Joule-Thomson効果:
* 定義: Joule-Thomson効果は、スロットリングプロセス中の実際のガスの温度変化(一定のエンタルピー膨張)を説明しています。
* 重要な概念: 膨張により圧力が低下し、初期条件に応じて冷却または加熱のいずれかにつながる可能性があります。
温度変化:
* 反転温度: すべてのガスには「反転温度」があります(t i )。この温度を超えると、ジュールトムソンの膨張中にガスが熱くなり、この温度を下回ると、冷却されます。
* 冷却: 初期温度が反転温度を下回っている場合、膨張中にガスが冷却されます。これは、多くの冷蔵および液化プロセスの基礎です。
* 加熱: 初期温度が反転温度を上回っている場合、膨張中にガスが加熱されます。
温度変化に影響する要因:
* 初期温度: 前述のように、反転温度に対する初期温度は重要です。
* 初期圧力: 初期圧力が高いほど、温度変化が大きくなります。
* ガス特性: 異なるガスには、ジュールトムソン効果に影響を与える異なる反転温度やその他の特性が異なります。
例:
* 窒素(n 2 ): 反転温度は約621 Kです。室温で窒素を拡大すると、冷却されます。
* 水素(H 2 ): 約203 Kの非常に低い反転温度があります。水素を冷却するには、まずこの温度を下回る必要があります。
実際のアプリケーション:
* 冷蔵: Joule-Thomson効果は、多くの冷蔵システムで使用され、ガスを冷却し、冷却効果を生み出します。
* 液化: この効果は、窒素や酸素などのガスを液化するために不可欠です。
要約すると、実際のガスのジュールトムソン拡張中の温度変化は簡単ではありません。ガスの特性、初期温度と圧力、およびこれらの因子とガスの反転温度との関係に依存します。