汤系数与物态方程和热容量的关系，详细分析了焦汤效应；最后总 【关键词】气体节流过程焦汤系数焦汤效应 气体的节流过程是获得低温的常用方法，熟悉该效应与某些偏 导数之间的关系对于使气体降温而液化有着非常重要的意义。本文 就是对气体的节流过程做了详细的分析和推导。 ｐ＝ ）Ｉ－！＝专【Ｔ ）ｐ—ｖｌ 将体胀 ：＝：吉（ ）ｐ ４ 得 ＝㈤ （５） １气体节流过程定义 ’设想管子用不导热的材料包着，管子中间有一个多空塞或节流 阀。多空塞两边各维持着较高的压强ｐ，和较低的压强ｐ１。于是气体从 高压的一边经过多空塞不断地流到低压的一边，并达到定常状态。 这就是气体的节流过程。测量多空塞发现在过程发生的前后气体温 度有所改变。这效应简称焦一汤效应。若节流后气体温度降低，为正 效应；若节流后气体温度升高，为负效应［ＩＪ。 Ｖ［Ｔａ－ｌ】 ｉ （５）式为焦汤系数与物态方程和热容量的关系 。 对于理想气体，貔＝＝＝；，所以 ０，气体温度不变，为零效应。 表明，理想气体在节流过程前后温度不变。对于实际气体，若０【Ｔ＞ １，有 ＞０，气体温度下降，为正效应；若ｃ【Ｔ＜１，有 ＜０，气体温度上 现在用热力学理论对节流过程进行分析。假设多空塞中有一定 升，称为负效应。 气体经过。经过多空塞前，其压强为Ｐ ，体积为Ｖ。，内能为Ｕ。；经过多 已知气体态势即可求出 再加上气体所处的初态，即可求得焦 空塞后，压强为Ｐ ，体积为Ｖ２，内能为Ｕ２。在过程中外界对部分气体 汤效应情况。 所作的功是 ２焦汤效应 ｗ 一￡ｐｌｄＶ１－ ｄ、，ｚ （１） 对焦汤效应作一分析。将昂尼斯方程做近似为 现在根据昂尼斯方程ｐ （警）ｆｌ＋ｖＢ（Ｔ）＋Ｇ） ｃ（Ｔ）＋…ｊ ＰｌＶＩ－Ｐ２Ｖ 根据热力学第一定律Ｕ＝Ｗ＋Ｑ，且因为过程是绝热的，有 Ｕ２一Ｕ Ｉ ｐｌＶｌ－ｐ２Ｖ２ ｐ＝（警）【ｌ＋罟８（叫 近似 ． ㈤ Ｕ２＋ｐ２Ｖ２＝ＵＩ＋ｐＩＶ１ Ｒ［ＪＨ ＝Ｈ： （节流过程为等焓过程） 上式表明，在整个气体节流过程中，焓值是相等的，为 Ｈ 注意，修正项罟Ｂ（Ｔ） ｌ，我们可以在该修正项中以零级 ｎＲ１ ｐ≈ 由上式得 ≈（２） （２）式表示气体温度随压强的变化率在焓不变的情况下，称为焦 汤系数［１】ａ 下面推导焦汤系数。取Ｔ、ｐ为状态参量，状态函数焓可表示为 Ｈ＝Ｈ（Ｔ，ｐ）。偏导数间应存在下述关系： 旦 Ｖ ＲＴ 带人（６）中，得 ）Ｍ（ ）Ｔ 一 由上式得 Ｐ＝ ａＲＴ（１＋ Ｂ） ＝…ＩＩＩＩｌｌ Ｉ髓巍Ｔ Ｖ －４－ ｎｐＢ Ｖ （ ）Ｈ～ 将焓随压强的变化率在温度保持不变的情况下与物态方程的 由上式得 Ｖ ｎ（ＲＴ十８ｐ） 公式和定压热容量公式 ＝ｎ（ ÷Ｂ） 了ｎＲ叭ｎ ・…・・（７） Ｊｌ， ａｌ＼ Ｖ—Ｔ／Ｉ１￣而ｖ』＼， ｃ，：（筹） 代人（３）式中，得 对Ｖ求微分 下转第２１３页 作者简介：杨洪涛（嘉 冀 等 １９８０．）－ｋ－ ａ４－学１２２院４物８）理 硕士研咒生，士研牲研究桷低维结构材料中激 蒙古族，内蒙古通辽市人，集宁师汜学院物理系讲师，钟．丸乃同：１氏雒筇利羽 丫。艘 州 土幔。 ， ，Ｃｈｉｎａ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。ｌｏｇｙ ０ｖｅ ｗ 学术研究 最后．产量最高的是配方肥、常规第二位，空白第三位；与空白比的 增产率配方肥的高，常规第二位，空白的最后。 ４ ２增产翠 苗期常规肥的株高比空白高０．５ｃｍ，比配方肥的高０．４ｃｍ．现蕾 期常规肥的叶片数比空白多０．６个，比配方肥的多０．４个，比配方肥３ 配方肥产量与对照（常规肥或空白）产量的差值相对于对照产量 的少０．７个；常规肥的株高比空白高４．２ｃｍ，比配方肥的高１．９ｃｍ，常 的比率或百分数。 规肥的蕾数比空白的多１．３个，常规肥的蕾数比配方肥的多０．４个。 表３可见：按配方施肥增产高于常规施肥。 开花期常规肥的叶片数比空白多０．９个，比配方肥的多０．３个，常规 ５增收 肥的株高比空白高８．４ｃｍ，比配方肥的高１．４ｃｍ，果枝数常规肥的比 表４可见：增收最高的是配方对于空白的３７３．７（元／亩）、最低的 空白的多０．９个，比配方多０．