Preview only show first 10 pages with watermark. For full document please download

Efeito Joule-thomson

Trabalho sobre o Efeito Joule-Thomson

   EMBED

  • Rating

  • Date

    December 2018
  • Size

    50KB
  • Views

    5,086
  • Categories


Share

Transcript

James Prescott Joule nasceu em dezembro de 1818, em Salford, Inglaterra. Joule estudou a natureza da corrente elétrica. Após inúmeros experimentos ele descobriu que, quando um condutor é aquecido ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ocorre uma transformação de energia elétrica em energia térmica. Este fenômeno é conhecido como Efeito Joule. Ele trabalhou com o Físico William Thomson (Lord Kelvin) realizando experimentos termodiâmicos. Juntos chegaram ao efeito Joule-Thomson que relaciona a temperatura e o volume de um gás. Na época suas teorias eram bem polemicas, pois, acreditava-se que o calor era um fluido chamado “calórico”. Joule propôs uma mudança neste conceito dizendo que, o calor era na verdade uma das formas da energia e que estava ligado ao estado de agitação das moléculas. Em termodinâmica, o efeito Joule-Thomson descreve a variação de temperatura de um gás ou líquido quando ele é forçado a passar através de uma válvula ou tampão poroso, enquanto mantido isolado, de modo que nenhum calor seja trocado com o meio ambiente. Este procedimento é chamado de processo de estrangulamento ou válvula Joule-Thomson. Ele explica como a temperatura varia quando um gás liquefeito se expande e volta ao estado gasoso, mantendo-se a entalpia do sistema constante, em outros termos, é a diferencial da temperatura pela pressão de um gás liquefeito (dT/dP) em expansão adiabática (sem trocas de calor com o ambiente externo), mantendo-se a entalpia constante. A taxa de variação da temperatura T em relação à pressão P em um processo de Joule-Thomson (isto é, à entalpia constante H) é o coeficiente de Joule-Thomson ( ). Este coeficiente pode ser expresso em termos do volume V do gás, da sua capacidade térmica à pressão constante ( ) e de seu coeficiente de expansão térmica ( ) como: Na prática, o efeito Joule-Thomson é realizado permitindo-se que o gás se expanda através de um dispositivo de estrangulamento (normalmente uma válvula), que deve estar muito bem isolado para impedir qualquer transferência de calor para ou pelo gás. Nenhum trabalho externo é extraído do gás durante a expansão (o gás não deve ser expandido através de uma turbina, por exemplo). O efeito é aplicado com a técnica de Linde como um processo padrão na indústria petroquímica, onde a refrigeração é utilizada para liquefazer gases, e também em várias aplicações criogênicas (por exemplo, para a produção de oxigênio, nitrogênio, e argônio líquidos). Apenas quando o coeficiente de Joule-Thomson para o gás na determinada temperatura é maior que zero o gás pode ser liquefeito a essa temperatura pelo ciclo de Linde.