[화공 열역학] 줄/톰슨 효과

줄/톰슨 효과란, 앞선 포스팅에서 설명한 조름 공정에서 발생하는 압력 변화에 의한 온도 변화를 말한다. 즉 단열이고 엔탈피가 일정하게 유지되는 유체의 흐름 과정에서 냉각이 발생하는지, 가열이 발생하는지 알아보자. 우선 조름 공정 전후로 압력은 무조건 감소한다. 압력이 감소하므로 흐르는 유체에 대해 이 과정은 단열 팽창으로 볼 수 있다. 일반적인 단열 팽창에서, 팽창에 일이 소모되었으나 주위와 열 교환이 없었으니 시스템의 온도는 감소해야 한다. 이 온도가 감소해야 한다는 건 왜일까? 열역학 제 1법칙이다. 팽창 시 W<0 이므로 U<0 이어야 한다. 내부 에너지는 시스템의 열적 운동 에너지와 열적 위치 에너지의 합이므로 내부 에너지가 감소했다는 것은 시스템의 열적 에너지가 감소했다는 뜻이다. 하지만 시스템의 온도는, 분자의 운동에 의해서만 발생하는 열적 운동 에너지의 측정값이다. 따라서 내부 에너지 자체에 변화가 있거나, 내부 에너지의 변화가 없더라도 열적 운동 에너지의 변화와 열적 ...

원문링크 : [화공 열역학] 줄/톰슨 효과