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ジュール=トムソン効果【ジュール=トムソンこうか】

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

ジュール=トムソン効果
ジュール=トムソンこうか
Joule-Thomson effect
気体を入れた容器と,ほぼ真空の容器とを,綿などを詰めたでつなぎ,外との熱の交換が無視できる条件のもとで綿の栓の細孔を通して静かに気体を流れさせると,気体の温度が下がるという現象。この実験は,J.P.ジュールと W.トムソン (ケルビン卿) が 1847年に行なったもので,ジュール=トムソンの細孔栓の実験と呼ばれている。気体の内部エネルギーと体積との関係を測定しようとして 45年にジュールが行なった実験の精度を高めたものである。測定によると,実在の気体を用いたときの温度の低下は,圧力の低下に比例する。このときの比例定数をジュール=トムソン係数という。一般に,いろいろな気体に固有の逆転温度と呼ばれているものがあり,これ以下では温度降下,これ以上では温度上昇がみられる。これは,ジュール=トムソン係数がゼロになる温度である。常温では,水素やヘリウムなどについては温度が上がるが,空気などの多くの気体では温度が下がる。これは,逆転温度が水素で-80℃,ヘリウムで-173℃と低いためである。実在の気体で温度変化が生じる理由は,第1に状態方程式が理想気体と違うからであり,第2に内部エネルギーが体積にも関係するからである。ただし,実在の気体でも希薄にすれば,理想気体に近づく。ジュール=トムソン効果は,液化しにくい気体を液化するときの冷却過程に応用されている。

出典:ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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世界大百科事典 第2版

ジュールトムソンこうか【ジュール=トムソン効果 Joule‐Thomson effect】
気体が細い穴から仕事をせずに不可逆的に流れ出るとき,温度変化が生ずる現象。これは,実在の気体では,体積Vが絶対温度Tに比例しないために起こる効果で,理想気体では起こり得ない。W.トムソン(後のケルビン卿)とJ.ジュールが,1852年ころから62年にかけて実験を繰り返す中で発見したものである。外界との熱の出入りが無視できるような管の途中に綿などの多孔性物質を詰め,その一方の側から他方へ気体を送ると,気体の圧力は⊿pだけ下がり,同時に⊿Tの温度変化を生ずる。

出典:株式会社平凡社
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