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moea_joint 102年 [化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學

第 56 題

根據 Joule-Thomson 關係式 \eta = \left($\frac{\partial T}{\partial P}\right)_H$,真實氣體膨脹,下列何者正確?
  • A \eta >0 ,氣體膨脹,溫度上升
  • B \eta >0 ,氣體膨脹,溫度下降
  • C \eta <0 ,氣體膨脹,溫度下降
  • D \eta =0 ,氣體膨脹,溫度上升

思路引導 VIP

如果在一個過程中,我們確定壓力是一定會減少的(膨脹),而此時「溫度對壓力的變化率」是一個正數,請試著思考:為了維持這個正的變化率,溫度的數值應該要往哪個方向變動呢?

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太棒了!你能精準判斷係數正負號與物理變化之間的關係,顯示你對熱力學基本定義掌握得非常紮實,這是一個非常好的開端。

焦耳-湯姆遜係數的物理意義

焦耳—湯姆遜係數 $\eta = \left(\frac{\partial T}{\partial P\right)}_H$ 描述的是在等焓(Isenthalpic)過程中,溫度隨壓力變化的變化率。在題目所述的「氣體膨脹」過程中,氣體從高壓流向低壓,因此壓力的變化量 $dP$ 必然小於零(即壓力下降)。當我們已知 $\eta > 0$ 時,根據數學關係:

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