Problema:
Un gas ideal inicialmente a 5 atm y 300 K se expande adiabáticamente en un proceso de Joule-
Thomson a través de una válvula hacia un volumen mayor. Después de la expansión, la presión
del gas es de 2 atm. Calcula el cambio de temperatura del gas durante el proceso.
Solución:
El coeficiente de Joule-Thomson (μ) se define como:
μ = (ΔT/ΔP) = (T₂ - T₁) / (P₂ - P₁)
Donde T₁ es la temperatura inicial, T₂ es la temperatura final, P₁ es la presión inicial y P₂ es la
presión final.
Dado que el proceso es adiabático, no hay transferencia de calor (Q = 0), lo que significa que la
entalpía (H) del gas se mantiene constante:
H₁ = H₂
CₐT₁ = CₐT₂
Donde Cₐ es la capacidad calorífica a presión constante del gas.
Dado que se trata de un gas ideal, podemos usar la relación de la capacidad calorífica molar a
presión constante (Cₐ) y a volumen constante (Cᵥ):
Cₐ - Cᵥ = R
Donde R es la constante de los gases ideales y donde "V₁" se refiere al volumen inicial del gas
antes de la expansión y "V₂" se refiere al volumen final del gas después de la expansión
Sustituyendo en la ecuación de entalpía constante:
CₐT₁ = CₐT₂
T₁ = T₂
P₁V₁ / R = P₂V₂ / R