４个，结铃期常规肥的叶片数比空白多 常规的５４．４（元／亩）。 １．１个，比配方肥多０．３个。（表２） ８月２５日，９１１ ｌｌ ＩＩ等。打缩节按３次，７月２７Ｉｉｌ打顶。 ３．４生育期观察 常规肥的株高比空白高０．９ｃｍ，比配方肥的高１．１ｃｍ，果枝数常 ６结语 规肥的比空白的多２．２个，比配方多０．３个，结铃数常规肥的比空白 试验前的土测值来看次试验区速效磷的含量较低，其他元素含 多０．２个，比配方多１．８个．整个生育期空白表现为缺肥状态，常规肥 量不是很低，配方肥时氮肥和钾肥量不变条件下调整磷肥量。常规 各方面的表现比配方肥的各生长期表现最好。 施肥的肥料比测土配方施肥的多，成本高，收入低，但配方施肥用的 ４试验结果与分析 肥料少，成本低，收入高。 通过棉田的肥料示范对比试验，分析和观察到配方肥处理相对 ４ １产量结桶，刀＼橱 建议推广使用。 亩株数最多的是配方，最少的是空白；单株结铃数最多的是配 于空白和常规施肥的明显增产增收效果较高。方，常规肥第二，空白的最少；衣分最高的是配方，常规第二位，空白 ……上摄笫２１１贞 由上式得 —将（７）Ｖ＝ｎ ＋８）代人（１０），得 ａＶ ｎＲ ｄＢ Ｐ—＋ｎ—ｄＴ８Ｔ—＝＝：—＿ －＿ — （８） ” 亏ｌ专ｔ 一＋百一了一ｎｐ＋百ｎＴｄＢ一了ｎＲＴ—ｎＢ】 专（Ｔ罢一Ｂ） 将（８）代人体胀系数 ａ＝ （ 。 因为Ｔ冀是正的，在足够低的温度下分子间吸力的影响显著 使Ｂ取负值。因此（１１）中 ＞０。温度足够高时，斥力的影响显著使Ｂ取 正值，有可能使 ＜０ｔ 。 ｒＯ、 可得 ＝吉（警＋ｎ ） ｔ】 ３结语 本文详细推导了气体节流过程中焦汤系数与物态方程和热容 量的关系，并且根据昂尼斯方程详细分析了焦汤效应，弥补了教材 的不足，使同学们能更好的理解掌握这部分知识。 参考文献： ［１］汪志诚．热力学与统计物理［Ｈ］．第四版．北京：高等教育出版社。 ２００３． 将（９）代入（５） ＝ 。专【Ｔ （警＋ｎ ）一ｌ】 ｒＴ／。、１￣Ｒ ＋ｎ ｄｎ）一Ｖ】 （１０） 专 ＋警一Ｖ】 ……［２］梁希侠．统计物理学［Ｈ］．北京：科学出版社，２００８． ［３］王竹溪．统计物理学导论［Ｈ］．第二版．北京：高等教育出版社，１９６５． 势资源向乡村流动的激励机制，建立一套城乡一体化学校建设发 展的长效机制，鼓励优质教师资源向乡村流动，推动义务教育优质 定位，有所为有所不为，完善公共服务供给的市场化、社会化的制度 针对自身问题，进一步从资源配置机制上 环境；二是建立健全公共服务多元主体协同供给的有效机制，以授 均衡发展。借鉴自身经验，促进优质资源向乡村流动，促进城乡公共服务资源配置的均等化。 权、购买服务、特许、外包等不同供给模式形成多元主体协同提供公 共服务，引导和支持社会组织参与公共服务的提供、管理和监督，实 参考文献：现公共服务供给多元化。 ［１］孔凡河，袁胜育．困境与进路我国推进基本公共服务均等化的思 ３．２树立以人为本的理念，构建城乡居民统一的基本公共服 考［Ｊ］．贵州社会科学，２００９，３． 务制度体系 ［２］田忠林．推进基本公共服务均等化的探索和思考．民生之路—— 坚持“以人为本”，消除城乡之间、农村居民与城市居民之间的 惠及１ ３亿人的基本公共服务［Ｍ］．中国经济出版社２００８，３５—４２． 差异偏见，树立公民平等观，人人享受平等的公共服务。建议在新增 ［３］马克思，恩格斯．马克思恩格斯全集［Ｈ］．北京：人民出版社。１９９５： 城乡公共服务供给制度时，加强顶层设计，从实现城乡公共服务统 ２２４－２２５．我国城乡公共服务均等化的制度分析［Ｃ］．西北大学２０１０： 的层面设计制度，即使现在已有城乡两套公共服务供给制度，也 ［４］卜晓军． 积极探索建立城乡公共服务统一供给制度的机制，为实现城乡公共 ４０－４１．［５］中国统计年鉴．２００８—２０１ ２． 服务统一制度提供途径。 ３．３优化城乡资源配置，建立城乡公共服务资源配置均等化 ［６］中国教育统计年鉴．２００８—２０１ ２． ［７］ｄｈ京统计年鉴．２００８—２０１ ２． 机制 在优化城乡公共服务资源配置方面，北京已经建立义务教育优 一上接第２１０页 ｚｏｌ５＃２＞Ｉ上第０３期总第２０７期２１３