轉回溫度

在熱力學和低溫中，轉回溫度（Inversion of temperature）是在恆定焓下膨脹的非理想氣體（在現實中的所有氣體）下的臨界溫度，在該臨界溫度以下，將經歷溫度降低，並且在其之上將經歷溫度升高。這種溫度變化被稱為焦耳 - 湯姆遜效應，並被用於液化氣體，轉回溫度取決於氣體性質。

基本介紹

• 中文名：轉回溫度
• 外文名：Inversion of temperature
• 範疇：熱力學
• 特點：取決於氣體性質

簡介

轉回溫度是在恆定焓下膨脹的非理想氣體（在現實中的所有氣體）下的臨界溫度，在該臨界溫度以下，將經歷溫度降低，並且在其之上將經歷溫度升高。這種溫度變化被稱為焦耳 - 湯姆遜效應，並被用於液化氣體，轉回溫度取決於氣體性質。

推導與計算

對范德瓦爾斯氣體，用統計力學計算焓 如下：

這裡，表示氣體分子數量，表示體積， 表示溫度（單位為開爾文）， 為玻爾茲曼常數，且 和分別取決於分子間力和分子體積的常數。

從上述公式可以看出，如果保持焓 恆定並增加體積 ，溫度將會跟隨代數式 變化，該式為0時即可得到轉回溫度：

這裡，是物質的臨界溫度，表示轉回溫度。因此，對於，氣體的排斥相互作用占主導地位，恆定焓將會膨脹且溫度升高，能量變化為負；但對於，由於分子間的吸引力作用占主導地位，膨脹導致溫度降低，從而產生正能量變化。