Versuch
Info
Abkühlen von CO2 durch isenthalpe Entspannung an einer Drosselstelle.
Vor und hinter der Drosselstelle (Glasfritte) wird die Temperatur des Gases gemessen. Wenn man die Gasflasche öffnet, sinkt die Temperatur ca. 0,4 K. Diese Absenkung ist reversibel und gut zu beobachten. Drosselt man den Zufluss, steigt die Temperatur.
Zur Stabilisierung der Temperatur des einströmenden Gases wird zwischen Druckflasche und Drosselstelle ein Wärmetauscher (Kupferschlange) geschaltet. Die Eingangstemperatur vor der Drosselstelle sinkt trotz Wärmeaustauscher während des Betriebs ab.
Der Joule-Thomson-Effekt tritt bei realen Gasen auf. Unterhalb der Inversionstemperatur eines Gases sinkt bei Drosselung eines Gasstroms durch eine Fritte oder einen Wattepfropf seine Temperatur. Für CO2 beträgt der Joule-Thomson-Koeffizient μ bei Normalbedingungen +1,1∙10-5 K/Pa, die reale Temperaturerhöhung ∆T/∆p ca. 1 K/bar.
Durchführungsdauer: 10 Minuten
Beschreibung
Hinweise zum Aufbau:
10 Liter Druckflasche Kohlenstoffdioxid bestellen.
Ausströmendes Gas mit Gaswaschflasche sichtbar machen.
Die Temperatur wird mit Pasco PasPort Temperatursensoren mit USB-Link gemessen und am PC mit Pasco Capstone ausgewertet. Man kann die beiden Temperaturen T1(t) und T2(t) sowie ∆T(t) aufzeichnen.
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!!! Mit Wasserstrahlpumpe aus dem Glasschrank NE/F1 ist Effekt deutlicher zu erkennen !!!
Der Joule-Thomson-Effekt ist ein sehr kleiner Effekt, aber dennoch sehr bedeutend. So wird er im Linde-Verfahren zur Verflüssigung von Luft ausgenutzt.
Quellen:
Bergmann-Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 1, Berlin 1970, S.637.
https://av.tib.eu/media/15652