PRACTICA nº 4

EFECTO JOULE-THOMSON

Fundamentos teóricos El proceso de Joule-Thomson consiste en el paso desde un contenedor a presión constante a otro a presión también constante y menor (Pf < Pi), de un gas a través de un estrangulamiento o una pared porosa. El gas se expande adiabáticamente en el paso de un contenedor a otro, y se produce una variación en su temperatura. La variación de temperatura depende de las presiones, inicial y final, y del gas utilizado. Está relacionada con la desviación del gas de su comportamiento ideal. El proceso de paso de un gas por un estrangulamiento o pared porosa es irreversible. Sin embargo hay una magnitud termodinámica llamada ENTALPIA que es la misma en los estados inicial y final para una …ver más…

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Una vez vistos estos preliminares podemos volver a nuestro problema de encontrar la relación teórica que permita el cálculo de la temperatura que experimenta el gas en el proceso de estrangulamiento. En primer lugar es fácil comprobar que las entalpías de los estados iniciales y finales del gas son las mismas. En efecto, al tratarse de un proceso adiabático, y mantenerse las presiones de los dos contenedores constantes la variación de energía interna de un mol de gas es igual al trabajo realizado por el compresor sobre el mol de gas (Pi vi, siendo vi el volumen de un mol de gas a la presión constante Pi), menos el trabajo del gas al expandirse a presión constante en el segundo contenedor, Pf vf.

Pi , v i Pi uf = ui + Pi vi - Pf vf ui + Pi vi = uf + Pf vf ; hi = hf

Pf , v f Pf

El proceso de Joule-Thomson se suele caracterizar por el parámetro µ: µ =⎜

⎛ ∂T ⎞ ⎟ ⎝ ∂p ⎠

H

que puede determinarse experimentalmente a partir de las medidas de variación de temperatura frente a las variaciones de presión (supuesto que éstas son pequeñas frente a la presión de los contenedores): µ≈ ∆T ∆P (Sup. ∆