‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

56 Fizikokimya
fiekil 2.9
Joule-Thomson
deney düzene¤i.
P i
P V T
i i i
P s
P
i
P V T s s s
P s
Sistemde P i >P s olmak kofluluyla, silindirin sol taraf›nda yer alan piston P i bas›nc›nda,
V i hacminde ve T i s›cakl›¤›ndad›r. Silindirin sa¤ taraf›nda yer alan piston
P s bas›nc›nda, V s hacminde ve T s s›cakl›¤›ndad›r. Gaz›n bafllang›çtaki büyük bas›nçl›
bölgeden düflük bas›nçl› bölgeye geçti¤ini düflünelim. Bu durumda önce pistonun
hareketiyle gaz izotermal olarak s›k›fl›r. Böylece hacim V i ’den 0’a düfler. Daha
sonra P i bas›nc›ndan P s bas›nc›na geçilmesiyle hacim 0’dan V s ’ye de¤iflir. Sistemin
sol taraf›ndaki pistonun hareketiyle birinci durumdan ikinci duruma gidilirken
yap›lan ifl afla¤›daki gibi verilebilir. Birinci durumda gaz üzerine yap›lan ifl;
wi =−Pi( 0− Vi)
= PV
i i
olur. ‹kinci durumda ise,
w =−P( V − 0)
=−PV
s s s s s
eflittir. Gaz üzerine yap›lan toplam ifl,
w= PV −PV
i i
olur. Gaz›n birinci bölgeden ikinci bölgeye geçmesiyle iç enerji de¤iflimi,
∆U = U − U = q+
w
s
s s
i
fleklinde ifade edilebilir. Olay adyabatik genleflme oldu¤undan, q s›f›ra eflittir. Buna
göre eflitlik düzenlenirse,
Us− Ui = 0 + w= PV i i−PV
s s
Us + PV s s = Ui + PV i
olarak yaz›labilir. Entalpi H= U + PV eflitli¤iyle ifade edildi¤ine göre,
H s = H i
olur. Bu ifadeye göre genleflme sonucunda entalpi de¤iflmemifltir. Entalpi de¤iflimi
ise s›f›ra eflittir.
∆H =0
Joule-Thomson olay›: Bir
gaz›n entalpisi
de¤iflmeksizin bas›nc›
düflürüldü¤ünde s›cakl›¤›n›n
düflmesi olay›d›r.
Buna karfl›n sistemin s›cakl›¤›nda bir de¤iflme meydana gelmifltir. Bu olaya Joule-
Thomson olay› denir. Böylece sistemde ölçülen büyüklük ( ∂T
/ ∂P)
’dir. Bu oran
Joule-Thomson katsay›s› olarak isimlendirilir.