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2.3.3 Der Joule-Thomson-Effekt

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Das Wichtigste in Kürze: Der Joule–Thomson-Effekt beschreibt die Änderung der Temperatur eines Gases bei einer isenthalpischen Expansion.

Analoge Überlegungen können wir auch für die Enthalpie anstellen; wie wir wissen, ist H = U + pV. Die Größen U, p und V sind sämtlich Zustandsfunktionen; H muss daher auch eine Zustandsfunktion sein und dH ein totales Differenzial. Wie sich herausstellt, ist H als thermodynamische Funktion besonders nützlich, wenn wir den Druck kontrollieren können; einen Hinweis darauf lieferte bereits Gl. (2-19b), ΔH = qp. Wir fassen H deshalb als Funktion von p und T auf und gehen vor wie in Abschnitt 2.3.2, um einen Ausdruck für die Temperaturabhängigkeit von H bei konstantem Volumen zu finden. Für ein geschlossenes System mit konstanter Zusammensetzung ergibt sich dann (siehe die folgende Begründung)

(2.49)

Der in dieser Gleichung auftretende Joule-Thomson-Koeffizient μ ist als

[2.50]

definiert. Diese Beziehung erweist sich als nützlich, wenn wir einen Zusammenhang zwischen den Wärmekapazitäten bei konstantem Druck bzw. Volumen herstellen oder die Verflüssigung von Gasen beschreiben wollen.

Physikalische Chemie

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