- Joule-Thomson-Effekt
- Joule-Thom|son-Ef|fekt 〈[dʒaʊl-] od. [dʒu:ltɔ̣msən-] m. 1; unz.〉 Temperaturänderung (meist Abkühlung) eines Gases bei adiabatischer Durchströmung durch eine Drossel, wird zur Verflüssigung von Gasen ausgenutzt [nach den engl. Physikern J.P. Joule, 1818-1889, u. W. Thomson, 1824-1904]
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Joule-Thom|son-Ef|fekt ['dʒu:l-, auch 'dʒaʊl-; 'tɔmsn-; nach J. P. Joule u. W. Thomson (↑ Kelvin)] Syn.: Joule-Kelvin-Effekt, isenthalpischer Drosseleffekt: beim Expandieren eines komprimierten realen Gases durch Düsen oder Drosselventile eintretende Abkühlung, die, da der Prozess adiabatisch verläuft (↑ Adiabate), sich nur auf das entspannte Gas bezieht u. dieses ggf. sogar in den fl. Zustand bringen kann. Wichtige Parameter sind der sog. Joule-Thomson-Koeffizient (Joule-Kelvin-Koeffizient) μ (für reale Gase außer H2 u. He ist μ > 0) u. die für jedes Gas charakteristische ↑ Inversionstemperatur Ti (μ = 0). Bei Temp. unterhalb Ti tritt bei adiabatischer Expansion Abkühlung, oberhalb Erwärmung ein.* * *
Joule-Thomson-Effekt[dʒul- 'tɔmsn-, dʒaʊl-; nach J. P. Joule und W. Thomson (Lord Kelvin)], isenthạlpischer Drosseleffekt, die Temperaturänderung eines realen Gases bei dessen adiabatischer Expansion gegen einen Widerstand (z. B. Ventil, Kapillare) ohne äußere Arbeitsleistung (Drosselprozess). Bei einem Drosselprozess ist die Enthalpie die Erhaltungsgröße. Beim idealen Gas hängt die Enthalpie nur von der Temperatur ab; beim Drosselprozess bleibt daher dessen Temperatur konstant. Bei realen Gasen dagegen ist die Enthalpie auch eine Funktion des Druckes. Ursache dafür sind die anziehenden Molekularkräfte der Gasmoleküle und ihr Volumen. Bei einer Druckerniedrigung (Δp < 0) wird Arbeit gegen die Molekularkräfte geleistet, die innere (kinetische) Energie des Gases und damit seine Temperatur nehmen ab (ΔT < 0). Der (differenzielle) Joule-Thomson-Koeffizient μ = (∂T / ∂p)H ist daher bei normalen Temperaturen für alle Gase außer Wasserstoff und Helium positiv und liefert damit eine praktische Methode zur Abkühlung und Verflüssigung von Gasen (Luftverflüssigung). Man spricht dabei auch von der jouleschen Expansion. Der Einfluss des Molekularvolumens führt zum negativen Joule-Thomson-Effekt (Erwärmung bei Druckabnahme), der bei hohen Temperaturen überwiegt. Die Temperatur, bei der sich beide Einflüsse kompensieren (μ = 0), heißt Inversionstemperatur. Gasverflüssigung oberhalb der Inversionstemperatur ist durch den Joule-Thomson-Effekt nicht möglich, sondern es ist dafür eine Vorkühlung erforderlich.
Universal-Lexikon. 2012.
