줄 톰슨 계수가 양수이면, dP가 음수일 때 dT도 음수이므로 압력이 감소할 때, 즉 팽창할 때 온도가 감소한다고 이해했습니다. 온도를 감소시키는 것은 분자 수준으로 보면 분자의 평균 속력이 감소하는 것인데, 속력이 감소하니까 분자 간 attraction이 증가해 서로 붙들고 있으려는 경향이 증가한다고 생각했습니다. 따라서, 기체 분자들이 서로 멀어질 때에는 attraction이 감소하므로 더 자유롭게 이동이 가능해 속력이 빨라진다고 생각했는데, 교재에서는 멀어질 때 속력이 감소한다고 나와있어, 제가 이해한 부분 중 어떤 점이 틀렸는지 여쭤보고 싶습니다. 감사합니다!
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분자들이 멀어지면 attraction이 줄어서 속력이 더 빨라진다고 생각하셨는데, 실제로는 분자들이 서로 멀어질 때 potential energy가 오히려 증가하기 때문에 문제가 발생한 것입니다. Joule-Thomson process은 열출입이 없는 절연 상태에서 진행되므로 전체 에너지는 일정하게 유지되어야 합니다. 따라서 증가한 potential energy를 보상하기 위해 kinetic energy가 줄어들어야만 하고, 이 때문에 분자의 평균 속력이 낮아지면서 온도가 떨어지는 현상이 나타나게 되는 것입니다.