Experimentalmente:
Puede ver lo que sucede a partir de la curva de nitrógeno TS (consulte el artículo de Wikipedia sobre el tema para obtener una copia de la curva sobre el efecto JT).
En las líneas de entalpía constante, viajando en la dirección de disminución de la presión (que es de derecha a izquierda en el diagrama, antes del pico de la curva, el coeficiente TJ es negativo (porque P está disminuyendo mientras T está aumentando). la dirección de aumento de P, S también está siempre en aumento, a pesar del trabajo realizado sobre el gas durante la región de la curva de TJ negativa. Presumiblemente, el gas se expande en la dirección de disminución de P, por lo que S aumenta durante la expansión isentálpica.
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Aunque para el estrangulamiento, la entalpía específica inicial es igual a la entalpía específica final, el cambio en la entalpía misma es el mismo que el cambio en el calor. La suposición durante la aceleración o un proceso de TJ es que, dado que no hay partes móviles, no se realiza ningún trabajo, y suponiendo que el aislamiento es lo suficientemente bueno, la pérdida de energía al calor es insignificante. Aunque la constante TJ se define como una derivada parcial en la entalpía constante, no tiene mucho sentido hacerlo, porque la entalpía no está realmente bien definida durante el proceso y puede no ser necesariamente constante.
Sin embargo, teóricamente:
Aunque la entalpía no está definida para los estados intermedios del proceso TJ, para la entalpía, para los lunares constantes o en una de las líneas de entalpía constantes del gráfico,
dH = VdP + TdS
si la entalpía se mantiene constante, entonces dH = 0, y así,
VdP + TdS = 0 o
parcial (P) / parcial (S) _H = -T / V
(donde parcial (P) / parcial (S) _H es la derivada parcial de P con respecto a S en la constante H) (perdón por la notación, pero no he descubierto cómo escribir ecuaciones en los cuadros de respuesta de Quora).
Sin embargo, por definición
T> 0 y V> 0.
Por lo tanto, para la entalpía constante,
parcial (P) / parcial (S) _H <0,
lo que significa que a medida que la presión disminuye (y el gas se expande), la entropía siempre aumenta sin importar cuál sea el signo de U_TJ
(donde U_TJ es el coeficiente de Thomson Joule), y no importa el gas, que es consistente con la curva de Nitrógeno en Wikipedia. Además, intuitivamente, esto parece razonable, ya que durante un proceso de aceleración, uno esperaría un aumento dramático en el volumen, lo que parece razonable asociar con un aumento en la entropía.
Además, U_TJ = parcial (T) / parcial (P) _H (por definición) y parcial (T) / parcial (P) _H = (parcial (T) / parcial (S) _H) (parcial (S) / parcial ( P) _H)
Por lo tanto, si
U_TJ <0, entonces desde
parcial (P) / parcial (S) _H <0, debe ser que
(parcial (S) / parcial (P) _H) <0, que a su vez significa que
(parcial (T) / parcial (S) _H)> 0, y así cuando sea
U_TJ <0, T y S aumentan con P decreciente, y cuando sea
U_TJ> 0, T y S disminuyen con la disminución de P, lo que al menos en un grado limitado explica la joroba en las curvas de nitrógeno, que es un resultado que debería ser cierto para todos los gases (aunque no requiere que todas las sustancias tengan tales una joroba en las parcelas de líneas de entalpía constante).
Crítica de la teoría / los límites de mi comprensión actual:
Tenga en cuenta que el uso de una constante que se define en entalpía constante para un proceso en el que la entalpía no es necesariamente constante (pero, en cambio, durante el proceso de Thompson-Joule o de estrangulamiento, las entalpías específicas finales e iniciales son iguales), parecería un poco turbio. Sin embargo, eso es lo que en la práctica se hace. No tengo claro qué justificación hay para eso aparte de que funciona.
Tenga en cuenta que no tengo claro qué significaría mantener los lunares constantes, ya que el proceso TJ a menudo se describe en términos de dos contenedores: uno que se expande a medida que se llena y otro que se contrae a medida que se vacía, teniendo un pistón como una pared, donde los dos recipientes tienen una membrana porosa en el medio, y los lunares no se mantienen constantes.
Más comentarios:
Una cosa más. Volviendo a dQ_reversible / T = dS, tenga en cuenta que creo que el término TdS en la ecuación dH = TdS + VdP en realidad se toma de un equilibrio de la ecuación para calor y TdS está bastante cerca conceptualmente de dQ (el calor, aunque es una forma de energía interna: la energía cinética de las moléculas del gas) y VdP es el trabajo o la energía potencial del gas.
La termodinámica de no equilibrio parecería la forma adecuada de manejar un tratamiento general de la estrangulación. Sin embargo, la termodinámica de no equilibrio no se entiende tan bien como la termodinámica de estado estable o de equilibrio (porque las ecuaciones son no lineales y más difíciles de resolver), pero cuando no tiene un mejor conjunto de ecuaciones para las que tiene una solución, es Es común comenzar a partir de lo que conoce como cero o primera aproximación y luego determinar si necesita agregar alguna corrección. Aunque para la aceleración, tal vez todo eso se haya resuelto, a partir de (la derivada del tiempo de dQ) / T ~ (la derivada del tiempo de dS), similar a lo que el interlocutor pretendía preguntar, no me parece tan irrazonable, como en menos una primera suposición de qué hacer, especialmente teniendo en cuenta que la constante TJ se define para una entalpía constante a pesar de que la entalpía no está del todo definida durante el proceso, también teniendo en cuenta que el proceso no nos preocupa realmente lo que podría estar sucediendo en el corrientes de Foucault que pueden ocurrir, y la forma del contenedor no ha sido especificada.
Además, aparte, creo que todas las preguntas sinceras deben tratarse con respeto. Todos cometemos errores. A veces, el error es un error tipográfico, y a veces es un descuido de algún problema o concepto que conduce a un error. De cualquier manera, hacer y responder preguntas es la forma en que todos aprendemos, por lo que se deben alentar las preguntas, y no tratar una pregunta con respeto no es propicio para preguntas alentadoras. Además, a veces, lo que parece ser una pregunta tonta para una persona, puede llegar a ser una pregunta muy perspicaz, y el que tiene malentendidos más grandes puede ser el que responde la pregunta y, por lo tanto, no trata una pregunta con el respeto puede, de hecho, revelar los malentendidos de quienes lo hacen.
Sin embargo, si estoy equivocado acerca de algo que escribí anteriormente, no dude en corregirme.
