Joule-Thomson olayı nedir (Soğutucu akışkanlar) Test 1

Joule-Thomson olayı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Tüm gazların Joule-Thomson katsayısı pozitiftir
B) Joule-Thomson genleşmesi sabit sıcaklıkta gerçekleşir
C) Joule-Thomson olayı sabit entalpi koşullarında gerçekleşir
D) Joule-Thomson etkisi yalnızca ideal gazlarda gözlemlenir

Joule-Thomson olayı, gerçek gazların yüksek basınçtan düşük basınca doğru izentalpik (sabit entalpi) bir süreçte genleşmesi sonucu sıcaklıklarındaki değişimdir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) Tüm gazların Joule-Thomson katsayısı pozitiftir

Bu ifade doğru değildir. Joule-Thomson katsayısı ($μ_{JT}$), gazın türüne, sıcaklığına ve basıncına bağlı olarak pozitif, negatif veya sıfır olabilir. $μ_{JT} > 0$ ise genleşme soğumaya neden olurken, $μ_{JT} < 0$ ise ısınmaya neden olur. $μ_{JT} = 0$ olduğu sıcaklığa "inversiyon sıcaklığı" denir.

• B) Joule-Thomson genleşmesi sabit sıcaklıkta gerçekleşir

Bu ifade de yanlıştır. Joule-Thomson genleşmesi, adyabatik (ısı alışverişi olmayan) ve izentalpik (sabit entalpi) koşullarda gerçekleşir. Genleşme sırasında gazın sıcaklığı değişebilir (soğuyabilir veya ısınabilir).

• C) Joule-Thomson olayı sabit entalpi koşullarında gerçekleşir

Evet, bu ifade doğrudur. Joule-Thomson olayı, tanımı gereği sabit entalpi (izentalpik) koşullarda gerçekleşir. Entalpi ($H$), sistemin iç enerjisi ($U$) ile basıncı ($P$) ve hacminin ($V$) çarpımının toplamına eşittir: $H = U + PV$. Joule-Thomson genleşmesinde entalpi sabittir, yani $ΔH = 0$'dır.

• D) Joule-Thomson etkisi yalnızca ideal gazlarda gözlemlenir

Bu ifade de yanlıştır. Joule-Thomson etkisi, ideal gazlarda gözlemlenmez (veya çok küçük bir etki gözlemlenir). Çünkü ideal gazlarda moleküller arası etkileşimler ihmal edilir. Joule-Thomson etkisi, gerçek gazlardaki moleküller arası çekim kuvvetlerinden kaynaklanır.

Bu açıklamalar ışığında, doğru cevap C seçeneğidir.