하루에 질문을 두개나 드리게 되어 송구합니다.

다름이 아니오라 throttling valve를 통과하여 전단 압력 20KCG에서 2KCG로 감압되는 공정에 대하여 계산하던 중 줄-톰슨계수의 활용에 대해서 의문이 생겨 다시 질문을 드리게 되었습니다.

등엔탈피 공정에서 실제 기체의 압력변화에 따른 온도변화의 척도로써 사용된다는 것이나, 그 유도과정에 대하여는 확인했습니다만, 정작 공정에 적용하여 계산을 진행하다보니 몇가지 의문점이 생겼습니다.

(1-1) 줄톰슨 계수의 적용에 있어서 등엔탈피 공정에서 T1,P1,P2등의 값을 알고 있는 상황이라면 차트를 따라 확인한 줄톰슨계수를 이용, μ=dT/dP → μ(P2-P1)+T1=T2로 적용을 해도 무방한 것인지 궁금합니다.

(1-2) 만일 그렇다면 μ를 상수로서 취급해야할텐데 이때는 차트를 통해 T1에서의 μ값을 찾아 상수로 적용해도 되는 것인지, 그것이 아니라면 다른 형태로서 찾아야하는 것인지 궁금합니다.

(2-1) (1)에서 제가 생각한 것이 틀렸고, 단순히 μ=dT/dP가 아니라 μ=dT/dP=-(1/Cp)[(T(dV/dT)_P) - V]의 식을 이용해 풀어야 한다면, 공정을 거치고 기체의 온도가 변할 텐데 Cp의 값은 함수꼴로 놓아야하는지, 아니면 흔히 쓰듯 상수로서 사용하는지 궁금합니다.

(2-2) 또한 마찬가지로 T나 V의 값은 valve 전후단을 State 1, State 2라고 볼 때 어떤 state에서의 값을 넣는 것이 맞는지 궁금합니다.

(3-1) (1)에서의 방법대로 스스로 계산을 진행하였습니다. 차트를 통해서 rough하지만 직선을 그어 기체를 구성하고 있는 CO₂와 N₂의 μ값을 찾고, 몰분율로서 평균 μ값을 구했습니다.(평균분자량을 구하는 것과 비슷한 방식으로 진행하였습니다) 혼합물의 μ값을 이렇게 찾는 것이 맞는지 궁금합니다.

(3-2) 상기의 방법으로 찾은 μ값은 약 0.15 K/bar였는데, 계산을 해보니 ΔT는 약 -2℃ 정도였습니다. 직관적으로는 20KCG가 2KCG로 감압되었는데 고작 그 정도가 떨어졌다는 것에 납득이 잘 가지 않았는데, 실제로도 throttling 과정에서 온도강하가 그리 크지 않은 것인지 궁금합니다.

(3-3) μ의 단위가 K/bar라는 데에서 착안해보면 만약 μ= 0.1 K/bar라는 말은 기체의 압력이 1bar가 커지면 온도가 0.1K 상승한다는 말일텐데, 거꾸로 μ 값에 역수를 취한다면 온도 1K가 상승할 때 10bar가 오른다는 말이 되는듯한데 이또한 직관적으로 이해가 되지 않습니다. μ값에 역수를 취하고 물리적 의미를 부여하는 것이 무의미한 일일런지요?

너무 많은 질문을 드린 것 같아 송구하기도 하고 현업에 있으면서 수준이 미달하여 이런 질문을 드리는 것이 창피스럽습니다.
모쪼록 여러분의 도움에 감사드리며 인터넷화학공학에서 더 성장하고 싶습니다.

감사합니다.