Efekt Joule’a-Thomsona

W procesie Joule’a-Thomsona gaz jest przeciskany z obszaru o ciśnieniu ${\displaystyle p_{1}}$ do obszaru o ciśnieniu ${\displaystyle p_{2},}$ przy czym: ${\displaystyle p_{1}>p_{2}}$

Zależność współczynnika Joule’a-Thomsona od temperatury dla wybranych gazów przy ciśnieniu atmosferycznym

Efekt Joule’a-Thomsona – zmiana temperatury gazu rzeczywistego podczas izentalpowego rozprężania gazu przez porowatą przegrodę (dławienie) z obszaru o wyższym ciśnieniu do obszaru o ciśnieniu niższym. Dla gazu idealnego temperatura nie ulega zmianie, dla gazów rzeczywistych w zależności od gazu i jego warunków może następować wzrost lub spadek temperatury^[1][2].

Zmiana temperatury jest zależna od tzw. współczynnika Joule’a-Thomsona:

${\displaystyle \mu =\left({\frac {\partial T}{\partial p}}\right)_{H}={\frac {1}{nC_{p}}}\left[T{\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{p}}-V\right],}$

gdzie:

${\displaystyle n}$ – liczba moli gazu,

${\displaystyle C_{p}}$ – ciepło molowe gazu,

${\displaystyle H}$ – entalpia.

Gdy ${\displaystyle \mu }$ jest ujemny, temperatura gazu w procesie Joule’a-Thomsona rośnie, zaś dla dodatniego ${\displaystyle \mu }$ temperatura maleje. W przypadku gazu doskonałego, współczynnik Joule’a-Thomsona jest tożsamościowo równy zeru. Zależności te prezentuje poniższa tabela:

Dodatni efekt Joule’a-Thomsona wykorzystuje się do schładzania gazów oraz do skraplania gazów^[1].

Przypisy