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水素のジュールトムソン効果における温度上昇に関する分子論
noname#252183の回答
分子論的とのことで、回答の域に達しませんが、ご参考に。 [理化学辞典3版より要約] ■ジュール－トムスン効果 (Joule-Thomson effect) 断熱管の一端に綿栓を詰め、他端から気体を送り込むと、細孔を通りゆっくり気体が抜け出し、細孔通過後に圧力はΔｐだけ下がる。 理想気体では細孔通過で温度変化は起きないが、実在気体ではΔｐに比例する温度差ΔTを生じる。 ΔT＝Δp{T・(∂V/∂T)<p> － V}/Cp・・・(1) ΔT/Δpをジュール・トムスン係数という。 一般にある温度以下では温度低下が起き、以上では温度上昇が起きる。 この堺の温度、つまりジュール・トムスン係数が0となる温度を、その気体の逆転温度という。 Air,N2,O2,CO2などでは室温で温度効果が起きる。 H2の逆転温度は-80℃、Heでは-173℃である。 --------- つまり、実在気体の中で水素とヘリウムだけは、室温で断熱膨張したとき、ジュール－トムスン効果では、温度が上昇することになります。 分子論的ではなく熱力学的に理解、なら、H2 とHe のVan der Waals方程式（どこにあるかは知りません）を(1)に代入し、(∂T/∂p)<V>＝0 から H2→-80℃を導けると思います。 (1)式が本当に成り立つかについては、お調べ下さい。 ところでジュール－トムスン効果による多少の温度上昇は、断熱膨張（ΔU=W＜0）による温度降下が打ち消してしまいそうな気がしますが？
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