焦耳-汤姆孙效应jiaoer-tangmusun xiaoying

气体在节流过程中温度随压强而变化的现象。气体通过多孔塞或节流阀膨胀的过程称为绝热节流膨胀。绝热节流过程是不可逆过程。由于过程在绝热系统中进行，外界做的功等于系统内能的改变，即U₂-U₁＝p₁V₁-p₂V₂，式中U为气体的内能，p为压强，V是气体的体积，于是得出U₁+p₁V₁＝U₂+p₂V₂＝恒量，U+p^V＝H是气体的另一状态函数称为焓，前式表示节流前后气体的焓(H)不变。实验发现，气体在节流前后温度一般要发生变化，同一种气体在不同条件下（不同温度与压强范围），节流后温度可以升高，可以降低，也可能不变。为了研究节流后气体温度随压强变化的情况，通常用焦耳-汤姆孙系数μ=(ΔT/Δp)H=(əT/əP)H来描述，因为节流前后焓(H)不变，以(əT/əp)H表示等焓过程中温度随压强的变化率。气体节流后压强减小，Δp<0，所以，若节流后降温△T<0，则μ>0，称焦耳-汤姆孙正效应。若节流升温△T>0，则μ<0，称焦耳-汤姆孙负效应。若节流前后温度不变，△T=0，称为焦耳-汤姆孙零效应。实际气体节流后温度发生变化，得知气体的内能不仅是温度的函数，还是体积（或压强）的函数。当气体非常稀薄时，△T→0，可推知理想气体节流前后温度不变，因此，一定量某种理想气体的内能仅仅是温度的函数。利用节流过程中致冷效应可制成制冷机和室温调节设备。低温工业中利用焦耳-汤姆孙正效应使气体液化。1895年林德首先成功地用节流过程使空气液化。