experiencia de Joule Thomsom

Objetivo: determinar experimentalmente a variação da entalpia com a pressão em condições de temperatura constante (∂H∂P)T.

Esquema de aparelhagem:

Onde:
M e M`= manômetros p e p`= pressões t e t`= termômetros
T e T`= temperaturas
Ṽ e Ṽ`= volumes molares

Medidas experimentais:

Explicação:
- Como o gás se expande contra uma pressão de oposição de zero, o gás não realiza trabalho.
- Como a temperatura não varia, dT=0, então a equação da diferencial exata de reduz a:
- Como dV≠0, conclui-se que a energia interna é independente do volume e é só função da temperatura.
- Essa competência é estritamente válida para gases ideais.

Expansão de Joule-Thomson – isoentálpico

O processo Joule-Thomson é isoentálpico. A variação da energia interna é dada como:

∆U = U’¹ - U¹ + U’² - U² (1)

O trabalho realizado é dado como
W = P1 (V’¹ - V¹) + P2 (V’² - V²) (2)
Como não há troca de calor temos
∆U + W = 0 (3)
Substituindo (1) e (2) em (3) obtemos:
U¹ + P¹V¹ + U² + P²V² = U’¹ + P¹V’¹ + U’² = P²V’² ou seja, H = H’
Aplicando para a equação:
F(h, P, T) = 0
Obtemos:
(∂h∂P)=cp (∂T∂P) (4)
A experiência de Joule-Thomsom mostra que para um gás ideal
(∂T∂P)=0 (5)
Substituindo (5) em (4), obtemos:
(∂h∂P)=0
Isto significa que a entalpia de um gás ideal não depende da pressão.
Para um gás ideal cp=cte. Então para a entalpia de um gás ideal temos h=ho+cp (T-To), ho=h (to) que é uma outra forma da equação da energia.
Conceito e conceito matemático do coeficiente
O coeficiente Joule-Thomson (μjt), é o limite da relação do abaixamento da