berthelot气体在co2中的j-t效应

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1、Berthelot气体在CO2中的J-T效应BerthelotinCO2inthegasJoule-Thomsoneffect陈漓，覃铭，李德贵基金项目：广西高校科学技术研究项目“基于J-T效应CO2气液固相变清洗SMT组件的研究”(2013YB244)；百色学院科研项目“CO2喷射清洗SMT组件的研究”(2011KB07).（百色学院，物理与电信工程系，广西百色，533000）ChenLi,QinMing,LiDeGuiBaiseUniversity,BaiseGuangxi,533000,China摘要：运用Berthelot状态方程讨论J-T系数和转换温度，通过对CO2气体焦汤系数及转

2、换温度的实验值与Berthelot理论值比较发现，当Berthelot方程引入了引力项与温度的关系后，CO2实际气体的J-T系数和转换温度与理论值偏差不大，基本能反映实际气体的J-T效应的基本关系.关键词：CO2；J-T系数；转换温度Abstract：BerthelotequationofstatetodiscusstheuseofJ-Tcoefficientandthetransitiontemperature,CO2gascokesoupthroughtransitiontemperaturecoefficientandtheexperimentalvalueswiththetheore

3、ticalvalueBerthelotcomparison,whenBerthelotequationintroducesarelationshipwiththetemperatureofthegravitationalterm,J-TcoefficientactualCO2gasandthetransitiontemperaturedeviationisnotwiththetheoreticalvalue,whichcanbasicallyreflecttheactualbasicrelationsJ-Teffectgases.Keywords:CO2；Joule-Thomsoneffec

4、t；inversiontemperature节流膨胀的方式在制冷设备中普遍采用，节流膨胀产生的效应也称为J-T效应，J-T效应的研究对于低温制冷技术具有重要意义.在研究Berthelot气体的J-T效应和CO2节流膨胀中，文献[1]和文献[2]分别从理论上进行定性分析和运用vdW状态方程分析研究.文献[3]用实验方法研究了Ar和CO2混合物的J-T系数.Berthelot状态方程形式虽然较为简单，但在计算较低压强下的行为产生的偏差小，计算上十分方便.在此我们以Berthelot状态方程来讨论J-T效应，在定性的基础上进一步定量分析CO2气体的J-T系数和转换温度，并与实验值进行比较和分析，具

5、有一定的实际应用价值.1J-T系数可用实验进行测定，此外还可以用状态方程进行理论分析.利用热力学关系式可以得到(1)引入压缩因子Z且，根据热力学关系可推导出(2)Berthelot状态方程可用压缩因子表示：绝大多数状态方程是经验式的，而Virial方程在统计力学中有坚实的理论基础[4]，这样我们把Berthelot状态方程展开成以密度或压力的幂级数形式Virial方程。按Virial方程（Leiden型）形式展开：其中另我们也可以把Berthelot状态方程以Virial方程（Berlin型）展开则有：其中这样通过运算和整理可以得到Berthelot状态方程的一个等效的（Berlin型）Z表

6、达式.…代入(2)式，在压强不太高的情况下上式的压强的高次项可忽略，这样我们就得到Berthelot气体计算J-T系数的关系式.(3)对CO2气体而言，CO2的Berthelot气体常数[1]，..代入(3)式得：(4)上式即为Berthelot（CO2）气体计算J-T系数的关系式.CO2气体的摩尔定压热容的值引用文献[5].通过(4)式我们可以计算出在一定压强下Berthelot（CO2）气体J-T系数随温度变化的理论值（见表1），并与实验值进行比较.CO2J-T系数的实验值引用文献[6].表1CO2的J-T系数p(）T(K)223K273K323K373K398K423K473K523K

7、573K0.1013exp[6]2.4131.29000.89500.64900.56000.48900.37700.30750.2650Berthelot2.27641.38060.89370.60890.50970.42990.31150.22920.17012.026exp[6]1.40200.89500.63750.54500.46950.35750.28850.2425Berthelot1.2508