Joule-Thomson olayı nedir (Soğutucu akışkanlar)

Joule-Thomson deneyinde, sabit entalpide (izentalpik) genleşen bir gazın iç enerjisi (\(U\)), basınç (\(P\)) ve hacim (\(V\)) değişkenleri cinsinden enerji dengesi nasıl yazılır? Açıklayınız.

💡 Joule-Thomson prosesi adyabatik (ısı transferi yok, Q=0) ve tersinmez bir genleşmedir. Sistem iş yapar ancak çevreye iş yapılmaz.

• ➡️ Termodinamiğin birinci yasası: \( \Delta U = Q - W \)
• ➡️ Adyabatik olduğu için: \( Q = 0 \)
• ➡️ Yapılan iş: Gaz yüksek basınçlı bölgeden alçak basınçlı bölgeye itilir. Yapılan net iş, \( W = P_1V_1 - P_2V_2 \) şeklinde ifade edilir.
• ➡️ Denklemde yerine koyarsak: \( \Delta U = 0 - (P_1V_1 - P_2V_2) \)
• ➡️ Buradan: \( U_2 - U_1 = -P_1V_1 + P_2V_2 \)
• ➡️ Düzenlersek: \( U_2 + P_2V_2 = U_1 + P_1V_1 \)

✅ Sonuç olarak, \( H = U + PV \) entalpi tanımı kullanılırsa, \( H_2 = H_1 \) bulunur. Bu, Joule-Thomson olayının sabit entalpide gerçekleştiğini kanıtlar.