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なぜジュールトムソン効果が水素とヘリウムに適用できないのですか?

ケルビン・ジュール効果としても知られるジュール・トムソン効果は、多孔質のプラグまたはバルブを介して(熱交換なしで)断熱的に(熱交換なしで)膨張すると、実際のガスの温度の変化を説明しています。

室温での水素とヘリウムには適用できない理由:

* 反転温度: Joule-Thomson効果は、反転温度に依存しています ガスの。 これは、ガスが膨張時に加熱される温度であり、それ以下で冷却されます。

* 低反転温度: 水素とヘリウムの反転温度は非常に低い。水素の場合、それは約-80°Cであり、ヘリウムの場合、約-230°Cでさらに低くなっています。これは、室温(約25°C)で、反転温度を上回っていることを意味します。

* 拡張時の加熱: ガスが反転温度を上回ると、ジュール・トムソン効果のために実際に膨張時に加熱されます。これは、分子間の力が高温で弱く、膨張中にこれらの力を克服するために使用されるエネルギーがガスの内部エネルギーに由来し、温度上昇を引き起こすためです。

したがって、室温では、多孔質プラグを拡張すると冷却される代わりに水素とヘリウムが加熱され、ジュールトムソン効果がこの状況では適用されません。

重要な注意: 室温では適用されませんが、ジュールトムソン効果は、最初に反転温度を下回る場合、水素とヘリウムを冷却するために使用できます。これは一般に極低温アプリケーションで行われます。

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