Efeito joule

Efeito Joule-Thompson

Em termodinâmica, o efeito Joule-Thomson ou efeito Joule-Kelvin ou efeito Kelvin-Joule descreve a variação de temperatura de um gás ou líquido quando ele é forçado a passar através de uma válvula ou tampão poroso, enquanto mantido isolado, de modo que nenhum calor seja trocado com o meio ambiente. Este procedimento é chamado de processo de estrangulamento ou válvula Joule-Thomson.[4] À temperatura ambiente, todos os gases exceto hidrogênio, hélio e neônio resfriam-se sob a expansão do experimento de Joule-Thomson.

O efeito tem esse nome em homenagem a James Prescott Joule e William Thomson, o 1º Barão Kelvin, que descobriram-no em 1852, na sequência de trabalhos anteriores de Joule sobre aexpansão de Joule, em que um gás sofre expansão livre no vácuo.

Descrição

A expansão adiabática (sem troca de calor) de um gás pode ser realizada de várias maneiras. A mudança de temperatura experimentada pelo gás durante a expansão depende não só das pressões inicial e final, mas também da maneira como a expansão é realizada.

▪ Se o processo de expansão é reversível, o que significa que o gás está em equilíbrio termodinâmico em todos os instantes, ela é chamada expansão isentrópica. Neste cenário, o gás realizatrabalho positivo durante a expansão, e sua temperatura diminui. ▪ Em uma expansão livre, por outro lado, o gás não realiza trabalho e não absorve calor, assim a energia interna é conservada. Expandido livremente, a temperatura de um gás ideal deveria permanecer constante, mas a temperatura de um gás real pode aumentar ou diminuir, dependendo da temperatura e pressão iniciais. ▪ O método de expansão discutido neste artigo, no qual um gás ou líquido a uma pressão P1 flui para uma região à baixa pressão P2 através de uma válvula ou tampão poroso, sob condições estáveis e sem variação na energia cinética, é chamada de experimento de Joule-Thomson . Durante este processo, a entalpia permanece inalterada (veja a demostração abaixo).