第 3 集 · B1 · 8 分钟
物理实验 · 第3集 · Опыт Джоуля и Томсона, Центрнаучфиль
适合听读练习的俄语真实语料。片段原文开头：Давно уже стало привычным использование жидкости с низкими температурами кипения. Их диапазон достаточно широк.
中俄字幕
Давно уже стало привычным использование жидкости с низкими температурами кипения.
使用低沸点液体早已成为一种常规做法。
Их диапазон достаточно широк.
它们的范围相当广泛。
Существенного уменьшения температуры можно достичь разными способами, но идея всех
可以通过多种方式显著降低温度，但所有这些方法的核心思想是相同的。
этих способов.
这些方法的核心思想。
Одна и та же. Надо заставить тело, которое мы хотим охладить, затратить свою
都是一样的：必须让待冷却的物体消耗其自身的
внутреннюю энергию.
内能。
В молекулярной физике любые превращения рассматриваются с помощью моделей.
在分子物理学中，所有变化均借助模型来研究。
Начнем, как это принято, с идеальной модели.
我们按惯例，先从理想模型开始。
В хаотическом движении молекул газа
在气体分子的无序运动中，
учитываются только столкновения.
只考虑碰撞。
В результате давление, объем и температура в идеальном газе
因此，理想气体中的压强、体积和温度
связываются уравнением состояния для киломоля.
由千摩尔状态方程关联。
А кинетическая энергия молекул определяет его внутреннюю энергию, при постоянной
而分子的动能决定了其内能，在定容条件下，
теплоёмкости линейно связанную с температурой.
内能与温度呈线性关系。
Но это идеальная модель.
但这只是一种理想模型。
А в реальном газе?
那么真实气体呢？
Молекулы взаимодействуют друг с другом силами электромагнитной, а также квантовой
分子之间通过电磁力以及量子力学性质的力相互作用。
природы. Они приводят к появлению потенциальной энергии взаимодействия молекул,
这些力导致分子间相互作用势能的产生，
которая учитывается во внутренней энергии реальных газов.
该势能被计入真实气体的内能中。
силы притяжения молекул вносят поправку в уравнение состояния на внутреннее
分子间的吸引力对状态方程的内压部分进行了修正。
давление. а силы отталкивания
压力。而排斥力
определяют поправку на собственный объем молекул.
决定了分子自身体积的修正项。
с учетом обеих поправок
考虑这两项修正后，
это уравнение называется уравнением Ван дер Ваальса.
该方程称为范德瓦尔斯方程。
газ, введенный внешними телами в замкнутый объем,
由外部物体引入封闭体积内的气体，
обладает потенциальной энергией связи с этими телами.
与这些物体之间具有结合势能。
Сумма этой потенциальной энергии связи и внутренней энергии газа называется
这种结合势能与气体的内能之和称为
энтальпией. Рассмотрим теперь схему опыта Джоуля и Томсона.
焓。现在我们来分析焦耳—汤姆孙实验的示意图。
Если два теплоизолированных сосуда с разными внешними давлениями.
若两个绝热容器具有不同的外部压强，
соединены пористой перегородкой,
并用一个多孔隔板连接，
то молекулы газа необратимо проникают в сосуд с меньшим давлением, и газ расширяется
此时，气体分子不可逆地进入压力较低的容器，气体发生膨胀。
в изоэнтальпическом процессе.
在等焓过程中。
Это и есть опыт Джоуля- Томпсона.
这就是焦耳-汤姆孙实验。
А температура в эффекте Джоуля- Томпсона может возрастать или убывать в зависимости
而在焦耳-汤姆孙效应中，温度可能升高或降低，具体取决于
от поправок в уравнение Ван- дер- Ваальса.
范德瓦尔斯方程中的修正项。
При расширении газа с преобладанием сил отталкивания молекул их скорости растут, а
当气体膨胀时，若分子间的排斥力占主导，则分子速度增大，
температура газа повышается.
气体温度升高。
но практику интересует другой случай.
但实际应用更关注另一种情况。
Если преобладают силы притяжения, то при расширении реальных газов.
若吸引力占主导，则真实气体膨胀时，
молекулы тормозятся из- за внутренней работы против этих сил.
分子因需克服这些力而做内功，从而减速。
Тогда температура в газе убывает.
此时，气体温度下降。
Это и используется в криогенной технике.
这一原理被应用于低温技术中。
Вот простейший прибор,
下面是一个最简单的装置，
который демонстрирует справедливость вышеизложенного.
用于验证上述原理的正确性。
Во входном отверстии сосуда с теплоизолирующими стенками находится пористая
在绝热容器的入口处装有一块多孔
перегородка. сквозь неё прокачивается воздух, а
隔板，空气通过它被泵入，然后
затем адиабатно расширяется.
绝热膨胀。
приборы обнаруживают изменение температуры расширяющегося воздуха в сосуде.
仪器可检测到容器内膨胀空气的温度变化。
При многократном повторении этого процесса
当该过程反复进行多次时，
температуры сильно убывают, и воздух или любой другой газ превращается в жидкость.
温度显著降低，空气或任何其他气体都会液化。
Современные научные лаборатории требуют большого количества жидких газов для работы
现代科学实验室需要大量液化气体才能运行
при низких температурах.
在低温条件下。
Спектр использования их чрезвычайно широк.
其应用范围极为广泛。
В медицине донорскую кровь надолго сохраняют в криостатах с жидким газом.
在医学领域，捐献的血液长期保存在装有液化气体的低温容器中。
огромные расходы жидких газов неизбежны в технике космических полётов.
航天技术中，液化气体的巨大消耗不可避免。
来源：Центрнаучфильм · Public domain