Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
घर » जूल-थॉमसन प्रभाव

जूल-थॉमसन प्रभाव

1852
  • James Prescott Joule
  • William Thomson (Lord Kelvin)
Laboratory apparatus demonstrating the Joule-Thomson effect in thermodynamics.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

जूल-थॉमसन (या जूल-केल्विन) प्रभाव एक वास्तविक गैस के तापमान में होने वाले परिवर्तन का वर्णन करता है जब उसे एक वाल्व या छिद्रित प्लग से गुजारा जाता है जबकि वह इन्सुलेटेड रहती है (एक आइसोएन्थैल्पिक प्रक्रिया)। दबाव, a gas has an inversion temperature. If expanded below this temperature, it cools; if expanded above it, it heats up. This cooling effect is a cornerstone of modern refrigeration and liquefaction.

यह प्रभाव अंतर-आणविक बलों के विरुद्ध किए गए कार्य से उत्पन्न होता है (वैन डेर वाल्स गैस के विस्तार के दौरान, अणुओं के बीच लगने वाले बल (आकर्षण बल) पर प्रभाव पड़ता है। एक आदर्श गैस के लिए, जहाँ अंतर-आणविक बल नगण्य होते हैं, जूल-थॉमसन गुणांक [latex]mu_{JT} = (frac{partial T}{partial P})_H[/latex] शून्य होता है, जिसका अर्थ है कि तापमान में कोई परिवर्तन नहीं होता है। हालाँकि, वास्तविक गैसों के लिए, ये बल महत्वपूर्ण होते हैं। जब कोई गैस फैलती है, तो अणुओं के बीच की औसत दूरी बढ़ जाती है। यदि आकर्षण बल हावी होते हैं (जैसा कि कम तापमान पर होता है), तो अणुओं को इन बलों पर काबू पाने के लिए कार्य करना पड़ता है, जिससे आंतरिक गतिज ऊर्जा स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान में कमी आती है। इसके विपरीत, उच्च तापमान पर, प्रतिकर्षण बल हावी हो सकते हैं, और विस्तार से तापमान में वृद्धि हो सकती है। वह तापमान जिस पर प्रभाव शीतलन से तापन में बदल जाता है, व्युत्क्रमण तापमान कहलाता है। यह खोज ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसी "स्थायी" गैसों के द्रवीकरण के लिए महत्वपूर्ण थी, जिनका व्युत्क्रमण तापमान बहुत कम होता है, जिसके लिए थ्रॉटलिंग के प्रभावी होने से पहले पूर्व-शीतलन की आवश्यकता होती है।

UNESCO Nomenclature: 2212
ऊष्मागतिकी

Type

भौतिक सिद्धांत

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • पहला नियम ऊष्मागतिकी का (ऊर्जा संरक्षण)
  • गैसों में आंतरिक ऊर्जा की अवधारणा
  • जूल के गैसों के मुक्त प्रसार पर किए गए प्रारंभिक प्रयोग (जूल प्रसार)
  • अंतरआण्विक बलों पर सिद्धांत (वैन डेर वाल्स बल)

आवेदन

  • हैम्पसन-लिंडे चक्र for air liquefaction
  • क्रायोकूलर्स
  • रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनिंग सिस्टम
  • हाइड्रोजन और हीलियम का द्रवीकरण
  • क्रायोसर्जरी जांच

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • क्वांटम कंप्यूटिंग प्रोसेसर के लिए ऑन-चिप माइक्रो-कूलर
  • नियंत्रित गैस रिलीज का उपयोग करने वाले स्व-शीतलन पेय के डिब्बे
  • तत्काल क्रायो-एनाल्जेसिया के लिए पोर्टेबल चिकित्सा उपकरण
  • advanced वायु पृथक्करण units with enhanced efficiency through optimized throttling stages
  • औद्योगिक अपशिष्ट से सीधे CO2 को पकड़ने और द्रवीकरण करने के लिए जूल-थॉमसन आधारित प्रणालियाँ
  • क्रायोजेनिक fuel cell systems for high-altitude drones
  • प्रयोगशाला स्तर के प्रयोगों के लिए लघु द्रवीकरण यंत्र
  • संवेदनशील जैविक नमूनों के परिवहन के लिए स्व-शीतित कंटेनर
  • जूल-थॉमसन एक्सपैंडर को भूतापीय ऊर्जा संयंत्रों में एकीकृत किया गया है।
  • अंतरिक्ष दूरबीनों पर लगे अवरक्त सेंसरों के लिए शीतलन प्रणाली
Related to: Joule-Thomson effect, throttling, isenthalpic process, inversion temperature, liquefaction, cryogenics, real gas, thermodynamics, refrigeration, Joule-Kelvin effect.

ऐतिहासिक संदर्भ

जूल-थॉमसन प्रभाव

1850
1850
1851
1852
1859
1860
1861
1850
1850
1850
1851
1854
1859
1861
1865

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

नवीनतम परिवर्धन

शीर्ष पोस्ट और लेख

शीर्ष मूल उपकरण

10वां वर्ष सालगिरह

पंजीकृत सदस्यों के लिए पूर्ण आकार की छवियाँ और डाउनलोड 100% निःशुल्क उपलब्ध हैं।