(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)। दबावगैस का एक व्युत्क्रम तापमान होता है। यदि इसे इस तापमान से नीचे विस्तारित किया जाए, तो यह ठंडी हो जाती है; यदि इसे इससे ऊपर विस्तारित किया जाए, तो यह गर्म हो जाती है। यह शीतलन प्रभाव आधुनिक प्रशीतन और द्रवीकरण का एक मूलभूत आधार है।
The effect arises from the work done against intermolecular forces (van der Waals forces) as the gas expands. For an ideal gas, where intermolecular forces are negligible, the Joule-Thomson coefficient [latex]\mu_{JT} = (\frac{\partial T}{\partial P})_H[/latex] is zero, meaning no temperature change occurs. However, for real gases, these forces are significant. When a gas expands, the average distance between molecules increases. If attractive forces dominate (as they do at lower temperatures), the molecules must do work to overcome these forces, converting internal kinetic energy into potential energy, which results in a temperature decrease. Conversely, at high temperatures, repulsive forces can dominate, and expansion can lead to an increase in temperature. The temperature at which the effect switches from cooling to heating is the inversion temperature. This discovery was crucial for liquefying ‘permanent’ gases like oxygen and nitrogen, which have very low inversion temperatures, requiring pre-cooling before throttling could be effective.
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जूल-थॉमसन प्रभाव
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