Joule Thomson Olayı Nedir?
Moleküller arasındaki etkileşimler kullanılarak gazlar yavaşlatılabildiği gibi hızlandırılabilir de. Eğer bir gaz genleşirse, moleküller birbirinden uzaklaşır. Bu nedenle bir gazın hacmi artırılırsa moleküller birbirinden uzaklaşır ve ortalama hızları azalır. Eğer bir gazın sıcaklığı artarsa kinetik enerjisi artar, sıcaklığı azalırsa kinetik enerjisi azalır. Yani sıcaklık ve kinetik enerji doğru orantılıdır.
Ama bir gazın kinetik enerjisinin azalması için o gazın bir iş yapması gerekir. Bu iş sırasında dışarıdan bir ısı almadığı için kendi ısısını kullanır ve böylece gazın sıcaklığı düşer. Böyle olunca da gazın sıcaklığı azalır ve gaz molekülleri yavaşlar. Böylece gaz hızlı bir şekilde genleşerek soğur. Soğuyan gaz ise ortamı da soğutur. Sonuç olarak gaz sıvılaştırılmış olur. İşte bu şekilde gazların genleşerek soğumasına ya da soğuyarak genleşmesine Joule-Thomson Olayı denir.
Düşük sıcaklıklarda gaz molekülleri çok yavaş hareket ettikleri için moleküller arası etkileşimler sonucu olarak her molekül diğer moleküle tutunur ve serbest hareket kabileyetini kaybeder.
Joule-Thomson Olayına Günlük Hayattan Örnekler
Özellikle evlerde, iş yerlerinde, arabalarda kullandığımız klimaların ortamı soğutması ve ısıtması Joule-Thomson olayı ile ilgilidir. Çünkü klima içindeki gaz bir kompresör yardımı ile sıvılaştırılır. Sıvılaşan gaz sıkıştığı için gazın sıcaklığı artar ve bu sıcaklığı bir faz ile ortama verir.
Eğer sıvı hale gelmiş bu gaz üzerindeki basınç düşürülürse sıvı olan gaz tekrar gaz halinde döner. Sıvıdan gaz dönüşüm olması için ısı alınması gerekir. Bunu da ortamdan alır. Böylece ortamın ısısı alındığı için ortam soğumuş olur. İşte klimalar bu şekilde bir döngü içindedirler.
Bu Olaya Neden Joule-Thomson Olayı Deniliyor?
Günlük hayatımızı kolaylaştıran bu olaya Joule-Thomson olayı denilmesinin nedeni, James Joule ve William Thomson isimli 2 bilim adamının ilk defa bu konu ile ilgili çalışmalar yapmasıdır.