Joule Thomosen Koeffizient

[ChrTa]

Hallo,

ich hier gerade ein Problem beim lernen. Und zwar kann sich ein reales Gas bei der Expansion ja auch erwärmen. Aber warum kann es das denn?????????

[paradoxtom]

Du meinst sicher den Joule-Thomson-Effekt!!

Der Joule-Thomson-Effekt (nicht zu verwechseln mit dem Thomson-Effekt) tritt auf, wenn ein Gas bei Druckänderung eine Temperaturänderung erfährt. Wenn man zum Beispiel Luft stark verdichtet, erwärmt sie sich. Umgekehrt kühlen viele Gase ab, wenn sie sich ausdehnen. Diese Erscheinung spielt eine wichtige Rolle in der Thermodynamik von Gasen und ist daher vor allem für die Meteorologie und Technik von Bedeutung. Neben der Wirkung auf den Wärmehaushalt der Erdatmosphäre kann sich die Erwärmung zum Beispiel in Pumpen und Kompressoren bemerkbar machen. Eine wichtige großtechnische Anwendung ist die Gasverflüssigung im Linde-Verfahren.


Der Joule-Thomson-Effekt beschreibt das thermische Verhalten - Erwärmung oder Abkühlung, also eine Temperaturänderung - von Gasen bei Druckänderung. Verringert man den Druck auf ein Gas, etwa indem man es aus seinem Behälter herausströmen lässt, expandiert es. Das heißt, das vom Gas eingenommene Volumen nimmt zu. Dabei nimmt auch der mittlere Teilchenabstand zu. Bei realen Gasen wirken dabei jedoch anziehende oder abstoßende Kräfte zwischen den Teilchen, wobei in den meisten Fällen wie etwa bei den Gasen der Luft bei Normaldruck die anziehenden Kräfte vorherrschend sind. Wenn der mittlere Teilchenabstand zunimmt wird also Arbeit gegen die Anziehungskräfte, die zwischen den Teilchen wirken, verrichtet. Die Energie dazu kommt aus der kinetischen Energie des Gases, die dadurch verringert wird, wodurch das Gas in der Folge jedoch auch abkühlt. Ein ideales Gas zeigt keinen Joule-Thomson-Effekt, da zwischen seinen Teilchen keine Wechselwirkungen auftreten.

mehr hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Joule-Thomson-Effekt

[ChrTa]

Ja also das habe ich wohl bei Wikipedia auch gefunden.

Aber das ist für mich keine Begründung, warum sich ein Gas beim entspannen erwärmt....

Den Grund dafür wüsste ich gerne!?

[alpha]

Wenn ich das in der Schnelle richtig sehe ist dies der umgekehrte Fall, als jender, den paradoxtom beschrieben hat:

Sind die abstossenden Wechselwirkungen vorherrschend und dem Gas wird mehr Platz zur Verfügung gestellt --> Expansion, so erwährmt es sich, da die kinetische Energie zunimmt, da sich die Teilchen weniger stark abstossen, bzw. da die Abstossung Arbeit an den Teilchen verrichtet hat und sich diese nun schneller bewegen...

Grüsse
alpha

[paradoxtom]

also das wäre mir neu, das sich ein Gas beim entspannen erwärmt...

Wenn ein Gas unter Druck gesetzt wird, dann erwärmt es sich, nimmst du den Druck weg, dann kühlt es ab...

mal schaun was die anderen sagen..

[alpha]

Bei realen Gasen wirken dabei jedoch anziehende oder abstoßende Kräfte zwischen den Teilchen, wobei in den meisten Fällen wie etwa bei den Gasen der Luft bei Normaldruck die anziehenden Kräfte vorherrschend sind.

Jetzt verstehe ich nicht ganz, weshalb du nun die Fälle, welche nicht "die meisten" sind, nicht berücksichtigen willst?

Aber gut möglich, dass ich mich irre!

Grüsse
alpha

[ChrTa]

Aber der J/T Koeffizient kann ja sowohl positiv als auch negativ sein.
Wenn ich unterhalb der Inversionstemperatur bin, ist er positv, das Gas kühlt ab, bin ich oberhalb, ist er negativ und das Gas erwärmt sich.

Also muss das doch gehen , oder?

[alpha]

Mein ich ja auch...

[cyclobutan]

Hallo!

Außerdem beschreibt der Joule-Thomson-Effekt eine isenthalpische Expansion eines Gases gegen einen konstanten Druck.

Das muss man davon unterscheiden, dass sich ein ideales Gas bei einer adiabatischen (oder auch adiathermen) Kompression natürlich erwärmt, und umgekehrt bei Expansion abkühlt.


Viele Grüße,
cyclobutan

[Gast]

.... Ideale Gase unterliegen dem Joule Thomson Effekt überhaupt garnicht...

[cyclobutan]

.... Ideale Gase unterliegen dem Joule Thomson Effekt überhaupt garnicht...

Natürlich nicht. Aber selbstverständlich erwärmen die sich auch bei adiathermer Kompression und kühlen sich ab bei entsprechender Expansion. Aber, und genau darauf wollte ich hinweisen, das hat nichts mit dem Joule-Thomson-Effekt zu tun.


Viele Grüße,
Cyclobutan