In diesem Versuch wurde der Joule-Thomson-Koeffizient der Gase Argon und Kohlenstoffdioxid experimentell bestimmt. Die unter Zuhilfenahme der Van-der-Waals-Gleichung ermittelten Joule-Thomson-Koeffizienten wurden mit den experimentell ermittelten verglichen und zusätzlich wurden die Inversionstemperaturen von Kohlenstoffdioxid, Helium und Argon bestimmt.
Inhaltsverzeichnis
- Theorie
- Das ideale Gas
- Reale Gase
- Joule-Thomson-Effekt
- Inversionstemperatur
- Linde-Verfahren
- Versuchsaufbau
- Versuchsdurchführung
- Messergebnisse und Auswertung
- Messergebnisse
- Auswertung
- Bestimmung der Joule-Thomson-Koeffizienten
- Berechnung der theoretischen Joule-Thomson-Koeffizienten
- Berechnung der Inversionstemperatur
- Zusatzaufgabe
- Fehlerbetrachtung
- Fehlerberechnung
- Fehler des experimentellen Joule-Thomson-Koeffizienten von Argon
- Fehler des experimentellen Joule-Thomson-Koeffizienten von Kohlenstoffdioxid
- Diskussion
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieses Protokoll beschreibt ein Experiment zur experimentellen Bestimmung des Joule-Thomson-Koeffizienten für die Gase Argon und Kohlenstoffdioxid. Es werden die experimentellen Ergebnisse mit theoretischen Berechnungen und Literaturwerten verglichen. Zusätzlich wird die Inversionstemperatur für Kohlenstoffdioxid, Helium und Argon ermittelt.
- Experimentelle Bestimmung des Joule-Thomson-Koeffizienten für Argon und Kohlenstoffdioxid
- Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit theoretischen Berechnungen und Literaturwerten
- Bestimmung der Inversionstemperatur für Kohlenstoffdioxid, Helium und Argon
- Analyse des Joule-Thomson-Effekts und seiner Bedeutung für reale Gase
- Anwendungen des Joule-Thomson-Effekts in der Technik
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel behandelt die Theorie des Joule-Thomson-Effekts und führt das ideale Gas und reale Gase ein. Es werden die Inversionstemperatur und das Linde-Verfahren erläutert. Das zweite Kapitel beschreibt den Versuchsaufbau, das dritte Kapitel die Versuchsdurchführung. Das vierte Kapitel präsentiert die Messergebnisse und ihre Auswertung, inklusive der Bestimmung der Joule-Thomson-Koeffizienten und der Inversionstemperatur. Die Fehlerbetrachtung und -berechnung erfolgt in den Kapiteln fünf und sechs. Das letzte Kapitel diskutiert die Ergebnisse und ihre Bedeutung.
Schlüsselwörter
Joule-Thomson-Effekt, Joule-Thomson-Koeffizient, reale Gase, ideale Gase, Inversionstemperatur, Linde-Verfahren, Van-der-Waals-Gleichung, Argon, Kohlenstoffdioxid, Helium, experimentelle Bestimmung, theoretische Berechnung, Fehleranalyse
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Joule-Thomson-Effekt?
Der Joule-Thomson-Effekt beschreibt die Temperaturänderung eines Gases bei einer Druckminderung (Expansion), ohne dass äußere Arbeit geleistet oder Wärme ausgetauscht wird.
Wofür wird das Linde-Verfahren genutzt?
Das Linde-Verfahren nutzt den Joule-Thomson-Effekt zur Verflüssigung von Gasen wie Luft, Argon oder Stickstoff durch wiederholte Expansion und Abkühlung.
Was ist die Inversionstemperatur?
Dies ist die Temperatur, oberhalb derer sich ein Gas bei Expansion erwärmt und unterhalb derer es sich abkühlt. Nur unterhalb dieser Temperatur ist eine Kühlung durch den Effekt möglich.
Warum verhalten sich reale Gase anders als ideale Gase?
Bei realen Gasen spielen zwischenmolekulare Kräfte (Van-der-Waals-Kräfte) eine Rolle, die beim idealen Gas vernachlässigt werden. Diese Kräfte sind die Ursache für den Joule-Thomson-Effekt.
Welche Gase wurden in diesem Experiment untersucht?
Das Experiment bestimmte die Joule-Thomson-Koeffizienten von Argon (Ar) und Kohlenstoffdioxid (CO2).
Wie wird der Joule-Thomson-Koeffizient theoretisch berechnet?
Die Berechnung erfolgt häufig unter Zuhilfenahme der Van-der-Waals-Gleichung, welche das Verhalten realer Gase mathematisch beschreibt.
- Arbeit zitieren
- Michael Hoffmann (Autor:in), 2017, Der Joule-Thomson-Effekt. Experimentelle Bestimmung der Joule-Thomson-Koeffizienten von Argon und Kohlenstoffdioxid, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/377563
