Όταν ένα πραγματικό αέριο υφίσταται επέκταση Joule Thomson, πώς αντιδρά η θερμοκρασία;
Joule-Thomson Effect:
* Ορισμός: Το φαινόμενο Joule-Thomson περιγράφει την αλλαγή θερμοκρασίας ενός πραγματικού αερίου κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας στραγγαλισμού (σταθερή επέκταση ενθαλπίας).
* Βασική ιδέα: Η επέκταση προκαλεί πτώση της πίεσης, η οποία μπορεί να οδηγήσει είτε σε ψύξη είτε σε θέρμανση ανάλογα με τις αρχικές συνθήκες.
Αλλαγή θερμοκρασίας:
* Θερμοκρασία αντιστροφής: Κάθε αέριο έχει "θερμοκρασία αναστροφής" (t
* Ψύξη: Εάν η αρχική θερμοκρασία είναι κάτω από τη θερμοκρασία αναστροφής, το αέριο θα κρυώσει κατά τη διάρκεια της επέκτασης. Αυτή είναι η βάση για πολλές διαδικασίες ψύξης και υγροποίησης.
* Θέρμανση: Εάν η αρχική θερμοκρασία είναι πάνω από τη θερμοκρασία αναστροφής, το αέριο θα θερμαίνεται κατά τη διάρκεια της επέκτασης.
Παράγοντες που επηρεάζουν την αλλαγή θερμοκρασίας:
* Αρχική θερμοκρασία: Όπως αναφέρθηκε, η αρχική θερμοκρασία σε σχέση με τη θερμοκρασία αναστροφής είναι κρίσιμη.
* Αρχική πίεση: Η υψηλότερη αρχική πίεση γενικά οδηγεί σε μεγαλύτερη αλλαγή θερμοκρασίας.
* Ιδιότητες αερίου: Τα διαφορετικά αέρια έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες αναστροφής και άλλες ιδιότητες που επηρεάζουν το φαινόμενο Joule-Thomson.
Παραδείγματα:
* αζώτου (n
* υδρογόνο (h 2 ): Έχει πολύ χαμηλή θερμοκρασία αντιστροφής περίπου 203 Κ. Για να κρυώσει υδρογόνο, πρέπει πρώτα να το κρυώσει κάτω από αυτή τη θερμοκρασία.
Πρακτικές εφαρμογές:
* Ψύξη: Το φαινόμενο Joule-Thomson χρησιμοποιείται σε πολλά συστήματα ψύξης για την ψύξη των αερίων και τη δημιουργία ενός αποτελέσματος ψύξης.
* υγροποίηση: Αυτή η επίδραση είναι απαραίτητη για τα αέρια υγροποίησης όπως το άζωτο και το οξυγόνο.
Συνοπτικά, η αλλαγή θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια μιας επέκτασης Joule-Thomson ενός πραγματικού αερίου δεν είναι απλή. Εξαρτάται από τις ιδιότητες του αερίου, την αρχική θερμοκρασία και την πίεση του και τη σχέση αυτών των παραγόντων με τη θερμοκρασία αναστροφής του αερίου.
