This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം
Joule-Thomson effect
രുദ്ധോഷ്മ ഉപരോധന പ്രക്രിയയ്ക്ക് (adiabatic throttling process) വിധേയമാകുന്ന വാതകത്തിന്റെ താപനിലയ്ക്കു വ്യതിയാനം വരുന്ന പ്രതിഭാസം. വാതക പ്രവാഹത്തെ ഇടുങ്ങിയ സുഷിരത്തിലൂടെ (ഭാഗികമായി മാത്രം തുറന്ന വാല്‍വ്, കാപ്പിലറി, പോറസ് പ്ലഗ് ഇവയില്‍ ഏതെങ്കിലും) കടത്തിവിട്ട് മര്‍ദം വളരെ കുറയ്ക്കുന്ന താപഗതിക പ്രക്രിയയാണ് ത്രോട്ട് ലിങ് എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. ചുറ്റുപാടില്‍നിന്ന് താപീയമായി ഒറ്റപ്പെട്ട അവസ്ഥയിലുള്ള വാതകം ഇപ്രകാരം കുറഞ്ഞ മര്‍ദത്തിലേക്കു വികസിക്കുമ്പോള്‍ സാധാരണയായി അതിന്റെ താപനില താഴുന്നു. ഇതാണ് ജൂള്‍ തോംസന്‍ പ്രഭാവം.
1852-62 കാലഘട്ടത്തില്‍ ബ്രിട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞരായ ജെയിംസ് ജൂളും വില്യം തോംസനും ചേര്‍ന്ന് കണ്ടുപിടിക്കുകയും കൂടുതല്‍ പഠനങ്ങള്‍ നടത്തുകയും ചെയ്ത മേഖലയാണിത്. പോറസ് പ്ളഗ് പരീക്ഷണത്തിലൂടെ അനുസ്യൂതമായ ഒരു സ്ഥിരവാതക പ്രവാഹത്തിന്റെ ത്രോട്ട്ല്‍ വികാസത്തിനു മുമ്പും പിമ്പുമുള്ള താപനിലകള്‍ ഇവര്‍ അളന്നു. അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ നടന്ന ഈ പരീക്ഷണത്തില്‍ നിന്ന് ഒരു അന്തരീക്ഷ മര്‍ദത്തിന് ( 1.01 x10 5ന്യൂട്ടന്‍/മീ2) സമാനമായ മര്‍ദപാത ( pressure drop) ത്തിനു വായുവിനുണ്ടാകുന്ന താപനിലാവ്യതിയാനം 0.25oC ആണെന്നിവര്‍ കണ്ടു. പോറസ് പ്ളഗിന്റെ ഇരുഭാഗത്തുമുള്ള മര്‍ദവ്യതിയാനത്തിന് ആനുപാതികമായി താപനിലാവ്യതിയാനത്തിനും മാറ്റം വരുന്നതായി ഇവര്‍ മനസ്സിലാക്കി.
ത്രോട്ട്ല്‍ വികാസം വഴി വാതകം തണുത്താല്‍ ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം ധനാത്മക (positive)മാണെന്നു പറയുന്നു. വാതകം ചൂടാകുകയാണെങ്കില്‍ ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം ഋണാത്മക (negative)മാകും. ഉദാഹരണം ഹൈഡ്രജന്‍ വാതകം. എന്നാല്‍ മിക്ക വാതകങ്ങളിലും ശീതളനമാണ് നടക്കുന്നത്.
പദാര്‍ഥഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള തന്മാത്രാഗതിക സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം അന്തര്‍തന്മാത്രാബലത്തെ (intermolecular interaction forces) വെളിപ്പെടുത്തുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. വാതകം വികസിക്കുമ്പോള്‍ തന്മാത്രകളുടെ പരസ്പരാകര്‍ഷണ ബലത്തിന് എതിരെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുവാനായി ആന്തരികോര്‍ജം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. അങ്ങനെ വാതകത്തില്‍ നിന്നു തന്നെ താപം എടുക്കുന്നതിനാല്‍ ശീതളനം നടക്കുന്നു. എന്നാല്‍ ആദര്‍ശവാതക(ideal gas)ത്തില്‍ ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം പൂജ്യമായിരിക്കും. അതായത് ശീതളനം ഒട്ടും നടക്കുന്നില്ല.
തന്നിരിക്കുന്ന മര്‍ദത്തില്‍ ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയില്‍ ത്രോട്ട്ലിങ് വഴി താപനിലാവ്യതിയാനം ഉണ്ടാകുന്നില്ല എന്നു കാണാം. വാതകത്തിന്റെ ആദ്യതാപനില ഈ നിശ്ചിത പരിധിക്കുപരിയാണെങ്കില്‍ ത്രോട്ട്ലിങ് വഴി താപനില കുറയുന്നതിനു പകരം കൂടുകയാണു ചെയ്യുക. അതായത് ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവത്താല്‍ ശീതളനത്തിനു പകരം തപനം (heating) നടക്കുന്നു. ഇപ്രകാരം ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവത്തിന്റെ ചിഹ്നം മാറുന്ന-ശീതളനം തപനമാകുന്ന-താപനിലയെ പ്രതിലോമ താപനില(inversion temperature) എന്നു വിളിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത വാതകങ്ങള്‍ക്ക് പ്രതിലോമ താപനില വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. അതായത് വാസ്തവിക വാതകത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം പ്രതിലോമ താപനിലയില്‍ പൂജ്യവും അതിനുപരി തപനവും അതിനു താഴെ ശീതളനവും ആയി അനുഭവപ്പെടും. ചുരുക്കത്തില്‍ ഏതു വാതകവും അതിന്റെ പ്രതിലോമ താപനിലയ്ക്കു താഴെ നേര്‍ത്ത സുഷിരങ്ങളില്‍ക്കൂടി കടത്തിവിട്ടാല്‍ ബാഹ്യമായി യാതൊരു പ്രവൃത്തിയും ചെയ്യാതെ തന്നെ ശീതളനം നടക്കുന്നു.
നിമ്ന താപോര്‍ജ തന്ത്രത്തില്‍ ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവത്തിന് വളരെ പ്രസക്തിയുണ്ട്. വാതക ദ്രവീകരണ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയില്‍ ഇത് വളരെയേറെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. റഫ്രിജറേഷന്‍, എയര്‍ കണ്ടീഷനിങ് എന്നീ മേഖലകളിലെല്ലാം ജൂള്‍-തോംസന്‍ പ്രഭാവം അടിസ്ഥാനപ്രമാണമായി എടുക്കാറുണ്ട്.
