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Inversionstemperatur

Umkehrpunkt, diejenige Temperatur, bei der beim Joule-Thomson-Prozess die Abkühlung in eine Erwärmung umschlägt. Eine solche Temperatur existiert bei sämtlichen Gasen. Sie liegt ausser bei Wasserstoff, Neon und Helium oberhalb der Zimmertemperatur und lässt sich näherungsweise aus den Konstanten a und b der Van-der-Waals-Gleichung berechnen: Inversionstemperatur (R: Gaskonstante). Sie ist etwa doppelt so gross wie die Boyle-Temperatur und beträgt im allgemeinen das sechs- bis siebenfache der kritischen Temperatur (z.B. Helium: 16 K [beobachtet], Wasserstoff: 193 K [beobachtet], Sauerstoff: 790 K [berechnet], Kohlensäure: 2050 K [berechnet]). Die tiefen Inversionstemperaturen werden durch kleine Werte der Konstanten a verursacht, hängen also mit der geringen Grösse der Van-der-Waals-Kräfte bei diesen Gasen zusammen. Diese Gase lassen sich nur dann unter Benutzung des Joule-Thomson-Effekts verflüssigen, wenn sie vorher unter ihre Inversionstemperatur abgekühlt worden sind.

Die genauere Theorie zeigt, dass die Inversionstemperatur keine Konstante ist, sondern vom Druck abhängt. Die angegebenen Werte gelten für geringe Drücke. Bei hohen Drücken nimmt die Inversionstemperatur stark ab. Man kann diese Druckabhängigkeit der Inversionstemperatur durch eine Kurve, die Inversions- oder Umkehrkurve, darstellen.

 

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